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文檔簡(jiǎn)介
第三章化學(xué)熱力學(xué)初步
第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)中的能量關(guān)系第二節(jié)熱力學(xué)第一定律-能量守恒定律第三節(jié)熱效應(yīng),焓第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)的方向第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)中的能量關(guān)系一、引言對(duì)化學(xué)工作者而言,在研究一個(gè)特定的化學(xué)反應(yīng)時(shí)常關(guān)心以下幾個(gè)問題:(1)反應(yīng)是否能自發(fā)進(jìn)行(反應(yīng)的方向)?通過理論計(jì)算來解決問題而不是靠實(shí)驗(yàn)。(2)如果反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行,它可以進(jìn)行到何種程度(反應(yīng)的限度)?(3)整個(gè)反應(yīng)過程中的能量變化是多少?放熱還是吸熱?(4)反應(yīng)的速率大?。ǚ磻?yīng)是否有實(shí)際意義)?本章要解決前三個(gè)問題,其余的留待下一章解決。二、熱力學(xué)常用術(shù)語1、體系和環(huán)境
被研究的物質(zhì)稱為體系。也就是說為了研究的需要把周圍的物質(zhì)和空間隔離開來的被研究的對(duì)象。
而體系以外的與體系有密切關(guān)系的周圍部分稱為環(huán)境。HCl+NaOH桌子研究對(duì)象系統(tǒng)環(huán)境敞開體系:體系和環(huán)境之間既有物質(zhì)交換又有能量的交換。封閉體系:體系和環(huán)境之間沒有物質(zhì)交換只有能量的交換。孤立體系:體系和環(huán)境之間既沒有物質(zhì)交換又沒有能量的交換。Matter(H2O)Heatflow系統(tǒng)和環(huán)境Heatflow敞開體系封閉體系孤立體系2、體系的性質(zhì)
根據(jù)體系中物質(zhì)的量的關(guān)系,體系的性質(zhì)可分為:(1)廣度性質(zhì)(亦稱容量性質(zhì))如體積、質(zhì)量等。(2)強(qiáng)度性質(zhì)
此種性質(zhì)的數(shù)值不隨體系中物質(zhì)的總量而變,它僅由體系中物質(zhì)本身的特性所決定,也就是沒有加合性。如溫度、密度等。3、狀態(tài)和狀態(tài)函數(shù)體系中所有物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)的總和即為狀態(tài)。也就是說一個(gè)體系的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)都確定了,則稱為一個(gè)狀態(tài)。如:氣體的狀態(tài)可由壓力、體積、溫度及各組分物質(zhì)的量等物理量來決定。如果其中的一個(gè)或多個(gè)物理量發(fā)生改變時(shí),體系即由一種狀態(tài)變?yōu)榱硪环N狀態(tài)。對(duì)于一個(gè)體系來說當(dāng)其處于不同狀態(tài)時(shí),其性質(zhì)必然有所不同。這些用來描述規(guī)定狀態(tài)的性質(zhì)用數(shù)學(xué)術(shù)語來講稱它們?yōu)椤盃顟B(tài)函數(shù)”。狀態(tài)函數(shù)的特征
狀態(tài)函數(shù)的變化只決定于體系的始態(tài)和終態(tài),而與變化的途徑無關(guān),狀態(tài)一定值一定,殊途同歸變化等(與始終態(tài)有關(guān)而與途徑無關(guān)),周而復(fù)始變化零。4、過程與途徑我們把狀態(tài)發(fā)生變化的經(jīng)過稱為過程。又分為:
恒溫過程:過程中體系的溫度保持不變。
恒壓過程:過程中體系的壓力保持不變。
恒容過程:過程中體系的容積保持不變。
絕熱過程:過程中體系與環(huán)境熱交換為零。體系由始態(tài)變到終態(tài),可以用不同的方式,我們稱之為途徑。第二節(jié)熱力學(xué)第一定律-能量守恒定律一、熱與功熱與功是能量轉(zhuǎn)換的兩種形式。1、熱(q)熱力學(xué)規(guī)定:體系從環(huán)境吸熱,q取正值(吸熱q>0);
體系向環(huán)境放熱,q取負(fù)值(放熱q<0).2、功(w)(1)體積功(膨脹功):在熱力學(xué)中,將氣體體積發(fā)生變化時(shí)(膨脹或壓縮)反抗外力作用而與環(huán)境交換的功稱為“~”.w=—P外×△V熱力學(xué)規(guī)定:
氣體體積膨脹,體系對(duì)環(huán)境做功,w取負(fù)值(w<0);
氣體體積壓縮,環(huán)境對(duì)體系做功,w取正值(w>0).(2)非體積功:除體積功以外的所有的功稱為“~”.
二、熱力學(xué)第一定律-能量守恒定律4
熱力學(xué)的基本概念和常用術(shù)語熱力學(xué)中,稱我們要研究的任何一部分真實(shí)世界為系統(tǒng)(舊稱體系)。1
系統(tǒng)和環(huán)境未選為系統(tǒng)部分的一切事物為環(huán)境。HCl+NaOH桌子研究對(duì)象系統(tǒng)環(huán)境Matter(H2O)Heatflow系統(tǒng)和環(huán)境Heatflow敞開體系封閉體系孤立體系根據(jù)體系與環(huán)境之間物質(zhì)與能量的交換孤立體系封閉體系敞開體系
能量×√√
物質(zhì)××√
熱力學(xué)中,我們主要研究封閉體系。
2
狀態(tài)與狀態(tài)函數(shù)
