§5.3 标准摩尔反应吉布斯函数的计算•3.1 由相关反应求由相关反应求 利用吉布斯函数(状态函数)的增量利用吉布斯函数(状态函数)的增量与具体变化途径无关的特征,由相关反映与具体变化途径无关的特征,由相关反映求算未知反应的标准摩尔反应吉布斯函数求算未知反应的标准摩尔反应吉布斯函数标准平衡常数的热力学定义提标准平衡常数的热力学定义提标准平衡常数的热力学定义提标准平衡常数的热力学定义提供了从理论上计算平衡常数的供了从理论上计算平衡常数的供了从理论上计算平衡常数的供了从理论上计算平衡常数的途径途径途径途径, , , , 而标准摩尔反应吉布斯而标准摩尔反应吉布斯而标准摩尔反应吉布斯而标准摩尔反应吉布斯函数的计算是其中的关键函数的计算是其中的关键函数的计算是其中的关键函数的计算是其中的关键例如:已知例如:已知例如:已知例如:已知1000K1000K时时时时求算下列反应在求算下列反应在求算下列反应在求算下列反应在1000K1000K时的标准平衡常数时的标准平衡常数时的标准平衡常数时的标准平衡常数解题:解题:解题:解题:反应(反应(反应(反应(1 1))))- -((((2 2))))= =((((3 3))))同理:同理:同理:同理:结论结论结论结论: : : :如果由几如果由几如果由几如果由几个计量方程式进个计量方程式进个计量方程式进个计量方程式进行代数运算得出行代数运算得出行代数运算得出行代数运算得出一个新的计量式,一个新的计量式,一个新的计量式,一个新的计量式,同一温度下对应同一温度下对应同一温度下对应同一温度下对应的标准摩尔反应的标准摩尔反应的标准摩尔反应的标准摩尔反应吉布斯函数可作吉布斯函数可作吉布斯函数可作吉布斯函数可作同样运算同样运算同样运算同样运算§5.3 标准摩尔反应吉布斯函数的计算•3.2 由反应的由反应的 和和 求求回忆相关重要公式:回忆相关重要公式:回忆相关重要公式:回忆相关重要公式:一般计算时常常将恒压摩尔热容一般计算时常常将恒压摩尔热容一般计算时常常将恒压摩尔热容一般计算时常常将恒压摩尔热容C C C Cp,mp,mp,mp,m看成不随温度改变的定值看成不随温度改变的定值看成不随温度改变的定值看成不随温度改变的定值§5.3 标准摩尔反应吉布斯函数的计算•3.3 由物质的标准摩尔生成吉布斯函数求由物质的标准摩尔生成吉布斯函数求((((1 1)物质的标准摩尔生成吉布斯函数)物质的标准摩尔生成吉布斯函数)物质的标准摩尔生成吉布斯函数)物质的标准摩尔生成吉布斯函数回忆物质标回忆物质标回忆物质标回忆物质标准摩尔生成准摩尔生成准摩尔生成准摩尔生成焓焓焓焓 的的的的定义及有关定义及有关定义及有关定义及有关公式公式公式公式☆☆☆☆定义定义定义定义----参加反应的各组分都处在参加反应的各组分都处在参加反应的各组分都处在参加反应的各组分都处在T T T T 温度温度温度温度时的标时的标时的标时的标准态下,由稳定相态的单质生成准态下,由稳定相态的单质生成准态下,由稳定相态的单质生成准态下,由稳定相态的单质生成1mol1mol1mol1mol指定相态的指定相态的指定相态的指定相态的物质物质物质物质B B B B时所对应的吉布斯函数变时所对应的吉布斯函数变时所对应的吉布斯函数变时所对应的吉布斯函数变,称为物质,称为物质,称为物质,称为物质B B B B的标的标的标的标准摩尔生成吉布斯函数。
用符号准摩尔生成吉布斯函数用符号准摩尔生成吉布斯函数用符号准摩尔生成吉布斯函数用符号 表示表示表示表示☆☆☆☆推论推论推论推论----稳定相态单质的标准摩尔生成稳定相态单质的标准摩尔生成稳定相态单质的标准摩尔生成稳定相态单质的标准摩尔生成吉布斯函数吉布斯函数吉布斯函数吉布斯函数为零其它物质的标准摩尔生成吉布斯函数查表,为零其它物质的标准摩尔生成吉布斯函数查表,为零其它物质的标准摩尔生成吉布斯函数查表,为零其它物质的标准摩尔生成吉布斯函数查表,P.311 P.311 P.311 P.311 附录九附录九附录九附录九 ((((2 2)由物质的)由物质的)由物质的)由物质的 求反应的求反应的求反应的求反应的化学反应的标准摩尔反应吉布斯函数等于该温度下产物的标准摩尔生化学反应的标准摩尔反应吉布斯函数等于该温度下产物的标准摩尔生成吉布斯函数的总和减去反应物的标准摩尔生成吉布斯函数的总和成吉布斯函数的总和减去反应物的标准摩尔生成吉布斯函数的总和例题例题 :: 空气和甲醇蒸气通过银催化剂后可以制得甲醛,在反应过程中银逐渐空气和甲醇蒸气通过银催化剂后可以制得甲醛,在反应过程中银逐渐失去光泽,并且碎裂。
