第二章_____学反应的能量和方向.ppt

* Δr Sm?298 = ??j S m? 298（产物）? ??i S m? 298（反应物） = 106.7 J·mol-1 · K-1 ? 39.7 J·mol-1 · K-1 ? 256.13 J·mol-1 · K-1 = ? 189.13 J·mol-1 · K-1 ? r Gm?298 = ? r Hm?298 ? T ? r Sm?298 = （- 401.92 kJ·mol-1） ?298K（? 189.13 ?10-3kJ·mol-1 · K-1 ）= ?345.56 kJ·mol-1 因? r Gm?298 ? 0 ，故在标准状态下，25?C时，能自发进行。 * 2、计算1000?C的 ? r G m?，1273： T=273 + 1000 =1273（K） ? r Gm?，T ? ? r Hm?，298 ? T ? r Sm?，298 = （- 401.92 kJ·mol-1） ?1273K（? 189.13 ?10-3k J·mol-1 · K-1= ?161.15 kJ·mol-1 ? 0 ， 故在标准状态下，1000?C时，即在标准状态下，25?C和1000?C，反应均可自发进行， 能用CaO来吸收SO3以减少污染。 * 3、求 T转 ： 因? r Hm?298 = - 401.92 kJ·mol-1 ? 0 、 ? r Sm?298 =? 189.13 J·mol-1 · K-1 ? 0 ；同号： （- - - + ），故正向反应低温自发，高温非自发，则有T转 ： T转 = ? r Hm / ? r Sm= - 401.92 kJ·mol-1/ ? 189.13 ?10-3kJ·mol-1 · K-1 = 2025 K（1852 ?C） * 即上述反应的温度不宜太高，不能超过1852 ?C（最高温度），否则，超过1852 ?C，非自发进行 ， CaSO4(s) 反而分解；因此CaSO4(s) 在1852 ?C以下稳定 * 小结： 1.基本概念:封闭体系 、状态函数(U、H、S、G)、状态函数改变量的特点。 2. 自发过程的判据: 封闭体系，等温等压只作体积功的条件下, △G ＜ 0 反应自发 △G ＝ 0 平衡状态 △G ＞ 0 反应非自发 3. Gibbs-Helmholtz公式 △G = △H - T△S * 反应自由能变 反应熵变 反应热 计算公式(标准态) 内容 * 三、熵概念初步 1、熵 S：是描述系统或物质内部混乱度的状态函数。单位：J·mol-1 · K-1（与H同）。 特点： 熵S与混乱度成正比。系统或物质内部微粒越多、越无序，熵值越大。故： 同一物质：S（g）?S（l）?S（s） ； 同类物质，摩尔质量越大（原子、电子数越多）、结构越复杂（越无序）；熵值越大。如：S（HI,g) ?S (HBr,g) ? S (HCl,g) ? S (HF,g); S(O3) ?S (O2); 不同的固态物质，熔点高、硬度大的，熵值较小（晶格能大，对微粒作用力强，无序度较小）。如：S（石墨）?S （金刚石） * 熵是状态函数，与状态有关，与途径无关。 压力增加，微粒运动空间变小，无序度较小，故熵值变小。 温度越低，微粒运动越慢，熵值越小。 例：指出下列过程熵变的ΔS的符号？ 1.O2(g)=2O(g) 2.NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s) 3.HCOOH(l)=CO(g)+H2O(l) 4.C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2O(g) 6.C(石墨）=C（金刚石） 7.B（298K）——B（327K） 8.Ar(0.1MPa)——Ar(0.01MPa) 9.苯——氯苯 * 热力学第三定律：T = 0K时，纯净物质的完美晶体的熵值为零，表示为 S。= 0. 1mol某物质理想晶体从热力学零度升温到T时，系统熵的增加即为该物质在 T 时的熵，称摩尔熵 Sm。 2、标准摩尔熵Sm?： 在温度T、标准态下，某物质的摩尔熵称为标准摩尔熵 Sm?T （298K简写 为Sm?）