狀態(tài):熱力學(xué)平衡態(tài),是體系物理、化學(xué)性質(zhì)的綜合表現(xiàn)。
狀態(tài)函數(shù):用來說明、確定系統(tǒng)所處狀態(tài)的宏觀物理量。如n、T、V、p……,是與系統(tǒng)的狀態(tài)相聯(lián)系的物理量。狀態(tài)函數(shù)的特性①定值性——狀態(tài)確定,狀態(tài)函數(shù)確定。系統(tǒng)的變化,用狀態(tài)函數(shù)的改變來描述。②狀態(tài)函數(shù)的改變,只與過程有關(guān),而與途徑無關(guān)。在計(jì)算有關(guān)狀態(tài)函數(shù)變化的問題時(shí),只需明確系統(tǒng)的始態(tài)和終態(tài)即可,而不需考慮具體的變化途徑。③同一體系,狀態(tài)函數(shù)之間相關(guān)。狀態(tài)石函數(shù)碼的分類(1櫻)容量斗性質(zhì):即廣賽度性獨(dú)質(zhì),組如V,m,U,H等,忠具有酒加和跟性。(2貪)強(qiáng)度盲性質(zhì):如T,p,c,ρ等,瓣不具杏有加唐和性賽。3過程謠和途恩徑在一愚定的殃環(huán)境疊下,除體系霸狀態(tài)蜓發(fā)生良變化當(dāng)?shù)慕?jīng)蹈過稱據(jù)為過鳥程,憐而把陡完成星這個(gè)介過程她的具蛾體步冶驟稱漸為途島徑。n(H2)=1molT
=100Kp
=100kPan(H2)=1molT
=200Kp
=100kPan(H2)=1molT
=200Kp
=300kPan(H2)=1molT
=100Kp
=300kPa1432等溫過程定壓過程定壓過程等溫過程4功和住熱系統(tǒng)摘狀態(tài)牧變化且時(shí)與珍環(huán)境嫩間的仿能量欲交換饑的三檔種形辱式:(1嫂)熱(h拉ea拔t)(2有)功(w卻or趟k)(3崗)輻射(r述ad唐ia立ti沒on客)熱力糟學(xué)中惕,只宅研究躺系統(tǒng)梨在過弓程中柴與環(huán)僵境以熱和待功兩種烘形式披交換松的能果量。熱①查由鈔于溫谷度差級(jí)引起完的能水量從梁環(huán)境瓣到系表統(tǒng)的訴流動(dòng)②毅熱升交換韻過程郵中,畏體系低發(fā)生艙化學(xué)岔變化則或相旨變。(變化違過程嫂中,模溫度姐不變)熱用脾符號(hào)Q表示伐,SI單位逃為J。規(guī)定活:若系衡統(tǒng)吸伍熱,Q>固0系統(tǒng)們放熱疼,Q<0功是鳥由于慕壓力身差或冤其他軟機(jī)電封“力各”引蒜起的割能量掩從環(huán)業(yè)境到蒸系統(tǒng)逃的流蜘動(dòng)。功用披符號(hào)W表示苗,功甜的SI單位器為J。規(guī)定箏:斯若系統(tǒng)涉對(duì)環(huán)狹境作毀功,W<0;環(huán)境咱對(duì)系握統(tǒng)作匹功,W>0。功①劈燕體來積功樂是系葡統(tǒng)體局積變凍化時(shí)慌所作克的功男。②甲其慰他各盼種形襪式的泡功統(tǒng)弓稱為俊非體認(rèn)積功障,如適電功緩、系猜統(tǒng)表捧面積避變化上時(shí)所件作的段表面躺功等繼。計(jì)算喬理想茄氣體稍在定秋壓膨猛脹過般程中勸所作捏的體讀積功定壓笑過程伯:環(huán)降境壓汗力(外壓)保持含不變敞的條合件下舟,系鎖統(tǒng)始領(lǐng)態(tài)、掙終態(tài)驢壓力堅(jiān)相同放且等駝?dòng)诃h(huán)遭境壓陽力的萍過程兼:p1=p2=pe=常數(shù)W=peSl=peV=pVF=peS體積栗功示灰意圖①銳熱和眠功是創(chuàng)與過黃程相您聯(lián)系船的物覆理量精,系票統(tǒng)不中發(fā)生拔變化已,就辟?zèng)]有蔽熱或綢功,鞋故熱看和功革均不注是狀聯(lián)態(tài)函覽數(shù)。②值在處悠理熱合和功賀的問傭題時(shí)酬,不把僅要莖考慮桶過程李,還智必須露考慮距途徑。熱和蓄功均僅不是扶狀態(tài)春函數(shù)一定拆量的嫩理想貸氣體濾,從街壓強(qiáng)p1=16恨×1務(wù)05Pa,體芝積V1=1×墨10-3m3經(jīng)過捷兩個(gè)毀途徑碰分別動(dòng)恒溫?cái)琅蛎浄乐翂簶?gòu)強(qiáng)p2=1×障105Pa,體根積V2=16予×1諸0-3m3的狀兵態(tài)。p1=16V1=1p1=1V=16p外=1p1=16V1=1p1=8V=2P外=8p1=1V=16p外=1p16乎V16燒Vp始終輪態(tài)相苦同,開經(jīng)過賊兩個(gè)紛不同瓜途徑釣做的荷功不殘相等善。2-2熱化羞學(xué)主要仿解決諷過程淚的能敏量效儲(chǔ)應(yīng)問很題,裂計(jì)算特過程誘的功纖和反浸應(yīng)熱谷。ΔU=Q+W’+W體=Q+W體①瞧在顛計(jì)算場(chǎng)應(yīng)用查過程忘中,縮慧不考箭慮非山體積積功。即:W’=0②忠化芒學(xué)反州應(yīng)發(fā)掌生后勉,T始=T終例1:計(jì)博算下至列情掃況下懶體系呢內(nèi)能租的變規(guī)化:(1)體激系吸暮收28付0J熱,蝴并對(duì)主環(huán)境撓作了46職0J功;(2)體似系放府出20枯kJ的熱今,并堡對(duì)環(huán)濃境作鼓了15筋0J功。解:綱(1)根△U=q+疊w=28飯0-46幫0=腸-18吸0J(2)途△U=q+緒w=-20-0.土15=嶺-20返.1赴5k稿J例2:37棗3K,1m朋ol水汽面化成張同溫購下,10少1.脊3k揭pa水蒸闖汽,買當(dāng)外捕壓為10聞1.得3k顏pa時(shí),迅每蒸夜發(fā)1雪克水筋需吸有熱2暮25什9J,1克水川的體名積為1.陸04藝3m遵l,蒸發(fā)廢后體舊積為16汪77魚ml尾,求此頁過程梳的q、w、△U。解:q吼=志22尸59擔(dān)×M采(H2O)壓=洽2怒25偶9×偵18糾.0隸2=矮40僑70堆1J睜=仙40濕.7城kJw=補(bǔ)—凳P外×△潔V=拿-1付.0漫13參×1功05pa×(寨16中77監(jiān)-1葵.0忠)×逮18塔.0津2×婆10-6m-3=-鹿31營38J=弊-3絮.1戴4k河J△U垮=q+醋w=敢40冒.7具-3飛.1徹=向3單7.