物理化学（第四版）课件：吉布斯能变-T图.pptVIP

反应：金属元素与1mol氧化合为基准Ca（s）+1/2O2===CaO（s）产物CaO（s）为1mol,?rGm?=?fGm?而2Ca（s）+O2=2CaO（s）§3-8-T图一、氧化物的不同以?Gm?为纵坐标，T为横坐标作?Gm??T图即图3-7.反应物O2为1mol,是Ca（s）与1molO2作用的化学亲合力，越大，M与1mol氧的亲合力越强。`0200400600800100012001400160018002000t/℃图3-7?Gm?与温度的关系?Gm?/kJ.mol-100-200-300-400-500-600-700-800-900-1000-1100-1200C(s)+O2=CO2BMMB4Cu+O2=2Cu2OM2Fe+O2=2FeO2Ca(s)+O2=2CaO2C+O2=2CO**Ti+O2=TiO2M?Gm?=a+bT；a=?Hm?（T）；b=-?Sm?（T）0?Gm?-T图的特点1、?Gm?的物理意义：元素与1molO2（g）的亲合力，表示氧化物的稳定性；2、?Gm?-T的直线关系，截距a=?Hm?，斜率b=-?Sm??0；3、为何多为折线？温度改变时出现相变化，?Sm?发生变化，从而斜率改变.4、为何从B点之后斜率陡增？B点是沸点，(M，l)?(M，g)，Sm?(M，g)?Sm?(M，l).5、为何大部分直线段几乎相互平行？反应?Sm?几乎相等，各直线斜率几乎相等6、为何直线2C+O2=2CO的斜率是负的？因该反应的?Sm??0；二、?Gm?-T图的应用1、确定各种金属与1molO2（g）化学亲合力的顺序：CuPbNiCoPFeCrMnSiTiAlMgCa与氧的亲合力递增2、确定金属的氧化还原顺序位置处于图的下方的金属元素可以把较上面的元素从其氧化物中还原为金属3、为选择炼钢的脱氧剂提供依据图中，Fe+O2=FeO线下面的金属原则上都可以选作脱氧剂；4、冶炼合金钢时，确定合金元素的加入顺序位于Fe线以下的金属易于与氧化合形成氧化物而烧蚀，因而必须在脱氧后期加入；5、C（s）和所有线相交，故可以作为万能还原剂使用。6、确定氧化-还原转化温度图中，两条线相交的交点所代表的温度即为该两种元素的氧化-还原转化温度，例如：Cu与Pb的线交于1523K。所以1523K以下Pb可以Cu从Cu2O中置换成金属Cu，而1523K以上时，金属Cu可以把Pb从PbO中置换成金属Pb。三、?Gm?-T图的局限性1、?Gm?-T图仅用于热力学讨论，不涉及动力学。2、?Gm?-T图中所有凝聚相都是纯物质，不是混合物，也不是溶液或固溶体。图中气体均为纯气体，不是溶解态。换言之，该图只适用于无溶体参与的反应。而2[M]+O2（g）=2（MO）（M和MO为溶解态）?Gm?（T）=-RTlna2(MO)/a2[M][p(O2)/p?]=RTln[p(O2)/p?]+RTlna2[M]/a2(MO)?a+bT如2M（s）+O2（g）=2MO（s）（均为纯物质）?Gm?（T）=RTln[p（O2）/p?]=a+bT3、反应2C(s)+O2(g)=2CO(g)的?Gm?-T线是许多同类等压线中p=p?的一条。因为该反应的?Gm?（T）=RTln[p(O2)/p?]-2RTln[p(CO)/p?]，只有p(CO)=p?时才有?Gm?=RTln[p(O2)/p?]=a+bT4、当p(CO)?p?时，该线的斜率和位置都要发生变化。