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西工大与西安交大期末复习考研备考 化学课件 化学反应的方向.ppt

发布:2022-01-16约4.35千字共41页下载文档
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* 1、任意温度T 下的标准摩尔吉布斯函数变 通过近似计算,认为ΔH、ΔS在一定温度范围内变化不大 ,即认为: 任意条件下 的计算: * 1、任意温度T 下的标准摩尔吉布斯函数变 估算反应自发进行的温度条件时,需特别注意:尽管在一定温度范围内,反应的 和 随温度变化不大,但ΔG 值变化较大,不容忽视。 只能判断某一反应在标准状态时能否自发进行,但并不能说明反应将以怎样速率进行。 的反应可自发进行,也可以无限小的速率进行。 任意条件下 的计算: * 估算反应: CaCO3(s)→CaO(s)+CO2(g) 在标准状态下的最低分解温度。 解 * 利用热力学数据求反应 在 298 K,标准状态下的 ?r Hmθ、?r Smθ、?rGmθ、并利用这些数据讨论用此反应净化汽车尾气中 NO 和 CO 的可能性。 CO(g) + NO(g) == CO2 (g) + ? N2 (g) 解: CO(g) + NO(g) == CO2 (g) + ? N2 (g) ?f Hmθ / (kJ?mol?1) –110. 5 91. 3 –393. 5 0 Smθ / (J?mol?1 ?K?1) 197. 7 210. 8 213. 8 191. 6 ?r Hmθ = [–393. 5 – (–110. 5) – 91. 3] kJ?mol?1 = –374. 3 kJ?mol?1 ?rSmθ = [213. 8 + ? ×191. 6 – 197. 7 – 210. 8] = –98. 9 J?mol?1?K?1 * ?rGmθ 只能判断某一反应在标准状态时能否自发进行,但并不能说明反应将以怎样的速率进行。?rGmθ ? 0 的反应可以自发进行,也可以无限小的速率进行。实际利用该反应净化汽车尾气是很困难的,其主要原因是化学反应速率问题,解决这个问题的方法是寻找低廉、高效的催化剂。 ?r Gmθ = ?r Hmθ (298. 15) ? T?r Smθ (298. 15) =[–374. 3 – 298. 15×(–98. 9×10–3)] kJ?mol?1 = –344. 81 kJ?mol?1<0 该反应在 298. 15 K 是自发的。 * 热力学研究表明,对于温度为T时的任意一个反应: 2、非标准状态 下的摩尔吉布斯函数变 在恒温恒压、任意状态下有: 任意条件下 的计算: * 对于任一反应 方法一: 方法二: 1、计算298.15K下标准摩尔吉布斯函数变 2、计算任意温度下的标准摩尔吉布斯函数变 任意温度T下的标准摩尔吉布斯函数变ΔrGΘm(T) 任意条件下 的计算: * 3、计算非标准状态下的摩尔吉布斯函数变ΔrGm(T) Q—反应商 R—摩尔气体常数,8.314J·mol-1·K-1 压力商 浓度商 任意条件下 的计算: * 钢在热处理时易被氧化,欲使钢件在500℃加热处理时不被氧化,应如何控制炉内的O2的分压。 任意条件下 的计算: * 欲使钢不被氧化,则 即: 故,当氧分压132.35Pa时,才能保证钢件不被氧化。 任意条件下 的计算: - - - * 吉布斯函数的应用 (2)判断物质的稳定性 (3)估算反应温度 (1)判断反应进行的方向 * 吉布斯自由能小结 1、ΔG与ΔH、ΔS以及T有关,可利用ΔG判断化学反应的方向性, ΔG0,反应可正相自发进行。 2、可用三种方法计算ΔG 3、用ΔG判断化学反应倾向性时,仅表示热力学倾向,而不表示实际的反应速率, ΔG越小,反应的热力学倾向越大。 * 4、反应的自发性和反应的可能性是不同的概念。 5、利用吉布斯自由能变求算反应可自发进行的逆转温度时,应注意单位的统一。 6、可利用化合物的标准生成吉布斯自由能值 判断化合物的相对稳定性, 值越负化合物越稳定 。 P35 习题4、15 作业 大学化学 * 1.2 化学反应的方向和限度 * 电流从高→低电势 高温 低温 热从高→低温 * * 气体从高→低压 自发过程:在一定条件下,不需要人为干涉即可自动进行的过程。 非自发过程:在一定条件下,需要持续借助人为作用才能进行的过程。 * 自发过程具有不可逆性(具有方向性)。非自发过程不能自动发生,需要靠外界做功才能进行。 自发过程的本质: 过程有一定限度--
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