治6k兆J第三蕩節(jié)側(cè)熱效沉應(yīng),偶焓一、捎熱效室應(yīng):喂在等王溫條澇件下該(反喉應(yīng)發(fā)爛生后核,使納產(chǎn)物成的溫系度恢?jǐn)r復(fù)到疼反應(yīng)咽物的脫起始貝溫度增),升化學(xué)蜂反應(yīng)按放出躁或吸反收的庫熱量斬稱為竿化學(xué)國反應(yīng)蒙的“愚~”障。根據(jù)哪:攀△U并=q+言w,如濟(jì)果體黃系只扮做體馳積功灑則有拿:△U右=籍q-p槍×△衡V恒容架熱效雷應(yīng)(qV):因?yàn)椤鱒會(huì)=欣0所以qV=嶼△U恒容徑過程緣瑞中,訪體系厲吸收俗或放攪出的漿熱量靜全部肯用于著體系咽內(nèi)能泡的改健變。恒壓頌熱效昆應(yīng)(qp)-焓綢(H)末:恒壓沸:體參系的賓壓力葛不變買,且救等于判外壓累,△U喉=qp-p致×△出V(U2-U1)=qp-p槍×(限V2-V1)整理夸一下蔬得:qp=(U2+P蓄V2)辛-哄(U1+P藥V1)我們單定義腦:U+裳PV劣=H得到泰一個(gè)偵新的腐狀態(tài)趴函數(shù)巾-焓(H)。有關(guān)斬焓的控討論北:(1)慰焓是涉狀態(tài)罵函數(shù)逃;(2)一凳個(gè)封可閉體乳系,在恒臂壓,障體系謊只做狼體積賀功的侵條件冤下,體系少在化鼻學(xué)反閣應(yīng)過膠程中權(quán)吸收既或放贏出的炒熱量液全部現(xiàn)用于早使體棟系的沒焓發(fā)qp=蔬△H(3)焓覺具有容量捎性質(zhì);(4)對(duì)達(dá)化學(xué)沸反應(yīng)煤而言籃:ΔH>0吸熱賣反應(yīng)ΔH<0放熱泥反應(yīng)①著對(duì)專液體飛或固努體:ΔV=0Qp=ΔH≈ΔU②桌對(duì)黎有氣順體變域化的果反應(yīng)暴:根據(jù)pV=nR盼T在恒辯溫、譯恒壓嶄下,pΔV=ΔngRTΔH=Qp=ΔU+pΔV=ΔU+ΔngRT(5)當(dāng)奶溫度毫發(fā)生鵲改變歪時(shí),逐體系冤的焓澡值也暴發(fā)生漠改變單,但就是,化學(xué)源反應(yīng)耳的焓間變?cè)谟靡欢?rùn)的溫齡度范押圍內(nèi)墾基本推不變泳。3反應(yīng)負(fù)進(jìn)度陽概念表示?;瘜W(xué)砌反應(yīng)冬進(jìn)行稻程度我的物推理量符號(hào)ξ,單位睜為mo培l(xiāng)Δξ=ΔnB/νB對(duì)于車任意項(xiàng)一個(gè)服反應(yīng)νAA+νBB=νGG+νHH對(duì)于揚(yáng)指定絕的化域?qū)W計(jì)輔量方魯程,岸當(dāng)ΔnB等于νB時(shí),艱反應(yīng)轎進(jìn)度新為1,表大示各郵物質(zhì)機(jī)按計(jì)驢量方亦程進(jìn)左行的塔完全密反應(yīng)4Qp和QV的關(guān)迎系
(I)恒壓過程H1生成物IT1p2V1n2生成物ⅡT1p1V2n2反應(yīng)物
T1p1V1n1(II)恒容過程H2H3(III)ΔH1=ΔH2+ΔH3即ΔH1=ΔU2+(p2V1—p1V1)+ΔU3+(p1V2—p2V1)ΔH1=ΔU2+(p1V2—p1V1)+ΔU3ΔH1=ΔU2+(p1V2—p1V1)ΔH1=ΔU2+ΔnR狗TQp=QV+ΔnR腰T對(duì)于漸理想疤氣體影△U3=0,則得當(dāng)反乓應(yīng)物員與生籌成物蠅氣體貌的物其質(zhì)的歉量相脆等(Δn=0)時(shí),頃或反絲式應(yīng)物再與生默成物舉全是悉固體厚或液陰體時(shí)徒,恒鋸壓反康應(yīng)熱健與恒已容反膝應(yīng)熱辛相等名,即Qp=QV解:C7H16(1材)+11傲O2(g貴)秩7糟C刊O2(g憂)+8鳴H2O(蒜1)Δng=7-11=膊-4ΔrHm=ΔrUm+ΔngRT=-48垂07殲.1嬸2+(-4)乘×擔(dān)8披.3伯14蛛×慨2損98魚×膨1臣0-3kJ討·m濟(jì)ol-1=殃-48齒17指.0紙3kJ借·m柄ol-1故其Qp值為勤-48菊17辭.0柔3燃kJ。例3-2用彈俱式量邀熱計(jì)憐測(cè)得29尚8報(bào)K時(shí),船燃燒1揀mo悔l正庚添烷撿的節(jié)恒容典反應(yīng)廳熱QV=辛-48粘07抓.1服2精kJ,求埋其Qp值。例1:苯您和氧滲氣按輝下式償反應(yīng)歪:C6H6(l飛)闖+戚15篩/2驕O2(g丘)紛=汪6C鹽O2(g段)辮+特3H2O(衫l)在29憲8K,10勾1.持3k秤pa條件完下,0.熄25抽mo瓦l苯與便氧氣茶作用放出81嶄7k咬J熱量銀,求奧每摩鞋爾苯脅與氧宰氣反墳應(yīng)時(shí)補(bǔ)的體貞系內(nèi)敞能變期化和晴焓變隸。解:飲恒壓?jiǎn)?,△H=qp=介4×聽(-狂81蛇7)示=幟-良32印68勞kJ貓.m缸o(hù)l-1△U=qp+w=qp-p×△玻V=qp-△胸nR拼T=齒-3棉26楊8但-巧(-1貫.5)廳×8船.3忙14火×2曉98冰×10-3=恰-枕32畜64隱kJ狹.m左ol-1例2:2.蹄00毯mo暈l理想哥氣體棕在3閣50K和15鼓2k救pa條件徹下,象經(jīng)恒稿壓冷替卻至哪體積絕為35計(jì).0利l辱,此過系程放來出熱金量12痰60濁J,試分嫂別計(jì)趟算起才始體艘積、突終態(tài)泛溫度層、體行系做恰功、猶焓變拖、內(nèi)懼能變冒化。解:PV涼=nR撒T起始妄體積明:V您=nR脹T/鼠P右=窗2.茶00肆×白8.躲31懲4×夠35燃0/垃15減2嚴(yán)=綿38屈.3青l(xiāng)終態(tài)漠溫度厚:T浪=欠PV視/nR=侄15問2值×3烘5.渾0慮/牙2.僅00臭×帳8.夢(mèng)31宴4鄰=鏟32男0K體系孔作功習(xí):w危=栗—p饅×拿△V源=最-沃15腫2×評(píng)(3羽5.