四酸化二窒素の標準ギブスエネルギー変化

質問

題意
2NO2(g)の標準生成ギブスエネルギー51.31kJ/mol
N2O4(g)の標準生成ギブスエネルギー97.89kJ/mol
標準状態で気体常数R=8.31J/Kmol,気圧101.3kPa
として
気相反応

の298kにおける標準ギブスエネルギー変化を求めよ。

考え方を一度個々の原子に分割してから四酸化二窒素になると考えて
2N02 -> 2N + 4O -> N2O4
51.31+51.31-97.89=4.73
と考えましたが
2NO2(g) = N2O4(g)+57.5kJ
が正解です。

考え方のどこが違っているのでしょうか？

回答No.3

jamf0421

ギブスのエネルギーについては、No2さんの回答と大差ないのですが、手元のcal/molの数字（正確でないかも）kJ/molにした数字ではN2O4が98.31kJ/mol, NO2が51.85ｋJ/molで質問者さんの数字と大差ありません。この数字で計算すれば+5.39 kJ/molになります。値は質問者さんのと近いです。計算は質問者さんのやり方でよいはずです。そんなに大きな自由エネルギー変化にはなりません。

ただし気になるのは正解と書いた式が熱化学式のように見えることです。これですと、N2O4の標準生成エンタルピーが9.66 kJ/molであり、N2Oのそれが33.86 kJ/molですからエンタルピー変化は9.66-2ｘ33.86＝-58.06 kJ/molとなり多少数字がずれていますが、これだけ発熱があります、という話で（私の使った数字が古いことを考えれば）一目辻褄があいます。どこかでエンタルピー変化の話になっているのでは？？

お礼

ご指導、ありがとうございます。今一度、調べてみます。

回答No.2

c80s3xxx

ギブスエネルギーは定圧下での正味の仕事ですから，体積変化も織り込み済みであり，#1 の回答は意味がありません．
また生成ギブスエネルギーを考えるときの生成反応の反応物は元素単体であるので，原子まで戻すという考え方は間違っています．
ただし，窒素分子と酸素分子に戻すとしたときの計算の仕方は質問に書かれたもので間違っていません．
また「2NO2(g)の標準生成ギブスエネルギー51.31kJ/mol」も，意味不明です．「2NO2 の」「kJ/mol」ってとこですね．まあ，これは頭の2が余計なだけですが．
しかし，手元のデータブックではN2O4 のΔGf は質問のものとは大きく異なっています．もっともこれを手元の値に入れ替えても57.5にはならないので，この数字自体もおかしいのかもしれません．
ということで，少なくとも質問に書かれた内容自体に問題があるということになりますが．

お礼

ご指導、ありがとうございます。

回答No.1

noname#160321

体積変化を考えに入れて下さい。

お礼

たいへん良いヒントと思いますが、私には使い方のわからないヒントでした。