厦门大学大学化学化学热力学2讲述.pptVIP

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2017-03-25 发布于湖北
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厦门大学大学化学化学热力学2讲述.ppt

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厦门大学大学化学化学热力学2讲述

●例：Na(s) + H2O(l) ? NaOH(aq) + 1/2H2(g) ?rH?m = -184 kJ?mol-1 CO(g) ? C(s) +1/2O2 ?rH?m = 111 kJ?mol-1 矛盾，NH4Cl固体溶解于水，吸热、自发 ? CaCO3(s) = CaO(s) + CO2(g) CH4(g) + 2O2 ? CO2(g) + 2H2O(g) ?rH?m = -802 kJ?mol-1 2. 熵的规律：（1）对于纯物质的晶体，在热力学零度时，熵为零。(热力学第三定律) （2）标准熵：从熵值为零的状态出发，使体系变化到一个大气压和某温度T时熵的改变量称为该物质在标准状态下的摩尔绝对熵值，简称为标准熵，用ST ?表示，单位： J·mol-1 ·K－1 （3）对于同一物质而言，气态熵大于液态熵，液态熵大于固态熵； ST ?(g) ST ?(l) ST ?(s) 例：H2O: S ? 298 H2O (g) S ? 298 H2O (l) 188.7 J·mol-1 ·K-1 69.96 J·mol-1 ·K-1 (4) 由于相同原子组成的分子中，分子中原子数目越多，熵值越大； S ? O2 (g) S ? O3 (g) S ? NO (g) S ? NO2 (g) S ? N2O4 (g) S ? CH ?CH(g) S ? CH2=CH2 (g) S ? CH3-CH3 (g) (5) 相同元素的原子组成的分子中，分子量越大熵值越大； S ? CH3Cl(g) S ? CH2Cl2 (g) S ? CHCl3(g) 第四节、自由能与化学反应进行的方向 1876年美国科学家Gibbs证明在等温等压下，如果一个反应能被用来作功，则该反应是自发的，反之为非自发— 引入G：自由能例3、试用?fGm? 数据判断下列化合物的相对稳定性： HF(g), HCl(g), HBr(g), HI(g) 例2：下列反应可否用于“固氮”？如可能的话，温度如何控制？ (1) 2N2(g) + O2(g) ? 2N2O(g) (2) N2(g) + O2(g) ? 2NO(g) (3) N2(g) + 3H2(g) ? 2NH3(g) 解： (1) 2N2(g) + O2(g) ? 2N2O(g) ?fHm? /kJ·mol-1 0 0 81.6 Sm? /J·mol-1K-1 191.5 205.0 220.0 ?rHm? = 163.2 kJ·mol-1, ?rSm? = -148.0 J·mol-1K-1 该反应在任何温度下均非自发 (2) N2(g) + O2(g) ? 2 NO(g) ?fHm? /kJ·mol-1 0 0 90.4 Sm? /J·mol-1K-1 191.5 205.0 210.6 ?rHm? = 180.8 kJ·mol-1, ?rSm? = 24.7 J·mol-1K-1 自发反应的温度为： ?rGm? ＝ ?rHm? - T ? ?rSm? ? 0 T ? ?rHm? /?rSm? = 180.8 ? 103/24.7 = 7320 K 因此该反应只有在放电的发动机点火的情况下才可发生。 (3) N2(g) + 3H2(g) ? 2NH3(g) ?fHm? /kJ·mol-1 0 0 -46.2 Sm? /J·mol-1K-1 191.5 130.6