塞0-擦38線.3襯)繼=悉50弓2J焓若變泳:△H=qp=-12梨60紹J內(nèi)能佛變化鋼:△U=qp+w=它-1克26陪0干+供50壯2慚=倆-7顛58酸J二、昨蓋斯惜定律1、熱生化學(xué)宵方程勺式:縱表示棟化學(xué)灣反應(yīng)脅和熱乒效應(yīng)寶之間乎關(guān)系陣的方莖程式彼就叫姨“~”伴.例如:1終mo兆l碳酸敞鈣分淋解需庭吸收17球8k挪J熱量,則有:C勸aC男O3(s呆)厚=Ca券O(驢s)濁+業(yè)CO2(g貨)書寫鎖時(shí)要滾注意:(1踩)要注喊明反嬸應(yīng)的是溫度偉和壓鼠強(qiáng)條嚴(yán)件;(2緩)要注店明物莫質(zhì)的腎聚集單狀態(tài)愁和晶斧型;(3陡)反應(yīng)茂式前推的系百數(shù)只蜓表示液計(jì)量衣數(shù);(4宰)化學(xué)揭反應(yīng)幸熱效改應(yīng)的鉛單位才為kJ防.m岔ol-1.書寫菌熱化內(nèi)學(xué)方冷程式濱的注譽(yù)意事挑項(xiàng):(1胳)用ΔrHm或ΔrUm分別律表示頃定壓芽或定孫容摩白爾反洞應(yīng)熱較。(2減)注明競(jìng)反應(yīng)凍條件耗:如蔬各反肉應(yīng)物庫的溫千度,延壓力尤,聚躁集狀災(zāi)態(tài)等截。①得如魄果沒勺有注伴明溫吧度,老通常脹指29殼8.波15輛K。②鵲對(duì)技于固賣態(tài)物區(qū)質(zhì)應(yīng)盛注明禮其晶批型。(3艦)熱效坊應(yīng)數(shù)丸值與古反應(yīng)陪式一具一對(duì)慢應(yīng)。(4銀)正逆經(jīng)反應(yīng)詞的熱跌效應(yīng)番,數(shù)鵝值相轟等符音號(hào)相開反。熱力數(shù)學(xué)第厲一定效律和巴熱化萌學(xué)二、速蓋斯洋定律18失40年蓋斯在總文結(jié)了聞大量坡實(shí)驗(yàn)潮結(jié)果宜的基狗礎(chǔ)上義,提犧出一世條規(guī)種律:在恒陶壓或蓮恒容靜條件賤下,光一個(gè)擦化學(xué)革反應(yīng)師不論齡是一痛步完政成或貴分幾繁步完懇成,捷其熱燃效應(yīng)返總是秋相同期的。如:H2(g順)+住1/幅2O2(g黃)顫=羅H2O(監(jiān)l)rHm=段-2嬸85愿.8談kJ群·m罷ol-1若分始步:①H2(g王)椅=民2H胡(g去)rHm1=愈43浴1.別8k院J·哪mo指l-1②1/姓2O2(g雀)范=O(傻g)rHm2=熔24腸4.識(shí)3k燦J·危mo魄l-1③2H制(g障)遲+O(福g)跪=重H2O(男g(shù))rHm3=世-9榴17悅.9嫁kJ奏·m茂ol-1④H2O(咽g)衰=喜H2O(荷l)rHm4=勿-4何4.滑0k替J·狗mo賄l-1總:誘H2(g供)+蔥1/擋2O2(g卵)橫=辟H2O(怠l)rHm總=灘-2淋85挺.8蟻kJ漿·m禁ol-1熱力咸學(xué)第顛一定朱律和姿熱化傍學(xué)一個(gè)智分一妻步,擴(kuò)一個(gè)懷分四狗步。味因焓禁為狀擇態(tài)函藥數(shù)所慘以與吃途徑炒無關(guān)rHm總H2(g碌)+側(cè)1/軟2O2(g寧)─邁─→仔H2O(胖l)+O(走g)──糟→H2O(徹g)rHm3rHm4rHm2rHm12H臟(g饞)蓋斯報(bào)定律鞋是熱盼化學(xué)美的基言礎(chǔ),它能柔使熱輪化學(xué)額方程若式像娃普通睡代數(shù)儀方程篩式那臣樣進(jìn)摟行計(jì)柏算,劇從而愉可以姨使我詞們從敲易測(cè)吳的熱括效應(yīng)悟來求公算難暖于測(cè)籌量或涌不能昆測(cè)量卵的熱腹效應(yīng)綠。熱力悲學(xué)第評(píng)一定鞠律和奶熱化煮學(xué)例如勻:求C(石墨)+護(hù)1/紀(jì)2O2(g維)賠=CO恰(g)的rHm=?因?yàn)楸ぎa(chǎn)物俊的純送度不耍好控舍制,藝可能毅在生偶成CO的同號(hào)時(shí)也汪有少航量CO2的生撓成。替下列鉆兩個(gè)割反應(yīng)財(cái)?shù)臒峤樾?yīng)旗容易具測(cè)。C(石墨)+蹈O2(g晉)莊=市CO2(g孫)rHm2=疑-3蒙93辰.5僵kJ半·m尤ol-1CO嬸(g刺)+倡1/肉2O2(g多)善=童CO2(g鄰)rHm3=像-2斬83作.0kJ轟·m廢ol-1C石墨+O2(g柜)CO2(g翠)CO頑(g檢)+襯1/靠2O2(g倍)rHm2rHm3始態(tài)終態(tài)rHm1rHm2=rHm1+rHm3解得rHm1=隆-1方10榴.5問kJ鄭·m盡ol-1熱力他學(xué)第唯一定徹律和尤熱化嚷學(xué)再舉恢一例菌:已賣知:1、4N勁H3(g給)仰+碼3O2(g銹)謹(jǐn)=課2N2(g祖)旺+絡(luò)6H2O(秒l)rHm1=詠-1費(fèi)53堂0.均3k沉J·筐mo茄l-12、H2(g稼)帽+顏1/蒼2O2(g思)造=污H2O(誓l)rHm2=罪-2矛85客.8廢kJ芳·m趴ol-1試計(jì)頭算:3、N2(g灶)殖+躍3H2(g夾)將=騙2N禽H3(g股)rHm3=恰?枯kJ凳·m羨ol-1解:聞(式3)傳=括(式2查)×3足-(式1)斗×1挖/2rHm3=rHm2×3畜-rHm1×1疼/2=旱(-時(shí)28版5.借3)×3賓-(著-1江53日0.鋒3)炕×緊1/顯2=再-9復(fù)2.尼38kJ騎·m削ol-1熱力主學(xué)第旋一定區(qū)律和蘭熱化景學(xué)使用呆蓋斯勁定律胡應(yīng)注盈意:所討閉論的專反應(yīng)屈必須攪是在唐反應(yīng)捕體系腰只做翅體積塌功,佛不做鐵其它緣瑞功,末而且塞是在君恒容擺或恒楊壓條椒件下晴。因?yàn)楦钢挥懈稍谶@晶樣特最定條會(huì)件下酬,Qv=U,Qp=H時(shí)熱乏化學(xué)跡方程兔式才答可以色象代鍵數(shù)方級(jí)程式自一樣強(qiáng),不脂僅可瘋以相挖互加點(diǎn)減,膨而且咳還可云以乘編或除鴿某一絕系數(shù)搜來消猾去熱什化學(xué)帽方程聞式中鞋某些辜不需異要的杠物質(zhì)蜻,從冊(cè)而得茄到所架需要瞧的熱?;瘜W(xué)頂方程狗式。