Question

Разложение нитрата аммония при нагревании возможно по двум направлениям: 1) NH4NO3(к) = N2O(г) + 2H2O(г); 2) NH4NO3(к) = N2(г) + 1/2O2(г) + 2H2O(г). Какое направление термодинамически наиболее вероятно при 227 С ?

Answer 1

1)NH4NO3(к)=N2O(г)+2H2O(г)

Answer 2

Для определения термодинамически наиболее вероятного направления разложения нитрата аммония при 227 °C необходимо проанализировать изменение свободной энергии Gibbs (ΔG) каждой реакции и сравнить их.

Реакция 1: NH4NO3(к) = N2O(г) + 2H2O(г)

ΔG1 = ΔH1 - TΔS1

ΔH1 = (-365.6 kJ/mol) - [2(-241.8 kJ/mol) + 0 kJ/mol] = -117.8 kJ/mol ΔS1 = (-198.5 J/molK) - [2(69.9 J/molK) + 188.8 J/molK] = -527.1 J/molK

ΔG1 = (-117.8 kJ/mol) - (500 K)(-527.1 J/mol*K/1000) = -87.9 kJ/mol

Реакция 2: NH4NO3(к) = N2(г) + 1/2O2(г) + 2H2O(г)

ΔG2 = ΔH2 - TΔS2

ΔH2 = (-365.6 kJ/mol) - [0 kJ/mol + 2(-241.8 kJ/mol) + 188.8 kJ/mol] = -303.8 kJ/mol ΔS2 = (-198.5 J/molK) - [0 J/molK + 2(69.9 J/molK) + 188.8 J/molK] = -527.1 J/mol*K

ΔG2 = (-303.8 kJ/mol) - (500 K)(-527.1 J/mol*K/1000) = -274.9 kJ/mol

Таким образом, при 227 °C реакция 2 (NH4NO3(к) = N2(г) + 1/2O2(г) + 2H2O(г)) имеет более отрицательное значение ΔG, что означает, что она является термодинамически более вероятным направлением разложения нитрата аммония.