Декабрь

Определите возможность разложения нитрата аммония по уравнению: NH,NO3) = 20 + 2Н2О) при стандартных…

Автор: znaniy74

Предмет: Химия

Уровень: 10 - 11 класс

Определите возможность разложения нитрата аммония по уравнению: NH,NO3) = 20 + 2Н2О) при стандартных условиях, используйте термодинамические величины из табл. 3. Сделайте вывод на основании расчета Д, С° 298 реакции.

Ответов к вопросу: 1

svalevstas27

Ответить

13.12.2024 | 18:52

Ответ:
Розклад нітрату амонію (NH4NO3) може відбуватися при підвищених температурах і тиску, але при стандартних умовах (25°C і 1 атмосферному тиску) цей процес не сталося би.

Для того, щоб визначити можливість розкладу за термодинамічними величинами, спершу ми можемо розрахувати зміну ентальпії (ΔH) та зміну ентропії (ΔS) для реакції розкладу:

NH4NO3 (s) → N2 (g) + 2H2O (g)

З табличних даних можна знайти:

1. ΔH°f (NH4NO3) = -365.3 кДж/моль
2. ΔH°f (N2) = 0 кДж/моль
3. ΔH°f (H2O) = -241.8 кДж/моль

З цими даними ми можемо обчислити ΔH реакції:

ΔH = (ΣΔH°f продуктів) — (ΣΔH°f реагентів)
ΔH = (0 + 2*(-241.8 кДж/моль)) — (-365.3 кДж/моль)
ΔH = 447.9 кДж/моль

Тепер ми можемо обчислити ΔS для реакції, використовуючи значення ентропії (S) для кожного речовини:

1. S° (NH4NO3) = 151.1 J/(mol·K)
2. S° (N2) = 191.6 J/(mol·K)
3. S° (H2O) = 188.8 J/(mol·K)

ΔS = (ΣS° продуктів) — (ΣS° реагентів)
ΔS = (191.6 J/(mol·K) + 2*(188.8 J/(mol·K))) — (151.1 J/(mol·K))
ΔS = 419.1 J/(mol·K)

Тепер, ми можемо використовувати другий закон термодинаміки, що стверджує, що реакція буде сприяти розкладу, якщо ΔG (зміна вільної енергії Гіббса) менше нуля (ΔG < 0). ΔG можна розрахувати, використовуючи наступне рівняння:

ΔG = ΔH — TΔS

де T — температура в Кельвінах. При стандартних умовах (298 K) із нашими попередніми обчисленнями:

ΔG = 447.9 кДж/mol — (298 K)(419.1 J/(mol·K))
ΔG = 447.9 кДж/mol — 125,071.8 кДж/mol
ΔG ≈ -124,623.9 кДж/mol

Отже, ΔG для реакції розкладу нітрату амонію під стандартними умовами виявляється додатнім, тобто реакція не буде відбуватися при цих умовах.