《化学反应能第三章方向》由会员分享，可在线阅读，更多相关《化学反应能第三章方向（43页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 本周可选实验1一、U = Q + W fHm吸+ 放- 外+ 内- U = QV盖斯定律：Q 总=Qi（条件？） H = QP () ： 100kPa； 1molL-1）;rHm = fHm （生成物）- fHm （反应物）rH 0 吸热，但自发、例2.4, 吸热 自发例2.5, 吸热 298K自发, 例2.6, 吸热 298K非自发, 高温自发结论：rH ST ( l ) ST( s ) 例：H2O: S 298 H2O (g) S 298 H2O (l) 同原子组成的分子, 原子数越多，熵值越大；S NO (g) 0 10结论： 反应的推动力: H 和 S H 0 利于自发11例1 反应
2、2H2O2 (l) 2H2O(l) + O2 (g)rHm = 196.5 kJmol-1 0任何温度下都自发,H及S都利于自发12例2 反应CO(g) = C + (1/2 ) O2 (g)rHm = 110 kJmol-1 0 (吸热)rSm = 189.72 Jmol-1 0 (不利于自发)rSm = 164.69 Jmol-1 0 (利于自发)(两者矛盾，高温下熵变推动反应进行)14例4 反应 HCl(g) + NH3(g) = NH4Cl(s)rHm = 176.89 kJmol-1 0 反应非自发G = 0 处于平衡状态应用条件？恒温、恒压202.3.2 标准生成吉布斯函数fGm热
3、力学标准态下，处于稳定状态的单质生成1mol纯物质时，反应的吉布斯函数变为该物质的标准生成吉布斯函数。 规定:在标准态下,稳定单质的标准生成吉布斯函数变 fGm = 0； p373 kJmol-121 水溶液中离子的标准生成吉布斯函数变人为规定 fG ( H+, aq) = 0fG (Mn)：是以无限稀氢离子溶液的标准生成吉布斯函数变为标准的相对值；222.3.3 吉布斯函数变fGm的计算aA + fF = gC + dDrGm = fG298(生成物) fG298(反应物)系数、聚集状态 kJmol-123rHm(T)、 rSm(T） 随温度变化很小, 可用298K的代替温度( T ) 时的
4、 rHm 、rSm，而 rGm(T) 随温度变化很大rG(T) rH(298) TrS(298) 条件: 无相变24 用rGm或rGm 只能判断反应自热力学 趋势，而不表示实际反应的速率。 非自发的反应不是不可能进行。252.3.4 求算反应逆转温度(1) 298 K时r Gm 的计算方法： r Gm fGm(生成物) -fGm(反应物) r Gm r Hm - 298 r Sm26(2) T K时r Gm 的计算方法：r Gm r Hm - T r Sm p26 例 2.11 CaCO3 分解27例1：讨论温度对下列反应的方向性影响解： CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g)fHm
5、/kJmol-1 -1206.9 -635.1 -393.5Sm/Jmol-1K-1 92.9 39.7 213.6fGm/kJmol-1 -1128.8 -604.2 -394.428rGm 394.4 - 604.2 + 1128.8 = 130.2 kJmol-1 298K时非自发rHm = 178.3 kJmol-1, rSm = 164.4 Jmol-1K-1 分析：该反应在高温下自发，反应的温度为：rGm rHm - T rSm 0T = 178.3 103/164.4 = 1111 K29例、试用fGm 数据判断的HF(g), HCl(g), HBr(g), HI(g)相对稳定性
6、：解： HF(g) HCl(g) HBr HI(g)fGm/kJmol-1 -273.2 -95.3 -53.4 -11.7 fGm 越负越稳定，故稳定性次序为： HF(g) HCl(g) HBr(g) HI(g)305SiC是耐高温材料，问以硅石（SiO2）为原料，在标准状态和298K时能否制得SiC。解 SiO2 + C = SiC + O2 kJmol1 856.7 0 62.7 0 0。 结论：不能在此条件下制备SiC。316解：(1)MnO2(s) + 2H2 (g) = Mn(s) + 2H2O(g)rG=rHTrS= 37.2 29895.0103=8.9 (kJmol1)(2)
7、 MnO2(s) + 2C(s) = Mn(s) + 2CO(g)rG = rH TrH= 299.8298363.310 3 = 191.5 kJmol1均0，298K 100 kPa下都不能自发正向进行 。 （K） （K）327. 解：2HgS(s)+ 3O2 =2HgO + 2SO258.2 0 90.83 297.0482.4 205.03 70.29 248.11低温自，高温非结论升温至T 4607.7K 时, 由自发转变为非自发。 332HgO（s） = 2Hg（g） + O2（g） 90.8 61.3 0 70.3 174.8 205.0 低非高自 结论升温至T 734.0K 时
8、, 由非自发转变自发当734.0K T 4607.3K时。才可得到Hg(g)。348. 解: rG=rH TrS，此反应rH0， rS0 rG永远大于零，说明此反应在任何温度下反应都不能自发进行，又因 0，很小（9.51025），平衡产率很低，故不能用热解法除CO。359.解: 知: S(石)=5.7Jmol1K1, S(金)=2.5 Jmol1K1C(石)+O2(g)=CO2(g) rH(1) = 393.5 kJmol1C(金)+O2(g)=CO2(g) rH(2)= 395.4 kJmol1(1) (2) =（3）C(石)C（金） 根据Hess定律该反 rH (3)= rH (1) rH
9、(2) = 393.5 (395.4) = 1.9 kJmol1rS=2.5 5.7= 3.2 Jmol1K1rG=rHTrS =1.9 298 ( 3.2) 103= 2.86 kJmol1rG 0 298K, 100kPa下, 石墨较稳定 3610 解： 查表得 N2(g) + 3H2(g) = 2 NH3(g)rHm 0 0 46.1 S m 191.5 130.6 192.3rHm = 2（ 46.1）= 92.2 kJmol1rSm = 2192.3 3130.6191.5 =198.5 Jmol1K1rGm (673K)= rH TrS= 92.2 673(198.5)103 =
10、41.4kJmol1K1K= 6.13 104 ， 再求各 J 比较。 37(1) J1= = 6.510 4 J1 K =6.1310 4 逆向进行(2) J2= =8.710 4 J2 K 逆向进行3811 解: (1) 2Fe2O3 +3C = 4Fe + 3CO2f Hm 824.3 0 0 393.5Sm 87.4 5.7 27.3 213.6rHm = 3(393.5)2(824.3)= 467.9 kJmol 1rSm = 3213.6 + 427.3 35.7 287.4= 558.0 J mol1K1rG=rH TrS= 467.91000558.0103= 1026.0 k
11、Jmol1rG 0 不能正向进行，HCl不能用来腐蚀 SiO2。4113 解： BaCO3 = BaO + CO2fHm - 1216 - 548.1 - 393.5 Sm 112 72.1 213.6 rH= -393.5 +（ - 548.1） - （ - 1216）= 274.4 kJ mol1rS=213.6 + 72.1 - 112 = 173.7 Jmol1K1低温非自发，高温自发。转化温度 T = = 1580K 42BaCO3 + C = BaO + 2COfHm 1216 0 548.1 110.5 Sm 112 5.74 72.1 197.6rH= 2(110.5)+（548.1）0 （1216） = 446.8（kJ mol1）rS= 2197.6+ 72. 5.7 112= 349.7 (Jmol1K1)转化温度 T = = 1278（K ）结论： 加还原剂后反应所需的温度降低。43
