ΔH 계산. 2NH3(g) + 1/2 O2(g) → N2H4(l) + H2O(l)

ΔH 계산. 2NH3(g) + 1/2 O2(g) → N2H4(l) + H2O(l)

 

 

Calculate ΔH for the reaction

2NH3(g) + 1/2 O2(g) → N2H4(l) + H2O(l)

given the following data:

1) 2NH3(g) + 3N2O(g) → 4N2(g) + 3H2O(l) ... ΔH = –1010 kJ

2) N2O(g) + 3H2(g) → N2H4(l) + H2O(l) ... ΔH = –317 kJ

3) N2H4(l) + O2(g) → N2(g) + 2H2O(l) ... ΔH = –623 kJ

4) H2(g) + 1/2 O2(g) → H2O(l) ... ΔH = –286 kJ

 

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▶ 참고: 헤스의 법칙 [ https://ywpop.tistory.com/3376 ]

※ 헤스의 법칙을 이용한 이런 유형의 문제는

간단한 원리만 이해하면, 끼워 맞추기 ‘놀이’에 불과하다.

---> 불행히도, 이 문제는, 예외적으로,

재수없을 때나 걸리는 조금 복잡한 문제이다.

 

 

 

2NH3(g) + 1/2 O2(g) → N2H4(l) + H2O(l)

---> 이 식을 ‘타깃’이라 한다.

 

 

 

1)식은 타깃의 2NH3(g)에 맞춰, 그대로 사용한다.

1) 2NH3(g) + 3N2O(g) → 4N2(g) + 3H2O(l) ... ΔH = –1010 kJ

 

 

 

2)식은 타깃의 N2H4(l)에 맞춰, 그대로 사용한다.

2) N2O(g) + 3H2(g) → N2H4(l) + H2O(l) ... ΔH = –317 kJ

---> 보통은 이렇게 하면 되는데...

---> 문제는 이렇게 하면 1)식의 3N2O(g)를 소거할 수 없다.

 

 

 

1)식의 3N2O(g)를 소거하기 위해,

2)식은 ×3 하고, 역반응을 취한다.

5) 3N2H4(l) + 3H2O(l) → 3N2O(g) + 9H2(g) ... ΔH = 3(+317) kJ

 

 

 

3)식은 타깃의 N2H4(l)와 5)식의 3N2H4(l)를 고려하여,

3)식은 ×4 하고, 역반응을 취한다.

( 즉, 5)식과 6)식을 더했을 때, 생성물 쪽에 N2H4(l)이 남아있어야 된다. )

6) 4N2(g) + 8H2O(l) → 4N2H4(l) + 4O2(g) ... ΔH = 4(+623) kJ

 

 

 

마지막 4)식은 H2(g), O2(g), H2O(l)을 정리하는데 사용한다.

이때 전체 반응식들 중에서 개수가 가장 작은 H2(g)로 정리하면 좋겠다.

그러면, 이론적으로 O2(g), H2O(l)의 개수는 자동적으로 함께 맞춰진다.

만약 이렇게 안 되면 주어진 식들이 잘못된 것이다.

 

 

 

5)식의 9H2(g)를 소거하기 위해,

4)식은 ×9 한다.

7) 9H2(g) + 9/2 O2(g) → 9H2O(l) ... ΔH = 9(–286) kJ

 

 

 

그러고 나서

1), 5), 6), 7)식을 더하면, shows target...

 

 

 

 

.. 2NH3(g) + 3N2O(g) → 4N2(g) + 3H2O(l) ... ΔH = –1010 kJ

.. 3N2H4(l) + 3H2O(l) → 3N2O(g) + 9H2(g) ... ΔH = 3(+317) kJ

.. 4N2(g) + 8H2O(l) → 4N2H4(l) + 4O2(g) ... ΔH = 4(+623) kJ

+) 9H2(g) + 9/2 O2(g) → 9H2O(l) ... ΔH = 9(–286) kJ

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.. 2NH3(g) + 1/2 O2(g) → N2H4(l) + H2O(l) ... ΔH = ? kJ

 

 

 

따라서

? = (–1010) + (3(+317)) + (4(+623)) + (9(–286))

= –141 kJ

( That easy. 참 쉽죠? )

( 이 문제는 쉽다고 할 수 없군요... )

 

 

 

 

 

[키워드] bob ross 기준문서