Для решения данной задачи, мы будем использовать следующие базовые понятия из термохимии: закон сохранения энергии и понятие эквивалентной массы соединений.
Первым шагом, нам необходимо определить количество массы азота (N2) и водорода (H2) вступивших в реакцию. Для этого, мы используем закон сохранения массы, который гласит, что в реакции количество массы веществ, присутствующих в начальном состоянии, равно количеству массы веществ, присутствующих в конечном состоянии.
В нашем случае, у нас есть два соединения, содержащие азот и водород: N2 и NH3. Исходя из уравнения реакции, мы видим, что соотношение между азотом и водородом в исходных веществах составляет 1:3 (в одной молекуле аммиака (NH3) одна молекула N2 связывается с трех молекулами Н2).
Итак, если обозначить массу водорода, вступившего в реакцию, как 'm', то масса азота, вступившего в реакцию, будет равна массе 3 молекул водорода, то есть 3 молекулы водорода взаимодействуют с 1 молекулой азота.
Теперь мы можем посчитать эквивалентную массу водорода. Эквивалентная масса - это масса вещества, взаимодействующая с 1 молекулой другого вещества. В нашем случае, эквивалентная масса водорода будет равна его молярной массе, поделенной на коэффициент пропорциональности из уравнения реакции (3).
Молярная масса водорода (H2) равна 2 г/моль (2*1 г/моль), поскольку у водорода молярная масса равна 1 г/моль. Таким образом, эквивалентная масса для расчетов будет равна 2/3 г.
И наконец, мы можем использовать отношение между выделенным теплом и эквивалентной массой водорода, чтобы определить массу водорода, вступившего в реакцию.
Отношение между выделенным теплом (460 кДж) и эквивалентной массой водорода (2/3 г) можно представить следующим образом: 460 кДж / 2/3 г.
Для выполнения этого расчета, необходимо перевести килоджоули в джоули, поскольку наша эквивалентная масса в граммах. Коэффициент пересчета составляет 1 кДж = 1000 Дж.
Поэтому, выделенное количество тепла в джоулях будет равно 460 кДж * 1000 Дж/кДж = 460 000 Дж.
Теперь мы можем использовать отношение между выделенным теплом и эквивалентной массой водорода для расчета массы водорода:
460 000 Дж / (2/3 г) = 460 000 Дж * (3/2 г) = 690 000 г Дж / г.
Таким образом, масса водорода, вступившего в реакцию, равна 690 000 г (или 690 кг).
В итоге, для решения данной задачи, мы использовали базовые понятия термохимии, такие как закон сохранения энергии и эквивалентная масса соединений, а также определили необходимую информацию из термохимического уравнения, чтобы получить конечный ответ.
Первым шагом, нам необходимо определить количество массы азота (N2) и водорода (H2) вступивших в реакцию. Для этого, мы используем закон сохранения массы, который гласит, что в реакции количество массы веществ, присутствующих в начальном состоянии, равно количеству массы веществ, присутствующих в конечном состоянии.
В нашем случае, у нас есть два соединения, содержащие азот и водород: N2 и NH3. Исходя из уравнения реакции, мы видим, что соотношение между азотом и водородом в исходных веществах составляет 1:3 (в одной молекуле аммиака (NH3) одна молекула N2 связывается с трех молекулами Н2).
Итак, если обозначить массу водорода, вступившего в реакцию, как 'm', то масса азота, вступившего в реакцию, будет равна массе 3 молекул водорода, то есть 3 молекулы водорода взаимодействуют с 1 молекулой азота.
Теперь мы можем посчитать эквивалентную массу водорода. Эквивалентная масса - это масса вещества, взаимодействующая с 1 молекулой другого вещества. В нашем случае, эквивалентная масса водорода будет равна его молярной массе, поделенной на коэффициент пропорциональности из уравнения реакции (3).
Молярная масса водорода (H2) равна 2 г/моль (2*1 г/моль), поскольку у водорода молярная масса равна 1 г/моль. Таким образом, эквивалентная масса для расчетов будет равна 2/3 г.
И наконец, мы можем использовать отношение между выделенным теплом и эквивалентной массой водорода, чтобы определить массу водорода, вступившего в реакцию.
Отношение между выделенным теплом (460 кДж) и эквивалентной массой водорода (2/3 г) можно представить следующим образом: 460 кДж / 2/3 г.
Для выполнения этого расчета, необходимо перевести килоджоули в джоули, поскольку наша эквивалентная масса в граммах. Коэффициент пересчета составляет 1 кДж = 1000 Дж.
Поэтому, выделенное количество тепла в джоулях будет равно 460 кДж * 1000 Дж/кДж = 460 000 Дж.
Теперь мы можем использовать отношение между выделенным теплом и эквивалентной массой водорода для расчета массы водорода:
460 000 Дж / (2/3 г) = 460 000 Дж * (3/2 г) = 690 000 г Дж / г.
Таким образом, масса водорода, вступившего в реакцию, равна 690 000 г (или 690 кг).
В итоге, для решения данной задачи, мы использовали базовые понятия термохимии, такие как закон сохранения энергии и эквивалентная масса соединений, а также определили необходимую информацию из термохимического уравнения, чтобы получить конечный ответ.