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独学で化学熱力学を勉強している者です。

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ID非公開さん

2017/3/2501:37:14

独学で化学熱力学を勉強している者です。

N2(g)+3H2(g)➡2NH3(g)
において(上記は可逆反応です)、
アンモニアの標準生成エンタルピーΔHf0(NH3)=-46 kJ/mol
標準エントロピーを
S0(N2)=192J/mol K
S0(H2)=131J/mol K
S0(NH3)=193J/mol K
とする

N2 H2 NH3の分圧がそれぞれ1.0、1.0、 2.0atmのとき、25℃での標準反応ギブスエネルギーを求めよ
という問題なのですが、
調べてもよく分かりませんでした...

自分なりに考えてみたのですが、
上記のデータから標準生成エンタルピーとエントロピーを求めると
ΔrH0=-92kJ/mol
ΔrS0=-0.199kJ/mol K
よって
ΔrG0=-92+0.199×298.15
=-32.7kJ/mol
よって25℃での標準反応ギブスエネルギーは
-32.7+8.314×298.15×10^-3ln(4)
=-29.3kJ/mol

となりました。どなたか考え方を教えていただけたら幸いです。

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ベストアンサーに選ばれた回答

pla********さん

2017/3/2613:23:16

計算はそれでよいと思います。
但し標準反応ギブスエネルギーという言い方はおかしいとおもいます。NH3をa, H2をh, N2をnで表して
ΔG=2μa-3μh-μn...(i)
です。ここで
μa=μa°(T)+RTlnPa
μh=μh°(T)+RTlnPh
μn=μn°(T)+RTlnPn
です。これらを(i)に代入すれば
ΔG=(2μa°-3μh°-μn°)+RT(2lnPa-3lnPh-lnPn)
=Δμ°+RTln(Pa^2/Ph^3Pn)...(ii)
です。ここで
Δμ°=Δh°-TΔs°...(iii)
であり、与えられた数値によれば
Δh°=-92-0-0=-92 kJ...(iv)
Δs°=(2x193-3x131-192)x10^-3=-0.199 kJ...(v)
です。(iv), (v)を(iii)に入れると
Δμ°=-92+298x0.199=-32.7 kJ...(vi)
とわかります。これを(ii)に代入すると
ΔG=-32.7x10^3+8.314x298xln(4)=-2.93x10^4 J=-29.3 kJ
となります。単位がkJ/molとなっていますが、計算過程でmol数がかかっていますからkJの筈です。

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質問した人からのコメント

2017/3/27 01:38:19

ご丁寧にありがとうございます。理解が深まりました。

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