Question 1
Énoncé
On considère la réaction de synthèse de l'azoture d'hydrogène liquide HN3 (l) àpartir du diazote et du dihydrogène selon :
3/2 N2 (g) + 1/2 H2 (g) \(\rightarrow\) HN3 (l)
Déterminer l'enthalpie libre molaire standard de formation (en kJ.mol-1) de HN3 (l) à 298 K : \(\Delta_fG°_{298K}\).
Données :
\(\Delta_fH°_{298K}\) (kJ.mol-1) | \(S°_{298K}\) (J.mol-1.K-1) | |
|---|---|---|
HN3 (l) | 264 | 140,6 |
N2 (g) | 0 | 191,5 |
H2 (g) | 0 | 130,6 |
Aide simple :
La réaction donnée est la réaction de formation de HN3 (l) :
- le coefficient stœchiométrique de ce composé vaut 1 ;
- les réactifs sont des corps simples sous la forme moléculaire la plus stable à 298 K ;
- l'indice des données précise que la pression est standard (P° = 1 bar).
Rappel de cours :
La définition de l'enthalpie libre G (ou fonction de Gibbs) à partir de l'enthalpie, de la température et de l'entropie (G = H - T S) conduit à la relation fondamentale entre les grandeurs de réactions :
\(\Delta_fG°_T = \Delta_fH°_T - T \Delta_fS°_T\).
Remarque : \(\Delta_fG°_T\) et \(\Delta_fH°_T\) s'expriment en kJ.mol-1 tandis que \(\Delta_fS°_T\) s'exprime en J.mol-1.K-1.
Résultat
Correction
Explications
En utilisant la relation de base : \(\Delta_fG°_{298K} = \Delta_fH°_{298K} - 298\Delta_fS°_{298K}\).
\(\Delta_fH°_{298K}\) = 264 kJ.mol-1 et \(\Delta_fS°_{298K}= \sum \nu_i S°_i = 140,6 - (\frac{3}{2} \times 191,5) - (\frac{1}{2} \times 130,6)\) = - 211,95 J.mol-1.K-1.
il vient : \(\Delta_fG°_{298K} = 264 - 298 \times (- 211,95 \times 10^{-3})\) = 327,2 kJ.mol-1.