普通化学-4化学热力学基础.ppt

Derection of chemical reaction * * General Chemistry Chapter 4 Primary Conception of Chemical Thermodynamics (4) 自由能的计算 ① 标准摩尔生成吉布斯自由能 (the standard molar free energy of formation) 标准状态下指定（最稳定）单质的标准摩尔生成吉布斯自由能为零。 某温度，标准状态下，由指定（最稳定）单质生成1mol标准状态的化合物时的吉布斯自由能变，称为该化合物的标准摩尔生成吉布斯自由能。用符号△fGm?表示，单位kJ·mol-1。 ② 化学反应的标准摩尔生成吉布斯自由能变的计算 注意： ★ 用Δr Gm?只能判断标准状态下反应的方向 ★ 利用标准摩尔生成吉布斯自由能（查表）只能求 298K时反应的标准吉布斯自由能变。 Derection of chemical reaction * * General Chemistry Chapter 4 Primary Conception of Chemical Thermodynamics 查表求298K下列反应的Δr Gm?。 ⑴ 2NH3(g)=N2(g)+3H2(g) ⑵ Fe2O3(s)+13CO(g)=2Fe（CO)5＋3CO2 解： ⑴ Δr Gm?＝ －2ΔfGm?（NH3）＝33.0 (kJ·mol-1) ⑵Δr Gm?＝ 2ΔfGm?（Fe(CO)5）＋3ΔfGm?（CO2） －ΔfGm?（Fe2O3）－13ΔfGm?（CO） ＝－49.0(kJ·mol-1) Example 16 查表得： -695.8 Fe（CO)5 -394.4 -137.2 -742.2 -16.5 Δr Gm?/kJ·mol-1 CO2 CO(g) Fe2O3(s) NH3(g) 物质 Derection of chemical reaction * * General Chemistry Chapter 4 Primary Conception of Chemical Thermodynamics ③ 吉布斯－赫姆霍兹（Gibbs-Helmhltz）方程 G ＝ H - TS 等温等压下的化学反应： ΔrGm⊙ ＝ ΔrHm⊙ - TΔrSm⊙ ΔrHm⊙ 和ΔrSm⊙受温度变化的影响很小，以至于在一般温度范围内，可以认为它们都可以用298K的ΔrHm⊙ 及ΔrSm⊙代替。 吉布斯-赫姆霍兹方程 ΔrGm⊙(T) ＝ ΔrHm⊙ (298.15K) - TΔrSm⊙(298.15K) ΔrGm?随温度的变化不能忽略 Derection of chemical reaction * * General Chemistry Chapter 4 Primary Conception of Chemical Thermodynamics 等温等压条件下反应自发性与温度的关系 低温下为自发反应高温下为非自发反应 低温(-)高温(+) - - 4 低温下为非自发反应高温下为自发反应 低温(+)高温(-) + + 3 任何温度下均为非自发反应 + - + 2 任何温度下均为自发反应 - + - 1 ?rGm⊙ ?rSm⊙ ?rHm⊙ 反应自发进行的温度条件 符　号 各种情况 Derection of chemical reaction * * General Chemistry Chapter 4 Primary Conception of Chemical Thermodynamics Example 17 反应2CuCl2(s)→2CuCl(s)+Cl2(g)在298K，101.3kPa下不能自发反应，但在高温时自发进行，则此反应在298K时（ ） A ΔrHm? ＜0 B ΔrHm? ＞0 C ΔrSm?＜0 D ΔrGm? ＜0 B ΔrGm⊙ ＝ ΔrHm⊙ - TΔrSm⊙ 低温下为自发反应高温下为非自发反应 低温(-)高温(+) - - 4 低温下为非自发反应高温下为自发反应 低温(+)高温(-) + + 3 任何温度下均为非自发反应 + - + 2 任何温度下均为自发反应 - + - 1 ?rGm⊙ ?rSm⊙ ?rHm⊙ 反应自发进行的温度条件 符　号 各种情况 Derection of chemical reaction