헤스의 법칙(Hess's Law). N2O4(g)의 반응열 계산

헤스의 법칙(Hess's Law). N2O4(g)의 반응열 계산

 

 

산화질소의 반응은 매우 다양하다. 아래 반응식과 반응엔탈피를 이용하여,

The chemistry of nitrogen oxides is very versatile. Given the following reactions and their standard enthalpy charges:

(1) NO(g) + NO2(g) → N2O3(g) ... ΔH = -39.8 kJ

(2) NO(g) + NO2(g) + O2(g) → N2O5(g) ... ΔH = -112.5 kJ

(3) 2NO2(g) → N2O4(g) ... ΔH = -57.2 kJ

(4) 2NO(g) + O2(g) → 2NO2(g) ... ΔH = -114.2 kJ

(5) N2O5(s) → N2O5(g) ... ΔH = +54.1 kJ

 

다음 반응의 반응열을 계산하라.

Calculate the heat of reaction for:

N2O3(g) + N2O5(s) → 2N2O4(g)

 

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▶ 참고: 헤스의 법칙과 ΔH 계산 https://ywpop.tistory.com/3376

 

 

주어진 반응식들을 곱하거나, 나누거나, 또는 역반응을 취하거나 해서,

모두 더했을 때, 구하고자(계산하고자) 하는 반응식과 똑같이 나오도록 한다.

즉, 모두 더했을 때, 구하고자(계산하고자) 하는 반응식에 나와 있는

반응물/생성물을 제외한 나머지 물질들은 모두 소거되도록 한다.

 

이때 구하고자(계산하고자) 하는 반응식에 나와 있는

반응물/생성물의 계수와 위치를 기준으로하면 된다.

 

즉, 구하고자(계산하고자) 하는 반응식에 나와 있는

반응물/생성물의 계수와 위치에 맞도록

주어진 반응식들을 곱하거나, 나누거나, 또는 역반응을 취하면 된다.

 

 

 

주어진 반응식들이 많아서, 먼저,

구하고자(계산하고자) 하는 반응식에 나와 있는

반응물/생성물의 계수와 위치만 맞도록 처리해보면,

 

(1’) N2O3(g) → NO(g) + NO2(g) ... ΔH = +39.8 kJ

(5) N2O5(s) → N2O5(g) ... ΔH = +54.1 kJ

(3’) 4NO2(g) → 2N2O4(g) ... ΔH = 2(-57.2) kJ

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N2O3(g) + N2O5(s) + 3NO2(g) → 2N2O4(g) + NO(g) + N2O5(g)

 

 

(보통 간단한 문제는 이렇게만 해도 답이 나온다.)

3NO2(g), NO(g), N2O5(g)까지 모두 소거되도록 처리하면,

 

 

(1’) N2O3(g) → NO(g) + NO2(g) ... ΔH = +39.8 kJ

(5) N2O5(s) → N2O5(g) ... ΔH = +54.1 kJ

(3’) 4NO2(g) → 2N2O4(g) ... ΔH = 2(-57.2) kJ

(2’) N2O5(g) → NO(g) + NO2(g) + O2(g) ... ΔH = +112.5 kJ

(4) 2NO(g) + O2(g) → 2NO2(g) ... ΔH = -114.2 kJ

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N2O3(g) + N2O5(s) → 2N2O4(g)

 

 

따라서 반응열은

(+39.8) + (+54.1) + 2(-57.2) + (+112.5) + (-114.2) = –22.2 kJ

 

 

답: –22.2 kJ

 

 

 

[참고] N2O4(g) 1 mol당 반응엔탈피는

–22.2 kJ / 2 mol = –11.1 kJ/mol

 

 

 

[키워드] 헤스법칙으로 반응엔탈피 기준문서, 헤스의 법칙과 ΔH 계산 기준문서, 헤스의 법칙과 반응열 계산 기준문서