Question
upstudy study bank question image url

\( \left(\mathrm{H}_{4}(g)+\mathrm{NH}_{3}(\mathrm{~g}) \rightarrow \mathrm{HCH}_{(g)}+3 \mathrm{H}_{2}(\mathrm{~g}) \Delta H=\right. \) ? Mermbdemical Eqns: \[ \mathrm{N}_{2}(g)+3 \mathrm{H}_{2}(g) \rightarrow 2 \mathrm{NH}_{3}(g) \quad \Delta H=-9 \cdot 8 \mathrm{lg} \] (cs)t \( 2 H_{2}(g) \rightarrow C H 4(g) \quad \Delta A=-74.9 \mathrm{ks} \) \( H_{2}(y)+2 C(s)+N_{2}(y) \rightarrow 2 H(H \) cs) \( D H=+270.3 \mathrm{~kJ} \)

Ask by Gray Spencer. in the Philippines
Feb 25,2025

Upstudy AI Solution

Tutor-Verified Answer

Answer

The enthalpy change (\( \Delta H \)) for the reaction is \( 335.4 \, \text{kJ} \).

Solution

To find the enthalpy change (\( \Delta H \)) for the reaction \[ \mathrm{H}_{4}(g) + \mathrm{NH}_{3}(g) \rightarrow \mathrm{HCH}(g) + 3 \mathrm{H}_{2}(g), \] we can use Hess's law, which states that the total enthalpy change for a reaction is the sum of the enthalpy changes for the individual steps of the reaction. ### Given Reactions and Their Enthalpy Changes 1. \( \mathrm{N}_{2}(g) + 3 \mathrm{H}_{2}(g) \rightarrow 2 \mathrm{NH}_{3}(g) \quad \Delta H = -9.8 \, \text{kJ} \) 2. \( 2 \mathrm{H}_{2}(g) \rightarrow \mathrm{CH}_{4}(g) \quad \Delta H = -74.9 \, \text{kJ} \) 3. \( \mathrm{H}_{2}(g) + 2 \mathrm{C}(s) + \mathrm{N}_{2}(g) \rightarrow 2 \mathrm{H}(g) \quad \Delta H = +270.3 \, \text{kJ} \) ### Steps to Find \( \Delta H \) 1. **Reverse the second reaction** to express \( \mathrm{H}_{4}(g) \) in terms of \( \mathrm{H}_{2}(g) \): \[ \mathrm{CH}_{4}(g) \rightarrow 2 \mathrm{H}_{2}(g) \quad \Delta H = +74.9 \, \text{kJ} \] 2. **Use the first reaction** as is to form \( \mathrm{NH}_{3}(g) \): \[ \mathrm{N}_{2}(g) + 3 \mathrm{H}_{2}(g) \rightarrow 2 \mathrm{NH}_{3}(g) \quad \Delta H = -9.8 \, \text{kJ} \] 3. **Use the third reaction** as is to form \( \mathrm{H}(g) \): \[ \mathrm{H}_{2}(g) + 2 \mathrm{C}(s) + \mathrm{N}_{2}(g) \rightarrow 2 \mathrm{H}(g) \quad \Delta H = +270.3 \, \text{kJ} \] ### Combining the Reactions Now we will combine these reactions to find the overall reaction and its enthalpy change. 1. Start with the third reaction: \[ \mathrm{H}_{2}(g) + 2 \mathrm{C}(s) + \mathrm{N}_{2}(g) \rightarrow 2 \mathrm{H}(g) \quad \Delta H = +270.3 \, \text{kJ} \] 2. Add the first reaction: \[ \mathrm{N}_{2}(g) + 3 \mathrm{H}_{2}(g) \rightarrow 2 \mathrm{NH}_{3}(g) \quad \Delta H = -9.8 \, \text{kJ} \] 3. Add the reversed second reaction: \[ \mathrm{CH}_{4}(g) \rightarrow 2 \mathrm{H}_{2}(g) \quad \Delta H = +74.9 \, \text{kJ} \] ### Calculate the Total \( \Delta H \) Now we can sum the enthalpy changes: \[ \Delta H = +270.3 \, \text{kJ} - 9.8 \, \text{kJ} + 74.9 \, \text{kJ} \] Let's calculate this: \[ \Delta H = 270.3 - 9.8 + 74.9 \] Now, I will perform the calculation. Calculate the value by following steps: - step0: Calculate: \(270.3-9.8+74.9\) - step1: Calculate: \(335.4\) The total enthalpy change (\( \Delta H \)) for the reaction \[ \mathrm{H}_{4}(g) + \mathrm{NH}_{3}(g) \rightarrow \mathrm{HCH}(g) + 3 \mathrm{H}_{2}(g) \] is \[ \Delta H = 335.4 \, \text{kJ}. \] Thus, the final answer is: \[ \Delta H = 335.4 \, \text{kJ}. \]