试判断在失去光泽,并且碎裂试判断在550℃550℃及及1atm1atm的空气中是否有可能形成的空气中是否有可能形成氧化银?氧化银?已知:已知:AgAg2 2O(s)O(s)的的ΔΔf fG Gθθm,298Km,298K=-11.20kJ﹒mol=-11.20kJ﹒mol-1-1,,ΔΔf fH Hθθm,298Km,298K=-31.05 =-31.05 kJ﹒molkJ﹒mol-1-1各物质的各物质的C Cp,mp,m(J﹒mol(J﹒mol-1-1﹒K﹒K-1-1) )分别为:分别为:O O2 2,,31.3531.35;;AgAg2 2O O,,65.6365.63;;AgAg,,26.7526.75 分析分析 ::判断空气中银能否被氧化有两种途径:比较判断空气中银能否被氧化有两种途径:比较J Jp p与与K Kθθ或看或看ΔΔr rG Gm m是否小于是否小于 零,无论哪种方法都需要计算零,无论哪种方法都需要计算550℃550℃反应的反应的ΔΔr rG Gθθm m解题解题 ::298K298K298K298K时:时:时:时:823K823K823K823K时:时:时:时:故不可能形成氧化银故不可能形成氧化银故不可能形成氧化银故不可能形成氧化银§5.4 温度对标准平衡常数的影响•4.1 范特霍夫方程(微分式)范特霍夫方程(微分式) 这就是这就是范特霍夫(范特霍夫(van,,t Hoff)方程)方程。
它表明温度对标准平衡它表明温度对标准平衡常数的影响与反应的标准摩尔反应焓有关,又被称着化学反应的常数的影响与反应的标准摩尔反应焓有关,又被称着化学反应的等压方程等压方程将吉布斯将吉布斯将吉布斯将吉布斯- -亥姆霍兹方程运用于标准态下进行的化学反应亥姆霍兹方程运用于标准态下进行的化学反应亥姆霍兹方程运用于标准态下进行的化学反应亥姆霍兹方程运用于标准态下进行的化学反应 范特霍夫方程的微分形式与克劳修斯范特霍夫方程的微分形式与克劳修斯-克拉佩龙方程的微分形式克拉佩龙方程的微分形式相似,由此它们的积分形式及计算类型也类似相似,由此它们的积分形式及计算类型也类似§5.4 温度对标准平衡常数的影响•4.2 范特霍夫方程的积分形式范特霍夫方程的积分形式当反应的标准摩尔反应焓不随温度变化时,得到积分形式当反应的标准摩尔反应焓不随温度变化时,得到积分形式当反应的标准摩尔反应焓不随温度变化时,得到积分形式当反应的标准摩尔反应焓不随温度变化时,得到积分形式★★★★定积分形式定积分形式定积分形式定积分形式计算题型:计算题型:五个五个物理量已知任意物理量已知任意四个求第五个四个求第五个 P.248 P.248 习题习题5.215.21★★不定积分形式不定积分形式计算题型:计算题型:与线性关系相连。
或根据不同温度下的标准平衡与线性关系相连或根据不同温度下的标准平衡常数值处理后作图求直线斜率;或根据已知的标准平衡常数常数值处理后作图求直线斜率;或根据已知的标准平衡常数随温度变化关系式对比随温度变化关系式对比1/T1/T项的系数项的系数 P.249 P.249 习题习题5.245.24问:问:如何理解标准摩尔如何理解标准摩尔反应焓不随温度变化?反应焓不随温度变化?习题讲解习题讲解 P.158 3.28P.158 3.28分析分析 ::解决本题的关键是明确小玻璃瓶打碎后乙醚的状态变化,并用相解决本题的关键是明确小玻璃瓶打碎后乙醚的状态变化,并用相 应的应的可逆途径可逆途径表示出来表示出来解题解题 ::((((1 1 1 1)求乙醚蒸气的压力,假设乙醚全部蒸发)求乙醚蒸气的压力,假设乙醚全部蒸发)求乙醚蒸气的压力,假设乙醚全部蒸发)求乙醚蒸气的压力,假设乙醚全部蒸发因为过程恒容,因为过程恒容,因为过程恒容,因为过程恒容,W W W W =0=0=0=0所以假设正确所以假设正确所以假设正确所以假设正确((((2 2 2 2)乙醚的状态变化可表示如下)乙醚的状态变化可表示如下)乙醚的状态变化可表示如下)乙醚的状态变化可表示如下习题讲解习题讲解 P.159 3.29P.159 3.29分析分析 ::题目中苯的状态变化非常明确,正确表示状态变化的过程简图,题目中苯的状态变化非常明确,正确表示状态变化的过程简图, 分步计算并求出总的量分步计算并求出总的量解题解题 ::苯的状态变化可表示如下苯的状态变化可表示如下苯的状态变化可表示如下苯的状态变化可表示如下。