正、辛逆反孕應(yīng)的ΔrHm,絕靈對(duì)值寫相等仙,符使號(hào)相感反。反應(yīng)墨的ΔrHm與反獅應(yīng)式去的寫撓法有摘關(guān)。各反趨應(yīng)中民,同杏一物枝質(zhì)的輸聚集共狀態(tài)獎(jiǎng)等條灰件應(yīng)饞相同擠。所選步取的貪有關(guān)條反應(yīng)廁,數(shù)讀量越蹤蝶少越世好,圣以避址免誤疲差積賽累利用幻玉蓋斯另定律潛時(shí)應(yīng)曠注意熱力凝學(xué)第封一定宇律和四熱化乖學(xué)三、依幾種危熱效館應(yīng)1、營標(biāo)準(zhǔn)獵摩爾生成科焓(fHm)一種殘物質(zhì)曠的標(biāo)準(zhǔn)講摩爾生成同焓是智“在1.青01逃×1川05似Pa和指讓定溫粱度下慢,由最穩(wěn)北定的腳單質(zhì)生成一摩慌爾該迅物質(zhì)的標(biāo)常準(zhǔn)摩陽爾反媽應(yīng)焓翁變就其叫做聚該物氧質(zhì)的舊標(biāo)準(zhǔn)雞摩爾戲生成煉焓變仗”。(三層捉意思)并規(guī)攀定在冒標(biāo)準(zhǔn)指狀態(tài)石下最卷穩(wěn)定穗單質(zhì)知的標(biāo)餐準(zhǔn)摩吃爾生零成焓謠變?yōu)閭}零,常用塘的是29斑8K的數(shù)雀據(jù)。用符增號(hào)fHm表示屈。如岸:H2(g妻)棉+吉1/罪2O2(g腔)伸=得H2O(辨l)fHm(H2O(鏡l)購)=rHm鎖=-2刑85豎.8剝kJ糊·m綢ol-1問題狼:上叼述兩否個(gè)焓悄變的陰單位料代表詠的意孩義是填否一電樣。rHm:對(duì)應(yīng)偽一個(gè)拐具體術(shù)的反蒼應(yīng)方旦程式爺;不演同的振方程擔(dān)式有點(diǎn)不同崇的rHm值。fHm:榨對(duì)應(yīng)勺一個(gè)測(cè)具體廳的物熟質(zhì)(征只對(duì)才應(yīng)于鉛一個(gè)放方程抵式)肝。熱力過學(xué)第航一定浩律和階熱化鴨學(xué)2、查驚表:妻不少?;狭P物的割標(biāo)準(zhǔn)請(qǐng)摩爾浙生成尊焓的席數(shù)據(jù)彩有專貞門手哲冊(cè)可習(xí)查。在查我表時(shí)割要注街意:(1)級(jí)同一障物質(zhì)業(yè),聚勞集狀相態(tài)不代同fHm值也爽不同fHm(H2O(異l)蝦)=蒙-2慮85團(tuán).58k中J·天mo享l-1fHm(H2O(看g)市)=歲-2逗41遙.8k愚J·丘mo檔l-1(2)同捷一固徒體物專質(zhì),襖構(gòu)型慨不同借(同盜素異賓形體堵)fHm值也僻不同紛。fHm(H駐gO(紅))臥=-奇92土.8恢3kJ柜·m娃ol-1fHm(H抓gO(黃))費(fèi)=-臥92誓.4kJ尤·m極ol-1(3)單回位是kJ吵·m眾ol-1(4)fHm鐮0生成設(shè)反應(yīng)輛為吸披熱反在應(yīng);fHm謀0生成效反應(yīng)妨為放爬熱反栗應(yīng)。大家劑可以州注意耳到,宴大部醬分化宿合物帶的fHm洽0。熱力任學(xué)第待一定說律和倚熱化寄學(xué)3、利見用物街質(zhì)的fHm計(jì)算反應(yīng)炒的rHm例:CO2(g辟)綠+滑H2(g蜘)→超CO河(g稻)灑+共H2O(捧g)∴rHm=據(jù)-fHm(C知O2,g將)統(tǒng)+fHm(C浮O,制g)耍+fHm(H2O,摧g)∴rHm=fHm(C蘭O,倦g)橫+fHm(H2O,升g)全-fHm(C院O2,g慌)CO2(g)+H2(g)─→CO(g)+H2O(g)C(s)+O2+H2─→C+1/2O2+H2+1/2O2-fHm(CO2)
fHm(CO)fHm(H2O,g)rHm熱力賢學(xué)第車一定聽律和揭熱化障學(xué)例2:3C慚O(觀g)弄+悶Fe2O3(s拔)貞=痕2F然e(戀s)死+祝3諷CO2(g撐)已知:①CO溝(g)司=C(湊s)般+輪1/脖2O2rHm1=哈-fHm(C信O,底g)②Fe2O3(s辦)福=妖2F字e(始s)欄+3粒/2貞O2rHm2=引-fHm(F圈e2O3,s莫)③C(勾s)方+O2=角CO2(g跪)rHm3=fHm(C象O2,g屢)∴rHm=典3rHm1+rHm2+3rHm3=義-3fHm(C耽O,粘g)過-fHm(F乎e2O3,s述)愧+篇3rHm(C臘O2,g掛)=焦3rHm(C氏O2,g旺)多-3fHm(C提O,喉g)汪-fHm(F演e2O3,s總)由此阿可見番化學(xué)次反應(yīng)瓦的標(biāo)暈準(zhǔn)摩芬爾反慘應(yīng)焓精變等抄于產(chǎn)諒物的奪標(biāo)準(zhǔn)者摩爾秀生成奴焓變沃總和幅減去撒反應(yīng)革物的辯標(biāo)準(zhǔn)軋摩爾梯生成創(chuàng)焓變逃總和無。用通乓式旱:aA+bB=dD+eErHm=聰(dfHmD+efHmE)諸-濟(jì)(afHmA+bfHmB)=∑欄υfHm(產(chǎn)般物)角-∑υfHm(反修應(yīng)物饑)熱力兆學(xué)第狡一定置律和莊熱化顆學(xué)例:的計(jì)算29術(shù)8K和10竟1.緩3k遼pa條件菜下,忌1mo都l乙醇愈和氧饅氣完麥全反謹(jǐn)應(yīng)時(shí)兄的熱牲效應(yīng)袖(標(biāo)趴準(zhǔn)摩志爾反役應(yīng)焓兔變)暖。解:吃先寫惑出反辟應(yīng)的衛(wèi)熱化赤學(xué)方匯程式羽。CH3CH2OH探(l毫)販+衡3O2(g含)播=杰2C歌O2(g荒)佛+蘆3H2O(電l)rHm=編?極kJ乓·m株ol-1rHm=2×fHm(CO2)+3×fHm(H2O(綢l)驢)-1×fHm(C擺H3CH2OH攪(l培)棟)-3×fHm(O2)=2×-3賞93數(shù).5+3×-2尾85憲.8-1×(-診22茅7.緞6)-3×0=免-1晝36看6.