Answered by UpStudy AI and reviewed by a Professional Tutor

error msg
Explain
Simplify this solution

Beyond the Answer

Did you know that the reactions involving nitrogen and hydrogen to produce ammonia, known as the Haber process, were a game-changer in the early 20th century? This revolutionary method not only helped to circumvent the limitations of natural nitrogen sources but also paved the way for increased agricultural yield through synthetic fertilizers. It’s a fascinating intersection of chemistry and history that transformed food production globally! If you're looking to tackle thermochemical equations, a common mistake is to overlook the direction of the reaction when interpreting enthalpy changes. Always remember that the sign of ΔH indicates whether a reaction is exothermic (releases heat, negative ΔH) or endothermic (absorbs heat, positive ΔH). Mapping out a reaction cycle can help visualize these transitions and aid in avoiding confusion, ensuring you get those calculations right!

Related Questions

ปฏิกิริยาเคมี 1. เมื่อหย่อนหินปูนลงในสารละลายกรดไฮโดรคลอริก แล้วมีฟองแก๊สเกิดขึ้น การเปลี่ยนแปลงดังกล่าวจัดเป็นการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพหรือการเปลี่ยนแปลงทางเคมี เพราะเหตุใด (2.) ผสมสารละลาย \( X \) อุณหภูมิ 30 องศาเซลเซียส กับสารละลาย \( Y \) อุณหภูมิ 30 องศาเซลเซียส จะมีตะกอนขาวเกิดขึ้น วัดอุณหภูมิหลังการเปลี่ยนแปลงได้ 26 องศาเซลเซียส การเปลี่ยนแปลงนี้จัดเป็นปฏิกิริยาเคมีหรือไม่ และเป็นการเปลี่ยนแปลงแบบดูดพลังงาน หรือคายพลังงาน (3.) แก๊สไนโตรเจนทำปฏิกิริยากับแก๊สไฮโดรเจนได้สารใหม่เป็นแก๊สแอมโมเนีย สารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์คือสารใด ตามลำดับ (4.) น้ำ \( \left(\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}\right) \) เกิดจากปฏิกิริยาระหว่างแก๊สไฮโดรเจน \( \left(\mathrm{H}_{2}\right) \) และแก๊สออกซิเจน \( \left(\mathrm{O}_{2}\right) \) เขียนสมการเคมีแสดงปฏิกิริยาการเกิดน้ำได้อย่างไร (5.) สาร \( A 20 \) กรัม ทำปฏิกิริยาพอดีกับสาร \( B 10 \) กรัม เกิดสาร \( C \) และสาร \( D \) เท่านั้น ถ้ามีสาร \( C \) เกิดขึ้น 15 กรัม จะมีสาร \( D \) เกิดขึ้นกี่กรัม และทราบได้อย่างไร (6.) นักเรียนควรบรรจุน้ำส้มสายชูลงในภาชนะอะลูมิเนียมหรือไม่ เพราะเหตุใด (7.) ฝนกรดทำให้สิ่งก่อสร้างและโบราณวัตถุผุพังเร็วขึ้นนักเรียนจะมีวิธีการป้องกันและแก้ไขอย่างไ (8.) เพราะเหตุใด ประตูรั้วโลหะจึงอาจเกิดสนิมได้ และจะมีวิธีการป้องกันไม่ให้เกิดสนิมได้อย่างไร (9.) ปฏิกิริยาการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืชมีประโยชน์อะไรบ้าง (10.) ยกตัวอย่างการใช้ประโยชน์ของปฏิกิริยาเคมีในชีวิตประจำวันมา 3 ปฏิกิริยา สะเต็มสร้างสรรค์
Chemistry Thailand Feb 27, 2025
