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화학/열역학139

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) .. 2016. 6. 12.
일정 부피 열계량법. 나프탈렌(C10H8)의 연소열 측정 일정 부피 열계량법. 나프탈렌(C10H8)의 연소열 측정 물 2000 g이 들어있는 통열량계에 나프탈렌 1.435 g을 넣고 연소시켰을 때, 물의 온도가 20.17℃에서 25.84℃로 상승하였다. 나프탈렌의 mol당 연소열을 구하시오. (단, 통열량계의 열용량 = 1.80 kJ/℃) ----------------------------------------- ▶ 화합물 = 계 ▶ 통(bomb) 및 물 = 주위 ▶ 반응계가 방출한 열 = 주위가 흡수한 열 Δt = 25.84℃ - 20.17℃ = 5.67℃ 통열량계가 흡수한 열, q_bomb = C_bomb * Δt = (1.80*10^3 J/℃)(5.67 ℃) = 1.02*10^4 J 물이 흡수한 열, q_water = C_sp * m * Δt = (4.1.. 2016. 6. 10.
계의 내부에너지 변화 계의 내부에너지 변화 515 J의 열이 기체에 가해져 결과로 218 J의 일을 하였다. 이때 계의 내부 에너지 변화 값은 얼마인가? --------------------------------------------------- q = +515 J w = -218 J ( 열과 일의 부호 설명 https://ywpop.tistory.com/5134 ) ΔE = q + w = (+515) + (-218) = +297 J ---> ΔE > 0 이므로, 계의 내부에너지 증가. 답: +297 J 2016. 6. 9.
찜질 팩. Fe(s) 1.00 g 과량 O2(g) 반응 찜질 팩. Fe(s) 1.00 g 과량 O2(g) 반응 운동에 따른 부상을 치료하는데 사용되는 찜질팩에서 일어나는 반응은 4Fe(s) + 3O2(g) → 2Fe2O3(s) ... ΔH = –1652 kJ Fe(s) 1.00 g을 과량의 O2(g)와 반응시킬 때 방출되는 열은 얼마인가? 운동하다 생긴 부상을 치료하는데 사용되는 찜질 팩(heat pack)에서 일어나는 반응은 4Fe(s) + 3O2(g) → 2Fe2O3(s) ... ΔH = –1652 kJ Fe(s) 1.00 g을 과량의 O2(g)와 반응시킬 때 방출되는 열은 얼마인가? The reaction that occurs in the heat packs used to treat sports injuries is 4Fe(s) + 3O2(g) → 2F.. 2016. 6. 7.
열용량(heat capacity, C)과 몰열용량. 온도 차이 열용량(heat capacity, C)과 몰열용량. 온도 차이 250 g 물의 온도를 40℃ 올리는데 필요한 에너지를 구하시오. 단, 물의 몰열용량은 75 J/K•mol이다. ----------------------------------------- 온도 차이 설명 http://ywpop.tistory.com/5198 열용량(C): 계에 가해진 열(q)과 그 온도상승(ΔT)과의 비 C = q / ΔT 물질 1 mol에 대한 열용량 = 몰열용량(molar heat capacity, Cm) Cm = (q / ΔT) × (1 / mol) q = Cm • ΔT • mol = (75 J/K•mol) (40 K) (250/18 mol) = 41667 J 답: 약 42 kJ 2016. 6. 7.
ΔS의 정성적 예측. 엔트로피가 증가하는 반응 찾기 ΔS의 정성적 예측. 엔트로피가 증가하는 반응 찾기 --------------------------------------------------- ▶ 참고: 상변화에 따른 엔트로피 [ https://ywpop.tistory.com/10703 ] ▶ 참고: 물의 상변화에 따른 ΔS [ https://ywpop.tistory.com/3040 ] --------------------------------------------------- 일반적으로, 엔트로피가 증가하는 경우 ① 액체 or 고체로부터 기체가 생성될 때 ② 고체로부터 액체 or 용액이 생성될 때 ③ 반응 전후 기체의 몰수가 증가할 때 반응 전후 다른 물질이면, 즉 “화학 반응”이면, 반응 전후 기체의 몰수가 증가하는 반응을 찾으면 됩니다. 반응 전.. 2016. 6. 5.
