(Originais Teachy 2023) - Questão Difícil de Química

Uma reação química é frequentemente utilizada para demonstrar conceitos de estequiometria, que envolvem cálculos de massa, número de mols e volume de reagentes e produtos. Considere a reação de síntese da amônia, que é essencial na produção de fertilizantes e envolve o equilíbrio entre nitrogênio e hidrogênio. Sob condições ideais, 1 mol de nitrogênio gasoso reage com 3 mols de hidrogênio gasoso para formar 2 mols de amônia gasosa, liberando 92 kJ de energia. Sabendo que o volume molar do gás nas CNTP é aproximadamente 22,4 L/mol, e considerando que o nitrogênio e o hidrogênio são ambos gasosos e estão em seus estados padrão, responda: (1) Se 22,4 L de nitrogênio e 67,2 L de hidrogênio estiverem disponíveis para a reação, qual volume de amônia será produzido? (2) Qual a energia liberada se forem utilizados 5 mols de nitrogênio e o hidrogênio for consumido na proporção estequiométrica? Apresente os cálculos para chegar à sua resposta, incluindo a conversão dos volumes para mols e a aplicação das leis estequiométricas.