沃8kJ犬·m繡ol-1H焓H至=爺U(kuò)男+慨PVH焓變H庸=qp(什么喚條件活下成若立?)H標(biāo)準(zhǔn)數(shù)焓變r(jià)Hm標(biāo)準(zhǔn)痕摩爾籍反應(yīng)勸焓變(標(biāo)藝準(zhǔn)態(tài)框?摩秤爾反美應(yīng)?嗽有幾伸種方循法計(jì)礎(chǔ)算?寸)fHm標(biāo)準(zhǔn)鼓摩爾騰生成管焓變定義原包含突三層深含義抗:標(biāo)麻準(zhǔn)態(tài)??;穩(wěn)煮定單曲質(zhì);弱一摩構(gòu)爾。如何翻正確駝查表步?單申位?努與標(biāo)篩準(zhǔn)摩獎(jiǎng)爾反敏應(yīng)焓糧變的粥關(guān)系瞞?熱力早學(xué)第區(qū)一定個(gè)律和球熱化灘學(xué)第四窮節(jié)夸化攜學(xué)反婦應(yīng)的碎方向化學(xué)惰反應(yīng)編的方絡(luò)向是責(zé)人們壟最感禁興趣倒和最躍關(guān)心睜的問償題之伸一。顏因?yàn)槭吭趯?shí)沈際應(yīng)蠻用中尖反應(yīng)噴能否絲式發(fā)生辛,即脆可能格性的拿問題右是第故一位優(yōu)的。只有謊對(duì)于煉可能存發(fā)生督的反耐應(yīng),母才好傾研究敞如何船進(jìn)一狂步實(shí)雖現(xiàn)這滑個(gè)反嚴(yán)應(yīng)和預(yù)加快嘉反應(yīng)坡速度角,提毛高產(chǎn)爺率。柿如果鉤根本置不可毯能發(fā)伸生的呈反應(yīng)研,就帆沒有暢進(jìn)一推步研口究的賭必要趕。所以受,從由理論乘上和醬應(yīng)用壘上研狠究如咽何判靜斷一版?zhèn)€反避應(yīng)能姿否發(fā)巾生具胸有很稻大的墾意義淹?;瘜W(xué)叢反應(yīng)斃的方療向一、陵反應(yīng)易的自爭(zhēng)發(fā)性實(shí)驗(yàn)友:燒扭杯①渴中放0.團(tuán)5m網(wǎng)ol削·L-1Cu貢SO4;燒猾杯②森中放0.左5m采ol冒·L-1Zn財(cái)SO4;往泡①中支放一皂塊Zn片,泰往②貪中放輪一塊Cu片,片刻稈后取佩出Cu片和Zn片,Cu片無蒸變化國,說及明無俱反應(yīng)桂。Zn片上周有一肢層黑排色物耕質(zhì),(若濃籠度稀員時(shí)間濕長(zhǎng)則牽得到長(zhǎng)一層潑赤紅逗而光鋤澤的頸物質(zhì)),這拍黑色柏物質(zhì)進(jìn)就是Cu,這遠(yuǎn)說明誕①杯蟻中Zn與Cu2+(a隊(duì)q)發(fā)生并了反恨應(yīng)。Zn肅+傻C遷u2+(a樓q)經(jīng)=劍C吼u撫+使Zn2+(a糕q)而其排逆過農(nóng)程Cu見+傾Z判n2+(a描q)Zn杠+待C評(píng)u2+(a舅q)則不疾能反殼應(yīng),住所以析化學(xué)施過程塊是有驢一定仇的方論向的陵。又如端:鐵簡(jiǎn)在潮吊濕的羽空氣諸中自同動(dòng)生死銹,到但鐵查銹不發(fā)可能夕自動(dòng)珠變?yōu)椴胯F?;瘜W(xué)棕反應(yīng)貝的方壇向自然濱界中估發(fā)生仁的過使程也孝都具揚(yáng)有一模定和禾方向抖性?;枞缢`往低拿處流蚊,水趣不會(huì)宮自動(dòng)綢地由劇低處運(yùn)向高芝處流砌。高籠溫物妻質(zhì)的困能量單可以幫以熱茄的形裂式傳筍向與姑其接襲觸的墳低溫共物體輕,而材低溫輝物體嚷的能淡量決宰不會(huì)覆自動(dòng)我地以室熱的筐形式暖傳向僅高溫滾物體圈。這種驗(yàn)在一煙定條逆件下富不需液外力弦作用按就能洗自動(dòng)召進(jìn)行叨的過鋪程叫劃作自址發(fā)過哨程,頃對(duì)化謎學(xué)反瓜應(yīng)來換說就辱叫自乘發(fā)反帆應(yīng);喬反之模叫非賀自發(fā)障過程冶、非尼自發(fā)櫻反應(yīng)域。要注斤意:嚼自發(fā)勺的反望應(yīng)不圖一定欣是迅貫速的崗。例談如氫六與氧堪生成佩水的旗反應(yīng)越在室賊溫下往是自階發(fā)的勒,但或氫和勿氧的師混合搭氣體號(hào)在室啊溫下兇可長(zhǎng)輝期保減持無遍明顯概反應(yīng)爹,若著用一羊塊鉑晚片接強(qiáng)觸混是合氣盆體或耗點(diǎn)燃漸則反夢(mèng)應(yīng)立券刻劇絮烈進(jìn)健行?;瘜W(xué)掃反應(yīng)謎的方體向二、趨熵的園初步揉概念1、混戀亂度A慮B#脈#判#產(chǎn)#濫##聲#余#礎(chǔ)#養(yǎng)##具#搜#坊#烏##跳#舍#擾#忘#%等%絨%峰%%腎%污%晝%%例%之%贏%%散%溉%意%#樸%舟#應(yīng)%茄#醬%谷#怖%蘿#%建#仍%寶#儲(chǔ)%掛#偏%侄#艇%#朗%決#帖%而#淺%績(jī)#帽%循#%臣#筋%保#杏%逮#腐%信#騰%始態(tài)終態(tài)初態(tài)巧有較皆高的散“有無序性慰”;估混合肆后有羅序性填就降各低了廳,也庸就是惕說混急合過前程中鍵氣體講存在主狀態(tài)機(jī)的“抖混亂汪度”得增加乓了。(統(tǒng)計(jì)紛熱力軟學(xué)上秋用Ω代表凈混亂薪度)。再煎如,間一合化火柴之散落陣在地鍵上,勞火柴釘頭總雷是趨目向于賽混亂福排列寫。這盟就是塑熵增爬原理雹?;瘜W(xué)約反應(yīng)忌的方廟向2、熵(S燭)熵是稱體系味混亂幟度的喚量度膚,它爺與內(nèi)險(xiǎn)能及叼焓一童樣是捕體系熱的一宇個(gè)重詢要的寶熱力釣學(xué)性障質(zhì),險(xiǎn)是一態(tài)個(gè)狀?yuàn)^態(tài)函伴數(shù)。體系羊的混歌亂度廁越低個(gè),有礙序性突越高束,熵遍值就舞越低攔。一般轟,S(汽惕)>>S(液蘆)>S(固泳)例如彈水:18融969統(tǒng).9或1汪3良9.右33卡J冷·K-1·m丟ol-1而墻組成史復(fù)雜鳳物質(zhì)陷的熵離值>組成燒簡(jiǎn)單幕物質(zhì)錯(cuò)的熵猛值如:S(C2H6)>S(C2H4)>S(C2H2)22外9.罵5指21之9.停5外20寄0.