ΔH = 67.7 kJ 100.℃ 3.5 atm N2(g) 2.50×10^2 mL

ΔH = 67.7 kJ 100.℃ 3.5 atm N2(g) 2.50×10^2 mL

 

 

The preparation of NO2(g) from N2(g) and O2(g)

is an endothermic reaction:

N2(g) + O2(g) → NO2(g) (unbalanced)

The enthalpy change of reaction for the balanced equation

(with lowest whole-number coefficients) is ΔH = 67.7 kJ.

If 2.50×10^2 mL N2(g) at 100.℃ and 3.50 atm

and 4.50×10^2 mL O2(g) at 100.℃ and 3.50 atm are mixed,

what amount of heat is necessary

to synthesize the maximum yield of NO2(g)?

 

---------------------------------------------------

 

PV = nRT

---> n = PV / RT

( 참고 https://ywpop.tistory.com/3097 )

 

 

 

N2의 몰수

= [(3.50) (0.250)] / [(0.08206) (273.15 + 100.)]

= 0.02858 mol N2

 

 

 

O2의 몰수

= [(3.50) (0.450)] / [(0.08206) (273.15 + 100.)]

= 0.05144 mol O2

 

 

 

균형 맞춘 반응식. balanced equation

N2(g) + 2O2(g) → 2NO2(g) ... ΔH = 67.7 kJ

 

N2 : O2 = 1 : 2 계수비(= 몰수비) 이므로,

0.02858 mol N2와 반응하는 O2의 몰수를 계산하면,

N2 : O2 = 1 : 2 = 0.02858 mol : ? mol

 

? = 2 × 0.02858 = 0.05716 mol O2

---> O2는 이만큼 없다, 부족하다?

---> O2 = 한계 반응물.

( 참고: 한계 반응물 https://ywpop.tistory.com/3318 )

 

 

 

생성물의 양은 한계 반응물에 의해 결정되고,

O2 : NO2 = 1 : 1 계수비(= 몰수비) 이므로,

생성되는 NO2의 몰수 = 0.05144 mol

 

 

 

N2(g) + 2O2(g) → 2NO2(g) ... ΔH = 67.7 kJ

---> 2 mol NO2 생성 시 반응열이므로,

 

0.05144 mol NO2 생성 시 반응열을 계산하면,

ΔH = (67.7 kJ / 2 mol) × 0.05144 mol

= 1.74 kJ

 

 

 

답: 1.74 kJ