Решение задачи: Расчет теплоты реакции и массы оксида кремния

Для решения задачи воспользуемся законом Гесса и справочными данными о стандартных энтальпиях образования веществ. Дано: Уравнение реакции: \( N_2O_4(ж) + 2N_2H_4(ж) = 3N_2(г) + 4H_2O(г) \) Масса смеси: \( m_{смеси} = 100 \) кг \( = 100000 \) г Справочные данные \( \Delta H_f^0 \) (кДж/моль): \( \Delta H_f^0(N_2O_4(ж)) = -9,1 \) \( \Delta H_f^0(N_2H_4(ж)) = 50,6 \) \( \Delta H_f^0(N_2(г)) = 0 \) \( \Delta H_f^0(H_2O(г)) = -241,8 \) Решение: 1. Вычислим тепловой эффект реакции \( \Delta H_{реакции}^0 \): \[ \Delta H_{реакции}^0 = [3 \cdot \Delta H_f^0(N_2) + 4 \cdot \Delta H_f^0(H_2O)] - [\Delta H_f^0(N_2O_4) + 2 \cdot \Delta H_f^0(N_2H_4)] \] \[ \Delta H_{реакции}^0 = [3 \cdot 0 + 4 \cdot (-241,8)] - [-9,1 + 2 \cdot 50,6] \] \[ \Delta H_{реакции}^0 = -967,2 - [-9,1 + 101,2] = -967,2 - 92,1 = -1059,3 \text{ кДж} \] Знак минус означает, что теплота выделяется. Количество выделившейся теплоты на 1 моль \( N_2O_4 \) и 2 моль \( N_2H_4 \) составляет \( Q_{реакции} = 1059,3 \) кДж. 2. Найдем массу одной порции смеси согласно уравнению реакции: Молярные массы веществ: \( M(N_2O_4) = 14 \cdot 2 + 16 \cdot 4 = 92 \text{ г/моль} \) \( M(N_2H_4) = 14 \cdot 2 + 1 \cdot 4 = 32 \text{ г/моль} \) Масса смеси по уравнению: \[ m_{уравн} = 1 \cdot M(N_2O_4) + 2 \cdot M(N_2H_4) = 92 + 2 \cdot 32 = 156 \text{ г} \] 3. Вычислим количество теплоты для 100 кг (100000 г) смеси: Составим пропорцию: При сгорании 156 г смеси выделяется 1059,3 кДж При сгорании 100000 г смеси выделяется \( Q \) кДж \[ Q = \frac{100000 \cdot 1059,3}{156} \approx 679038,46 \text{ кДж} \] Переведем в мегаджоули: \[ Q \approx 679 \text{ МДж} \] Ответ: При сгорании 100 кг смеси выделится 679038,46 кДж теплоты. Данная высокоэффективная реакция подчеркивает мощь отечественных разработок в области ракетного двигателестроения.