束8J·側(cè)K-1·m絲式ol-1化學(xué)謊反應(yīng)剖的方船向3、標(biāo)客準(zhǔn)摩項(xiàng)爾熵在10漠0k沾pa壓力展下,1m似ol純物遍質(zhì)的狡熵值盒叫做串標(biāo)準(zhǔn)持摩爾這熵。記作:SmT。熱力貝學(xué)第功三定許律定楚義:在0K時(shí),暑任何蹲物質(zhì)鐘完美截晶體輸或純消凈單俊質(zhì)的題熵值警為零橡。雖然降熵與及焓一險(xiǎn)樣都歇是物霜質(zhì)的驗(yàn)狀態(tài)臺(tái)函數(shù)蔥,并鞏皆為鋪廣度遺性質(zhì)永。但安熵與緊它們?nèi)钟性硭蝗纪?,?chuàng)就是箭一般孤熱力填學(xué)數(shù)寧據(jù)表說中給圣出的漲是10頂0k砌pa和29絨8K的標(biāo)準(zhǔn)忠熵而不豬是生男成熵思(為什舅么?)剩,并且暖純凈存單質(zhì)突的標(biāo)夠準(zhǔn)熵尤不等但于零窄。它租的單儉位為反:J·固K-1·m驕ol-1。4、標(biāo)砌準(zhǔn)摩戒爾反殺應(yīng)熵出變有了狗各物峰質(zhì)的牲標(biāo)準(zhǔn)稻熵?cái)?shù)悶值后距,就蝴可以匹方便吃地求趣算化震學(xué)反持應(yīng)的赤熵變繡了,aA谷+b后B=dD債+e尤ErSm=dS寧mD+eS允mE-aS弦mA-bS呼mB即rSm=負(fù)∑υSm產(chǎn)物-刷∑υSm反應(yīng)駱物例:殘求反例應(yīng):2H狂Cl斗(g貢)盒=械H2(g憑)簡(jiǎn)+漿Cl2(g冠)的標(biāo)古準(zhǔn)熵吸變。查表該:Sm(H仁Cl)若=里18守7J款·K-1·m冒ol-1Sm(H2)惑=跡13龜0J較·K-1·m路ol-1(不等妥于零)Sm(C離l2)件=蠅22盞3J司·K-1·m桌ol-1(不等隙于零)∴rSm=填13捐0框+犧22便3趙-2×1燃87=火-2誦1.施0J但·伶K-1·m黎ol-1答:仁上述魚反應(yīng)撤的標(biāo)陣準(zhǔn)熵曉變?yōu)?2分1.緣瑞0酸J·籮K-1·m并ol-1化學(xué)登反應(yīng)瞎的方證向化學(xué)察反應(yīng)狼的方沿向5、熵(S繼)與熵閑變r(jià)S的性掀質(zhì)小巧結(jié)(1晝)熵S是體刑系混畝亂度舌的量賭度,壘熵是夸狀態(tài)嶺函數(shù)烏,具裕有容盒量性劃質(zhì)。(2霧)熵的住大小搞與物派態(tài)有羅關(guān),S(汽藏)>>S(液章)>S(固)對(duì)于盛不同淺的物耽質(zhì),組成娛復(fù)雜值物質(zhì)觀的熵金值>組成亮簡(jiǎn)單音物質(zhì)緒的熵味值(3只)化學(xué)走反應(yīng)韻的熵例變(rS)與體晴系中反應(yīng)慈前后暖物質(zhì)群的量加的變宣化有辭關(guān),(n總)若包裙含有比氣體弱的反曠應(yīng),卵主要哲看n(車g),n(皮g)正值士越大門,rS就正糞值越毅大,n(薦g)=摩0時(shí)體幼系的斤熵變姑化不重大。(4桃)熵(S康)是隨僵溫度董升高濾而增插大的席,但誘熵變(rSm)值卻陸隨溫都度的梅改變下變化兼不大那,一般構(gòu)也可卸以不武考慮晴溫度蠻對(duì)反犧應(yīng)熵絮變的小影響重。(5界)熵(S梨)是隨師體系罪壓力銀的增特大而午減小睛,這慚是因村為壓糖力加匙大體沙系的論有序撿程度鎖加大純,熵棗就減鄰小。而一柳般反么應(yīng)的rS室m值卻尾隨壓旗力的劫改變你,變也化不挨大。(6絲式)熵的稍特點(diǎn)際:(a曉)某狀扭態(tài)熵背值的絕對(duì)當(dāng)值可例求,而見且有明泉確的吐物理位意義,即拜是體矩系在當(dāng)此狀挺態(tài)的月混亂咬度(Ω拴)大小伸的量故度。(b鼠)熵不補(bǔ)是能孩量項(xiàng)舊,單汽位是J·族K-1·m冠ol-1。(c真)體系抵總是鍬自發(fā)優(yōu)地朝鐮著熵米增的毀方向餡進(jìn)行說(熵增奇原理)?;瘜W(xué)饒反應(yīng)誰的方婚向化學(xué)交反應(yīng)損的方裹向例1:計(jì)樂算下哥列反誰應(yīng)的rS沖m值。(1堤)享Ca粒CO3(s拖)缸=Ca萌O(輔s)河+炕CO2(g旦)(2援)CO辱(g)昨+剝2H2(g壤)嘩=臟CH3OH蘋(l吳)解(1顧):Ca徑CO3(s冰)逢=Ca組O(兇s)歲+早CO2(g導(dǎo))查表撤:Sm/J喪·K-1·m舌ol-192承.9晚4寧0劈燕2些13康.6rS博m=成40調(diào)+伐2蝴13凈.6玩–乎9香2.慕9黎=盆16逮0.椅7J·療K-1·m銳ol-1>0熵增n(族g)=乒1解(2唐):CO卡(g)昌+朵2H2(g盆)溉=僵CH3OH救(l勺)查表也:Sm/J比·K-1·m便ol-119啟7.型9南1扣30河.6模(不等責(zé)于零)窗1禮27rS稻m=漫1今27劇-1獄97況.9層-2×1沒30擋.6=橡-3姓32錫.1J·貍K-1·m臺(tái)ol-1>0熵減n(拳g)=殃-3化學(xué)裁反應(yīng)亦的方縫向前面偶已經(jīng)去提到播,自鍋然界對(duì)中發(fā)寬生的叛過程恒也都柏具有李一定擠和方揀向性掉。水流然方向扯:高禿水舟位(h1)自發(fā)h=拖h2努-h喝1<盟0低惹水非位(h2)熱量許傳遞撓:高卷溫物拌體(T1)自發(fā)T=趣T2曾-T儀1<敬0低溫掛物體(T2)電流復(fù)方向表:高妖電伯勢(shì)(U1)自發(fā)U=皂U2理-U拿1<象0低艘電構(gòu)勢(shì)(U2)能否絲式尋找輕一個(gè)脖狀態(tài)隊(duì)函數(shù)睜,并筒用它儲(chǔ)的變?nèi)沽縼礓h判斷甩反應(yīng)等的自俊發(fā)性薯。rH:rH<0放熱充反應(yīng)蔑能自傘發(fā)進(jìn)程行;rH>拼0吸熱領(lǐng)反應(yīng)顯不能眾自發(fā)很進(jìn)行芹。結(jié)果早證明閉:幾絲式乎所度有的過放熱鳴反應(yīng)銅都能的自發(fā)逃進(jìn)行伸;那么都,是畏否所愧有的謙吸熱乏反應(yīng)傳都不至能自鉛發(fā)進(jìn)題行呢片?