6. Какое количество теплоты выделится при взаимодействии 500 л азота с 1200 л водорода (н. у.), если тепловой эффект реакции равен 46 кДж на 1 моль аммиака?

Для решения задачи необходимо:

1. Записать уравнение реакции.
2. Определить количество вещества азота и водорода.
3. Определить, какое из веществ находится в избытке.
4. Рассчитать количество вещества образовавшегося аммиака.
5. Рассчитать выделившееся количество теплоты.

Решение:

1. Запишем уравнение реакции: $$\ N_2 + 3H_2 \rightarrow 2NH_3 $$
2. Определим количество вещества азота: $$
   u(N_2) = \frac{V(N_2)}{V_m} = \frac{500 \text{ л}}{22.4 \text{ л/моль}} = 22.32 \text{ моль}$$ где $$V_m$$ - молярный объем газа, равный 22.4 л/моль при нормальных условиях.
3. Определим количество вещества водорода: $$
   u(H_2) = \frac{V(H_2)}{V_m} = \frac{1200 \text{ л}}{22.4 \text{ л/моль}} = 53.57 \text{ моль}$$
4. Определим, какое из веществ находится в избытке. Для этого разделим количество вещества каждого из реагентов на его коэффициент в уравнении реакции: Для азота: $$\frac{22.32 \text{ моль}}{1} = 22.32$$ Для водорода: $$\frac{53.57 \text{ моль}}{3} = 17.86$$ Так как для водорода это отношение меньше, чем для азота, водород находится в недостатке, и расчет нужно вести по нему.
5. Определим количество вещества образовавшегося аммиака. Согласно уравнению реакции, из 3 моль водорода образуется 2 моль аммиака. Следовательно: $$
   u(NH_3) = \frac{2}{3} \cdot
   u(H_2) = \frac{2}{3} \cdot 53.57 \text{ моль} = 35.71 \text{ моль}$$
6. Определим выделившееся количество теплоты. Согласно условию, при образовании 1 моль аммиака выделяется 46 кДж теплоты. Следовательно: $$Q =
   u(NH_3) \cdot 46 \text{ кДж/моль} = 35.71 \text{ моль} \cdot 46 \text{ кДж/моль} = 1642.66 \text{ кДж}$$

Ответ: 1642.66 кДж