无机化学课件4.ppt

① ② ③ ④ G=H－TS H2O2 (l) ＝H2 O(l) ＋ 1/2O2 (g) CaCO3 (s) ＝CaO(s) ＋ CO2 (g) NH3 (g)＋HCl (g) ＝NH4Cl(s) CO (g) ＝C(石墨) ＋ 1/2O2 (g) 反应方向转变温度的估算： 化学反应的标准摩尔Gibbs函数〔变〕 1.标准摩尔生成Gibbs函数 在温度T下，由参考状态的单质生成物 质B(且νB=+1时)的标准摩尔Gibbs函数变， 称为物质B的标准摩尔生成Gibbs函数。 4.5.2 标准摩尔生成Gibbs函数 = -T (B,相态,T) ，单位是kJ·mol-1 (参考态单质,T)=0 　　溶液中离子的标准热力学数据，是以H＋为参考标准而得到的相对值，规定在100 kPa下，1 mol·L－1的理想溶液中H＋的标准生成焓、标准摩尔生成Gibbs函数和标准熵都等于0。 即： p?＝100 kPa; c ? (H＋)＝ 1 mol·L－1 ΔfHm? (H＋)＝ 0; ΔfGm? (H＋)＝ 0; Sm? (H＋)＝ 0 需要说明的是： 2.用 计算 (B,相态,T) B 对于化学反应：0=ΣνBB (B,相态,298.15K) (298.15K) = ∑νB (T) ≈ (298.15K)-T (298.15K) 如果T≠298.15K 用 只能判断标准状态下反应的方向。 若忽略温度对ΔrHm? 和 ΔrSm? 的影响，则可得该式的近似式： 298 K，标准状态下，化学反应Gibbs函数变的计算 (1) 利用标准摩尔生成Gibbs函数ΔfGm?计算 ΔrGm?(298 K)＝ ??产ΔfGm?(298 K)－??反ΔfGm?(298 K) ① ΔrGm? (298K) 0, 反应正向自发进行； ②　ΔrGm? (298K) 0, 反应正向不自发，逆过程自发； ③　ΔrGm? (298K)＝ 0 系统处于平衡状态。 (2) 利用Gibbs—Helmholtz方程式计算 ΔrG?m(298K)＝ ΔrHm?(298K)－ 298×ΔrSm?(298K) ΔrHm?(298K)＝ ??产ΔfHm?(298K)－??反ΔfHm?(298K) ΔrSm?(298K)＝ ??产Sm?(298K)－ ??反Sm?(298K) (3) 任意温度下ΔrGm?的估算 　　标准状态、任意温度下化学反应自发方向的判断： ΔrG?m(T) ＝ΔrHm?(T) － TΔrSm?(T) 　　若忽略温度对ΔrHm? 和 ΔrSm? 的影响，则可得该式的近似式： ΔrG?m(T)?ΔrHm?(298K)－ TΔrSm?(T) ?(298K) (4) 利用Gibbs变状态函数的加和性 如果 反应(1)＝ 反应(2) ＋反应(3) 则 ΔrG?m(1) ＝ ΔrG?m(2) ＋ ΔrG?m(3) TiO2(s) ＋ 2Cl2(g) ＝ TiCl4(l) ＋ O2(g) ΔrG?m ＝ 173.2 kJ·mol–1 C(石墨) ＋ O2(g) ＝ CO2(g) ΔrG?m ＝ －393.5 kJ·mol–1 TiO2(s)＋2Cl2(g)＋C(石墨)＝TiCl4(l)＋ CO2(g) ΔrG?m ＝ －220.3 kJ·mol–1 等温方程式： 将此式代入前式得： 反应达到平衡时， 4.5.3 Gibbs函数与化学平衡 J RT （T） ln + = （T） ( T )=0，J= RT ln =- （T） ( T ) J RT （T） ln + = -RT ln J （T） = -RT ln J = RT ln Gibbs函数变判据与反应商判据： 判断反应方向。 必须用 m r G D 经验判据： 反应多半正向进行 ＜-40kJ·mol-1 反应多半逆向进行 ＞40kJ·mol-1 -40kJ·mol-1 ＜ ＜ 40kJ·mol-1 反应正向进行 0 K J 反应处于平衡 0 = = K J 反应逆向进行 0 K J 4.5.4 Van’t Hoff 方程式 在温度变化范围不大时： = -T (T) (T) (T) 由 RT ln =- （T） ( T ) 和 得： RT ln - ( T ) = -T 呈直线关系 与 T (T) K / 1 ln R RT