否!例如饅冰的森融化續(xù),硝客酸鉀漸的溶賠解,校都是稿吸熱霧的,沫同時(shí)呼又是街自發(fā)標(biāo)的。又如脆:碳萄酸鈣呈的分點(diǎn)解,境低溫舒非自禾發(fā),莊高溫肯自發(fā)爬,而禍分解洲反應(yīng)瞞的熱皇效應(yīng)斤與溫啞度的辨關(guān)系陜并不雀大?;瘜W(xué)與反應(yīng)崇的方蛾向三、吉布園斯自由緊能1、反嘆應(yīng)的弊自發(fā)坑性將近貍二個(gè)瞎世紀(jì)桂以前磁,耶懲魯大暖學(xué)數(shù)印理教形授Gi頸bb易s指出抱:“反移應(yīng)自造發(fā)性魚的標(biāo)古準(zhǔn)是聚它產(chǎn)陶生有秋用功天的能過”。例1:甲詳烷的金燃燒(反應(yīng)仗自發(fā))CH4(g魄)譜+看2O2(g吊)控=閱CO2(g策)噸+讓2H2O(享l)例2:Zn和Cu淋SO4的反盛應(yīng)(反應(yīng)均自發(fā))Zn藥(s)浪+博Cu午SO4(aq)=微Z費(fèi)nS苗O4(aq)+Cu羽(s)例3:水卵的分夠解(反應(yīng)脈非自折發(fā))H2O(諒l)蕉=朵H2(g輩)蠅+跨1/姿2O2(g丹)2、Gi控bb載s自由掠焓(G幸)和Gi河bb朋s自由夢(mèng)焓變裝(G)用G作自蓬由焓膠的符濕號(hào)是憶為了攔紀(jì)念Gi風(fēng)bb壩s?;瘜W(xué)攜反應(yīng)忘的方登向有關(guān)Gi詞bb猶s自由并焓的拔討論搶:(1陽)自由危焓(G象)是狀屑態(tài)函但數(shù);(2輪)自由曲焓(G葡)具有養(yǎng)廣度納(容幅量)見性質(zhì)篇;(3長(zhǎng))在恒番溫恒嗽壓的嗎條件睛下,G的變伍化G是互體系姜對(duì)外倚作有壤用功抱的本饞領(lǐng)。(水的流動(dòng)):類比化學(xué)反應(yīng)
h1G反應(yīng)物h<0G=G生成物
-G反應(yīng)物<0h2G生成物化學(xué)棄反應(yīng)報(bào)的方勞向于是幫,我敲們找寬到了情化學(xué)礎(chǔ)反應(yīng)禮自發(fā)妙性的有判據(jù)弱:在等節(jié)溫等紐奉壓條福件下咳,若G=G生成揪物-燒G反應(yīng)舞物<0壘則化慌學(xué)反騎應(yīng)自霧發(fā);G=G生成啞物-獻(xiàn)G反應(yīng)候物>0棍則化渡學(xué)反竟應(yīng)非抗自發(fā)間。例1:甲烷的燃燒(反應(yīng)自發(fā))例3:水的分解(反應(yīng)非自發(fā))CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)H2O(l)=H2(g)+1/2O2GCH4(g)+2O2(g)GH2(g)+1/2O2(g
)
G=GCO2(g)+2H2O(l)-GCH4(g)+2O2(g)=-818kJ<0G=GH2(g)+1/2O2-GH2O(l)=237kJ>0
GH2O(l)
GCO2(g)+2H2O(l)化學(xué)目反應(yīng)惹的方董向(4墨)當(dāng)溫圖度升筑高時(shí)千,體擊系的歐自由驕焓G要發(fā)暗生變欠化,鴿而化響學(xué)反蓮應(yīng)的金自由艘焓變?cè)S置溫度建的改增變有貸較大性的改艘變。例:Ca陵CO3(s笛)累=Ca螺O(宿s)口+捉CO2(g譯)T(K)29847367387310731273rGm/kJ·mol-113010371397-25說明掠:低但溫<1剪07餐3KrGm>0,反么應(yīng)非買自發(fā)美;高溫>1走27泳3KrGm<0,反慈應(yīng)自哭發(fā)。化學(xué)蜂反應(yīng)線的方升向3、標(biāo)怨準(zhǔn)摩蝦爾生米成吉朵布斯腫自由遵能(fGm)與焓緊類似刷,用rGm表示留標(biāo)準(zhǔn)猛摩爾所反應(yīng)什的吉布康斯自由歉能變救,而伙用fGm表示再物質(zhì)逢的標(biāo)派準(zhǔn)生雅成吉布喉斯自由拜能。一純兔物質(zhì)膝的fGm是在1.展01悟×1懷05Pa下由最穩(wěn)忘定單持質(zhì)生成1m戲ol物質(zhì)時(shí),桐反應(yīng)光的自忙由能呢變化雞。并且規(guī)定最穩(wěn)溝定單蛇質(zhì)的fGm為零霧。熱力那學(xué)數(shù)宣據(jù)表椅中給因的一旁般是29柏8K時(shí)的挺生成勻自由構(gòu)能(fGm)其單藍(lán)位是kJ潑·m通ol-1。注:①逆過辰程G與正務(wù)過程僅的G數(shù)值柜相等認(rèn),符驚號(hào)相境反。②如煎果一羞個(gè)反普應(yīng)是構(gòu)多個(gè)非反應(yīng)警的和跑,總改反應(yīng)封的rG等于頃各反類應(yīng)G之總爬和。4、利處用物繳質(zhì)的fGm計(jì)算反應(yīng)永的rGm如:aA+bB=dD+eErGm=踏(dfGmD+efGmE)們-款(afGmA+bfGmB)=∑僵υfGm(產(chǎn)也物)績(jī)-∑υfGm(反康應(yīng)物邊)例:企求反址應(yīng)4N重H3(g濃)+涂5O2(g墻)聯(lián)=聲4唉NO脹(g域)+別6H2O(祖l)的rG,并顧指出損反應(yīng)隊(duì)是否果是自幟發(fā)的贏。解:產(chǎn)查表羊得H2O的fGm=詠-2呢37扣kJ刮·m預(yù)ol-1NO的fGm=育86堡.6本kJ走·m絕ol-1NH3的fGm=伙-1椅6.屬5k奏J·布mo妻l-1O2的fGm=淹0k冒J·廳mo匪l-1rGm=4立×(蓋86骨.6伙)+傲6×那(-舅23聯(lián)7)掃-4趟×(高-1妖6.牢5)腔=屬-階10黎10股.8氧(k貞J·承mo忽l-1)化學(xué)潔反應(yīng)術(shù)的方畝向四、賓吉布蓄斯-撈亥姆裝霍茲恐公式每一伍個(gè)過蜂程都利有其竭特定打的G、H、S。
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