Для того чтобы найти тепловой эффект реакции сгорания азота, сначала следует уточнить уравнение химической реакции. В данном случае реакция сгорания азота приводит к образованию оксида азота(I), NO. Уравнение этой реакции следующее:
[ N_2(g) + O_2(g) \rightarrow 2NO(g) ]
Теперь давайте определим, сколько молей азота было сожжено. Молярная масса азота (N_2) составляет примерно 28 г/моль. Если сжигается 3,5 г азота, то количество молей азота будет:
[ n = \frac{масса}{молярная \, масса} = \frac{3.5 \, г}{28 \, г/моль} = 0.125 \, моль ]
По уравнению реакции, 1 моль N_2 реагирует с 1 молем O_2 для образования 2 молей NO. Таким образом, если сгорает 0.125 моль N_2, то образуется 0.25 моль NO.
Тепловой эффект реакции (ΔH) обычно выражается в килоджоулях на моль реагирующих веществ. В данной задаче нам дано, что при сжигании 3,5 г азота поглощается 45,2 кДж теплоты. Тепловой эффект реакции для одного моля N_2 можно рассчитать следующим образом:
[ ΔH = \frac{общее \, количество \, теплоты}{количество \, молей \, реагента} = \frac{45.2 \, кДж}{0.125 \, моль} = 361.6 \, кДж/моль ]
Так как теплота поглощается, данная реакция является эндотермической, и значение ΔH будет положительным. Таким образом, тепловой эффект реакции сгорания азота с образованием оксида азота(I) составляет +361.6 кДж/моль N_2.