내부에너지와 열과 일의 부호 ★ 내부에너지와 열과 일의 부호 --------------------------------------------------- ▶ 참고: 에너지의 정의. 에너지의 본질 [ https://ywpop.tistory.com/7652 ] --------------------------------------------------- 열역학 제1법칙 ΔE = q + w ( 참고 https://ywpop.tistory.com/5134 ) [열과 일의 부호에 대한 국제 규약] ▶ 주위가 계에 가한 열, 해준 일 ⇨ +q, +w ▶ 계가 주위에 가한 열, 해준 일 ⇨ –q, –w [ 관련 글 https://ywpop.tistory.com/23601 ] ΔE = q + w. ΔE의 부호 열역학 세계에서는 (반응)계가 세계의 중심.. 2016. 4. 21.
기체 생성 반응 시 기체가 해준 일. 계가 한 일 기체 생성 반응 시 기체가 해준 일. 계가 한 일 25 ℃, 1 atm에서 입구가 개방된 비커에서 다음과 같이 50 g의 Fe가 HCl과 반응하는 경우 Fe(s) + 2HCl(ag) → FeCl2(aq) + H2(g) 계가 한 일을 계산하시오. 위 문제의 답을 보면 -2.2 kJ이 나오는데, 기체가 생성되면서 외부로 일을 하기 때문에 w는 양수가 되어야 하지 않나요? ------------------------------------------ 열역학에서는 (반응)계가 중심입니다. 따라서 계의 관점으로 봐야 됩니다. 계가 외부에 일을 해주면, 계는 일의 형태로 에너지를 잃은 것이 되므로, 계의 내부에너지 변화(ΔE)는 감소, 즉 -가 됩니다. ΔE = q + w 질문자의 생각대로, +w이라면, 계의 내부에.. 2016. 4. 21.
자유에너지와 반응의 자발성 자유에너지와 반응의 자발성 화학반응에서 자유에너지변화(ΔG)는 반응 진행방향에 대한 열역학적인 척도이며, 주어진 온도에서 엔탈피(ΔH)와 엔트로피(ΔS)의 변화 값에 의존한다. (ΔG = ΔH - TΔS) 1) 반응이 자발적으로 진행되기 위해서 ΔG 값의 부호는? 2) 또한 그렇게 되기 위하여 가능한 ΔH와 TΔS값의 부호와 그 절대치에 의한 조합이 아닌 것은 다음 중 어느 것인가? a) ΔH 0 b) ΔH > 0, ΔS 0, ΔS > 0 일 때, ΔH 절대값이 TΔS 절대값보다 작을 경우 --------------------------------------- 1) 음수(-), 즉 Δ.. 2016. 4. 20.
열역학. 일정 압력, 가역적 팽창 열역학. 일정 압력, 가역적 팽창 1 몰의 질소(N2) 기체가 273 K, 1기압 하에 있다.일정한 압력 하에서 3000 J의 열을 이 계에 가할 경우,부피 팽창으로 인해 832 J의 일을 하게 된다.질소는 이상기체이며, 변화는 가역적으로 일어난다고 가정하고,다음을 계산하여라.(a) 기체의 최종 상태(b) 상태 변화에 따른 ΔU 및 ΔH ---------------------------------------- (a)이상기체방정식, PV = nRT 로부터, 처음 부피를 계산하면,V = nRT / P= (1 mol × 0.0821 atm•L/mol•K × 273 K) / 1 atm= 22.4 L (= V1) 1 J = 1 Pa•m^3 = (1 atm/101325 Pa) (1000 L/1 m^3)= 0.009.. 2016. 3. 28.
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