NH4NO3(s) → N2O(g) + 2H2O(g) 25°C ΔG° Kp 30 atm (a)
Ammonium nitrate is dangerous because it decomposes
(sometimes explosively) when heated:
NH4NO3(s) → N2O(g) + 2H2O(g)
Given the following data
ΔH°_f [NH4NO3(s)] = -365.6 kJ/mol
ΔH°_f [N2O(g)] = 82.0 kJ/mol
ΔH°_f [H2O(g)] = -241.8 kJ/mol
S° [NH4NO3(s)] = 151.1 J/K•mol
S° [N2O(g)] = 219.7 J/K•mol
S° [H2O(g)] = 188.7 J/K•mol
a) Show that this reaction is spontaneous at 25 °C.
b) How does ΔG° for the reaction change when the temperature is raised?
c) Calculate the equilibrium constant Kp at 25 °C.
d) Calculate ΔG for the reaction when the partial pressure of each gas is 30 atm.
---------------------------------------------------
a) Show that this reaction is spontaneous at 25 °C.
ΔH° = [생성물들의 ΔH°_f 합] – [반응물들의 ΔH°_f 합]
( 참고 https://ywpop.tistory.com/3431 )
= [(82.0) + 2(-241.8)] - [(-365.6)]
= -36.0 kJ
ΔS° = [생성물의 ΔS°의 합] - [반응물의 ΔS°의 합]
( 참고 https://ywpop.tistory.com/7404 )
= [(219.7) + 2(188.7)] - [(151.1)]
= +446.0 J/K
= +0.446 kJ/K
ΔG° = ΔH° - TΔS°
( 참고 https://ywpop.tistory.com/7438 )
= (-36.0 kJ) - (273+25 K) (+0.446 kJ/K)
= –168.9 kJ
ΔG° < 0 이므로,
이 반응은 25℃에서 자발적이다.
[키워드] 자발적 반응 예측 기준문서, ΔG = ΔH - TΔS 기준문서, ΔG° = ΔH° - TΔS° 기준문서
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