Kp는 375℃에서 4.3×10^(-4) N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g)

Kp는 375℃에서 4.3×10^(-4) N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g)

 

 

다음 반응에 대한 Kp는 375℃에서 4.3×10^(-4) 이다.

N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g)

한 실험에서 초기 압력이 P_H2 = 4.20 atm, P_N2 = 0.86 atm, P_NH3 = 4.4×10^(-3) atm이다.

이 반응의 ΔG를 계산하고, 알짜 반응의 방향을 예측하시오.

 

 

The Kp for the reaction N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g) is 4.3×10^(-4) at 375°C.

In one experiment, the initial pressures are:

P_H2 = 0.40 atm, P_N2 = 0.86 atm, and P_NH3 = 4.4×10^(-3) atm.

Calculate ΔG for the reaction and predict the direction of the net reaction.

 

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∆G° = -RTlnK

( 참고 https://ywpop.tistory.com/6519 )

 

= -(8.314 J/mol•K) (375+273 K) ln(4.3×10^(-4))

= 4.18×10^4 J/mol

 

 

 

Q = (P_NH3)^2 / (P_N2)(P_H2)^3

= (4.4×10^(-3))^2 / [(0.86) (4.20)^3]

= 3.04×10^(-7)

 

 

 

비표준 상태에서의 자유 에너지 변화

∆G = ∆G° + RTlnQ

( 참고 https://ywpop.tistory.com/10336 )

 

= (4.18×10^4 J/mol) + (8.314 J/mol•K) (375+273 K) ln(3.04×10^(-7))

= -39045.7 J/mol

= -39.0 kJ/mol

 

 

 

∆G < 0이므로,

이 반응은 정반응 방향 (반응물 → 생성물)으로 진행될 것으로 예측된다.

 

 

 

 

[ 관련 예제 https://ywpop.tistory.com/4428 ] N2 + 3H2 ⇌ 2NH3 실험에서, 375℃에서 Kp = 4.3×10^-4이다. 초기압력이 P_N2 = 0.86 atm, P_H2 = 0.40 atm, P_NH3 = 4.4×10^-3 atm일 때, 이 반응의 ∆G와 알짜 반응의 방향을 예측하시오.