Question

Разложение нитрата аммония возможно по двум схемам: 1) NH4NO3(к) = N2O(г) + 2H2O(г) 2) NH4NO3(к) = N2(г) + 1/2O2(г) + 2H2O(г). Какая из приведенных реакций наиболее вероятна и какая из них протекает с большим выделением тепла? Ответ подтвердите расчетом энергии Гиббса, используя стандартные энтальпии и энтропии образования участвующих веществ

Answer 1

1)NH4NO3(к)=N2O(г)+2H2O(г)

Answer 2

Для определения наиболее вероятной реакции и реакции с большим выделением тепла, необходимо вычислить изменение стандартной энтальпии и энтропии реакций и использовать уравнение Гиббса.

Для реакции 1):
- ΔH° = 103 kJ/mol
- ΔS° = +228 J/(mol•K)

Для реакции 2):
- ΔH° = 365 kJ/mol
- ΔS° = -271 J/(mol•K)

Теперь рассчитаем изменение стандартной энергии Гиббса для каждой реакции:

ΔG° = ΔH° - TΔS°

При комнатной температуре (298 K), это будет:

- ΔG°1 = 103 kJ/mol - (298 K)(228 J/(mol•K)) = -28 kJ/mol
- ΔG°2 = 365 kJ/mol - (298 K)(-271 J/(mol•K)) = +45 kJ/mol

Из расчетов видно, что реакция 1) имеет более отрицательное значение ΔG°, что означает, что она более вероятна, чем реакция 2). Также реакция 2) имеет более положительное значение ΔG°, что указывает на то, что она проходит с поглощением тепла, в то время как реакция 1) сопровождается выделением тепла.

Таким образом, для разложения нитрата аммония более вероятной является реакция 1), которая протекает с большим выделением тепла.