化学热力学课件.ppt

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化学热力学课件整理ppt

(2) △H 0,△S 0,无论温度高低, △G 0,正反应不自发。例: CO(g) = C(s) +1/2 O2(g) (3) △H 0, △S 0, 高温下△G 0 , 正反应自发。低温下△G 0 , 逆反应自发. 例: CaCO3(s) = CaO(s) + CO2(g) (4) △H 0, △S 0, 高温下△G 0 , 逆反应自发。 低温下△G 0 , 正反应自发. 例: HCl(g) + NH3(g) = NH4Cl(s) 【例】已知下列反应CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) 的△rHm= 178 kJ.mol-1, △rSm= 161J.K-1.mol-1求自发反应的最低温度。 解:自发条件 △rGm(T)≈△fHm(298)- T△rSm (298) 0 T △rHm / △rSm T 178 / 0.161 = 1106 (K) 当温度高于1106K时,该反应自发。 【例】已知下列反应的△rHm=-402kJ.mol-1, △rSm= -189 J.K-1.mol-1,求标准状态下反应 处于平衡时的温度。CaO(s)+SO3(g)=CaSO4(s) 解:平衡时 △rGm (T)≈△rHm(298)- T△rSm(298) = 0 T = △rHm / △rSm= -402 / 0.189 = 2130 (K) 热力学函数的变化 2. ?G = ?Wmax ?G 0, Wmax 0,非自发过程 ?G 0 ,Wm 0,是自发过程 ?G是过程自发性的判据; ?G 0:非自发过程, ?G 0:自发过程 1. ?G (T) = ?H ? T?S ? ?rH?m 0,?rS?m 0 ?G? = ?H? ? T?S? 0 自发过程 ? ?rH?m 0,?rS?m 0 ?G? 0 非自发过程 ? ?rH?m 0,?rS?m 0 ?G? = ?H? ? T?S? 低温时 ?G? 0 非自发过程 高温时 ?G? 有可能 0 可能自发进行 ?rH?m 0, ?rS?m 0 低温时 ?G? 0 正向自发 高温时 ?G? 0 正向非自发 由?G = ?H - T ?S可见 4. 非标准态下,反应的方向性由?G的正负值确定 ?G 0 自发 ?G 0 非自发 ?G = 0 平衡 5. G与H,S是具有广度性质 ?rG?m,?rH?m,?rS?m应与具体的化学反 应式相联系 ?G,?H,?S都随温度、压力而变化 ?rH?m(T)、 ?rS?m(T)可以用298K的数据代替温度(T)时的?rH?m 、?rS?m,但?rG? m(T) 随温度变化很大 问题:在什么条件下可用? ?rG?(T) ≈ ?rH?(298) ? T?rS?(298) (无相变条件) 6. 用?rG?m或?rGm判断某一反应自发性倾向时, 只表明反应的热力学倾向,而不表示实际反应 的速率 7. 反应的自发性与反应的可能性不是同一概念, 非自发的反应不等于不可能 热力学函数的计算及初步应用 一、几个热力学函数 1.热力学能 U 2.焓 H 3.熵 S 4.自由能 G 二、计算及应用 (1) 热力学第一定律 U = Q – W 注意:Q 、W的正负号 (2) 等容条件下的反应热:QV = ?U (3) 等压条件下的反应热:QP = ?H ?H = ?U + P?V QP= QV + P?V = QV + ?nRT (4)盖斯定律及其应用 (5)过程自发性判据 ?G与?rG? 标准态下: 用?rG?m 0 或 ?rG?m 0 非

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