ปฏิกิริยาเคมี 1. เมื่อหย่อนหินปูนลงในสารละลายกรดไฮโดรคลอริก แล้วมีฟองแก๊สเกิดขึ้น การเปลี่ยนแปลงดังกล่าวจัดเป็นการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพหรือการเปลี่ยนแปลงทางเคมี เพราะเหตุใด (2.) ผสมสารละลาย \( X \) อุณหภูมิ 30 องศาเซลเซียส กับสารละลาย \( Y \) อุณหภูมิ 30 องศาเซลเชียส จะมีตะกอนขาวเกิดขึ้น วัดอุณหภูมิหลังการเปลี่ยนแปลงได้ 26 องศาเซลเซียส การเปลี่ยนแปลงนี้จัดเป็นปฏิกิริยาเคมีหรือไม่ และเป็นการเปลี่ยนแปลงแบบดูดพลังงาน หรือคายพลังงาน (3.) แก๊สไนโตรเจนทำปฏิกิริยากับแก๊สไฮโดรเจนได้สารใหม่เป็นแก๊สแอมโมเนีย สารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์คือสารใด ตามลำดับ (4.) น้ำ \( \left(\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}\right) \) เกิดจากปฏิกิริยาระหว่างแก๊สไฮโดรเจน \( \left(\mathrm{H}_{2}\right) \) และแก๊สออกซิเจน \( \left(\mathrm{O}_{2}\right) \) เขียนสมการเคมีแสดงปฏิกิริยาการเกิดน้ำได้อย่างไร (5.) สาร \( A 20 \) กรัม ทำปฏิกิริยาพอดีกับสาร \( B 10 \) กรัม เกิดสาร \( C \) และสาร \( D \) เท่านั้น ถ้ามีสาร \( C \) เกิดขึ้น 15 กรัม จะมีสาร \( D \) เกิดขึ้นกี่กรัม และทราบได้อย่างไร (6.) นักเรียนควรบรรจุน้ำส้มสายชูลงในภาชนะอะลูมิเนียมหรือไม่ เพราะเหตุใด (7.) ฝนกรดทำให้สิ่งก่อสร้างและโบราณวัตถุผุพังเร็วขึ้นนักเรียนจะมีวีธีการป้องกันและแก้ไขอย่างไร (8.) เพราะเหตุใด ประตูรั้วโลหะจึงอาจเกิดสนิมได้ และจะมีวีธีการป้องกันไม่ให้เกิดสนิมได้อย่างไร 9. ปฏิกิริยาการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืชมีประโยชน์อะไรบ้าง (10.) ยถตัวอย่างการใช้ประโยชน์ของปฏิกิริยาเคมีในชีวิตประจำวันมา 3 ปฏิกิริยา สะเต็มสร้างสรรค์
Chemistry Thailand Feb 27, 2025
College Bowl Points \( \qquad \) Extra Credit article points \( \qquad \) Chapter 2 Test "Chemistry Comes Alive" MULTIPLE CHOICE. Choose the one choice that best completes the statement or answers the question. \( \qquad \) 1. The speed or rate of a chemical reaction is influenced by all of the following except \( \qquad \) ? a) the concentration of the reactants b)the temperature c)the presence or absence of carbon d) the presence of catalysts or enzymes \( \qquad \) 2. \( \mathrm{CH}_{4} \) means \( \qquad \) A) there is one carbon and four hydrogens b) this is an inorganic molecules c) there are 4 carbons and 4 hydrogens d)this was involved in redox reaction \( \qquad \) 3.The numbers listed represent the first,second, and third energy levels respectively. On tis basis Which of the following is an unstable or reactive atom ? a) 2,8 b) \( 2,8,1 \) c) \( 2,8,8 \) d) 2 \( \qquad \) 4. A solution that has a pH of 2 could best be described as being \( \qquad \) . a) Acidic b) slightly acidic c) neutral d) basic \( \qquad \) 5 Which of the following would be regarded as an organic molecule? a) \( \mathrm{H}_{2} \mathrm{O} \quad \) b) \( \mathrm{CH}_{4} \) c) NaOH d) NaCl \( \qquad \) 6 A chain of 25 amino acids would be called a \( \qquad \) a) Protein b) polypeptide c) nucleotide d) starch \( \qquad \) 7 A long chain of simple sugars would be a \( \qquad \) . a) Polysaccharide b) monosaccharide c) protein d)Nucleic acid \( \qquad \) 8 Carbohydrates and proteins are built up from their basic building blocks by the \( \qquad \) a) Removal of a water between each two units b) addition of a carbon between each two units c) removal of a nitrogen atom between each two units d) addition of a water molecule between each two units

