无机及分析化学第二章课件.ppt

【例】已知下列反应的△rHm=-402kJ.mol-1,△rSm=-189J.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)=0T=△rHm/△rSm=-402/0.189=2130(K)第93页,共107页，星期六，2024年，5月2.5.4范托夫等温方程非标准摩尔吉布斯自由能变(ΔrGm)的计算和反应方向的判断等温、等压及非标准态下,对任一反应：cC+dD→yY+zZΔrGm=ΔrGm+RTlnQQ（J）——活度商（反应商）第94页,共107页，星期六，2024年，5月对于气体反应：{p(Y)/p}y{p(Z)/p}zQ=—————————{p(C)/p}c{p(D)/p}d水溶液中离子反应：[c(Y)/c]y[c(Z)/c]zQ=—————————[c(C)/c]c[c(D)/c]d纯固态或液态处于标准态，在Q式中不出现第95页,共107页，星期六，2024年，5月例：计算723K、非标准态下，下列反应的ΔrGm，并判断反应自发进行的方向。2SO2(g)+O2(g)→2SO3(g)分压/Pa1.0×1041.0×1041.0×108ΔrHm=2ΔfHm(SO3)-[2ΔfHm(SO2)]+ΔfHm(O2)]=[2(-395.72)-2(-296.83)]kJ·mol-1=-197.78kJ·mol-1解：2SO2(g)+O2(g)→2SO3(g)Sm/(J·mol-1·K-1)248.22205.138256.76ΔrHm/(kJ·mol-1)-296.830-395.72ΔrSm=2Sm(SO3)-[2Sm(SO2)]+Sm(O2)]={2(256.76)-[2(248.22)+205.138]}J·mol-1·K-1=-188.06J·mol-1·K-1第96页,共107页，星期六，2024年，5月ΔrGm(723K)=ΔrHm(723K)+TΔrSm(723K)≈ΔrHm(298K)+TΔrSm(298K)ΔrGm(723K)=[(-197.78×10-3)+723(-188.06)]J·mol-1=-61813J·mol-1ΔrGm=ΔrGm+RTlnQ=(-61813+124590.5)J·mol-1=62.777kJ·mol-1[p(SO3)/p]2RTlnQ=8.314×723ln——————————J·mol-1[p(SO2)/p]2[p(O2)/p](1.0×108)2(1.0×105)=8.314×723ln—————————J·mol-1(1.0×104)2(1.0×104)=124590.5J·mol-1ΔrGm0，反应自发向左进行第97页,共107页，星期六，2024年，5月小结：1.基本概念:封闭系统、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:封闭系统，等温等压只作体积功的条件下,