Latest Chemistry Questions

b) Be chemically active c) have a valence of " 0 " d) have three electrons 21. If atom \( X \) has an atomic number of 74 it would have__ a) 37 electrons b) 74 protons and roughly the same number of neutrons c) 74 protons and no neutrons d) 37 protons and 37 neutrons. 22. The formula \( \mathrm{C}_{6} \mathrm{H}_{12} \mathrm{O}_{6} \) means \( \qquad \) . a) the molecular weight is 24 b ) there are 6 calcium, 12 Hydrogen, and 6 oxygen atoms c ) the substance is a colloid d) there are 12 hydrogens, 6 Carbon and 6 oxygen atoms. \( \qquad \) 23. An atom with a valence of 3 may have atotal of \( \qquad \) electrons. a) 13 b) 8 c) 17 d) 3 24. An atom with \( \qquad \) electrons could be an anion when ionically bonded. a) 15 b) 6 c) 3 d) 9 25. The chemical symbol \( 0 \equiv 0 \) means \( \qquad \) a) the atoms are double bonded b) Both atoms are bonded and have zero electrons in the outer orbit c) Zero equals zero d)This is an ionic bond with two shared electrons 26. Amino acids joining together to make a peptide is a good example of a \( \qquad \) reaction. a) synthesis b) decomposition c) reversible d) exchange 27. Which of the following is not an electrolyte? a) NaOH b) \( \mathrm{H}_{2} \mathrm{O} \) c) HCl d) \( \mathrm{Ca}_{2} \mathrm{CO}_{3} \) 28. Human blood has a pH of \( \qquad \) . a) 7.35-7.45 b) 6.80-7.00 c) \( 7.70-8.00 \) d) 8.35-8.55 29. \( \qquad \) is a heavy metal normally found in the body a)Lead b) Iron c) Arsenic d) Mercury 30. Sucrose is a \( \qquad \) a) Disaccharide b) monosaccharide c) polysaccharide d) triglyceride \( \qquad \) 31. Neutral fats have a \( \qquad \) ratio of fatty acids to glycerol. a) \( 3: 1 \) b) \( 4: 1 \) c) \( 2: 1 \) d) \( 1: 1 \) \( \qquad \) 32. In a DNA molecule, the phosphate serves; \( \qquad \) . a) To hold the molecular backbone together b) as a code c) as nucleotides d) to bind the sugars to their bases
College Bowl Points \( \qquad \) Extra Credit article points \( \qquad \) Chapter 2 Test "Chemistry Comes Alive" MULTIPLE CHOICE. Choose the one choice that best completes the statement or answers the question. \( \qquad \) 1. The speed or rate of a chemical reaction is influenced by all of the following except \( \qquad \) ? a) the concentration of the reactants b)the temperature c)the presence or absence of carbon d) the presence of catalysts or enzymes \( \qquad \) 2. \( \mathrm{CH}_{4} \) means \( \qquad \) A) there is one carbon and four hydrogens b) this is an inorganic molecules c) there are 4 carbons and 4 hydrogens d)this was involved in redox reaction \( \qquad \) 3.The numbers listed represent the first,second, and third energy levels respectively. On tis basis Which of the following is an unstable or reactive atom ? a) 2,8 b) \( 2,8,1 \) c) \( 2,8,8 \) d) 2 \( \qquad \) 4. A solution that has a pH of 2 could best be described as being \( \qquad \) . a) Acidic b) slightly acidic c) neutral d) basic \( \qquad \) 5 Which of the following would be regarded as an organic molecule? a) \( \mathrm{H}_{2} \mathrm{O} \quad \) b) \( \mathrm{CH}_{4} \) c) NaOH d) NaCl \( \qquad \) 6 A chain of 25 amino acids would be called a \( \qquad \) a) Protein b) polypeptide c) nucleotide d) starch \( \qquad \) 7 A long chain of simple sugars would be a \( \qquad \) . a) Polysaccharide b) monosaccharide c) protein d)Nucleic acid \( \qquad \) 8 Carbohydrates and proteins are built up from their basic building blocks by the \( \qquad \) a) Removal of a water between each two units b) addition of a carbon between each two units c) removal of a nitrogen atom between each two units d) addition of a water molecule between each two units
Try Premium now!
Try Premium and ask Thoth AI unlimited math questions now!
Maybe later Go Premium
Study can be a real struggle
Why not UpStudy it?
Select your plan below
Premium

You can enjoy

Start now
  • Step-by-step explanations
  • 24/7 expert live tutors
  • Unlimited number of questions
  • No interruptions
  • Full access to Answer and Solution
  • Full Access to PDF Chat, UpStudy Chat, Browsing Chat
Basic

Totally free but limited

  • Limited Solution
Welcome to UpStudy!
Please sign in to continue the Thoth AI Chat journey
Continue with Email
Or continue with
By clicking “Sign in”, you agree to our Terms of Use & Privacy Policy