根基热力学例题.docVIP

反应热计算： 物质 CH4（g） CO2（g） H2O（l） O2（g） -74.81 -393.51 -285.83 0 据式1-77， 任意温度下反应热计算： 求吉布斯函数ΔG 无温度变化时： 例2.6 在100℃，101.325kPa时，2mol液态水变成水蒸气，求此过程的S , F和G。已知水在100℃，101.325kPa时的蒸发焓。 解：6 在101.325kPa时，水的沸点是100℃。这是一个气液两相平衡共存时的可逆相变过程，所以 例2.7 1mol过冷水在-10℃，101.325kPa时，凝固成冰，求此过程的。 解： 在101.325kPa时，水的凝固点是0℃，此时冰水两相平衡共存。因此101.325kPa，-10℃的水凝固成冰是不可逆过程相变过程，需要设计一个可逆过程计算。在2.3.2的例中已经用可逆过程求出-10℃，101.325kPa时，水凝固成冰的 。故 因为 所以 例2.8 单斜硫和斜方硫是硫的两种晶型。已知25℃时单斜硫和斜方硫的标准摩尔熵分别是32.55和31.9，它们的标准摩尔燃烧焓分别为-297.20 和-296.90。试问在25℃和标准压力下，哪一种晶型较为稳定？ 解：S（单斜）＝S（斜方） 上式反应的 ＝（单斜）－（斜方） ＝（31.9-32.55）＝-0.65 ＝（斜方）－（单斜） ＝{-297.20-（-296.90）}＝-300 由单斜硫转变为斜方硫过程的为： ＝-300－（298.15K）（-0.65）＝ －106.2 在等温等压又不做非体积功的条件下，单斜硫转变为斜方硫过程的，说明这是一个自发过程，单斜硫会自动地转变为斜方硫。因此，在25℃和标准压力下斜方硫更稳定。 例2.12 试根据标准摩尔生成吉布斯函数判断的稳定性。 解：查表得各物质的标准摩尔生成吉布斯函数如下： HF（g） HCl(g) HBr(g) HI(g) -271.0 -95.27 -53.22 1.3 因为标准摩尔生成吉布斯函数是在标准状态下，由稳定单质生成1mol化合物的标准摩尔吉布斯函数变，负值越大，由稳定单质生成化合物的倾向就越大，所以稳定性是按依次加大。 对复杂化合物的稳定性，需要算出它们分解为简单化合物过程的来判断。 任意温度下吉布斯函数ΔG 例 合成氨反应： 当各种气体的分压均为，温度为298.15K时， ，＝-33.0kJ·mol-1， 试求在1000K时的。假设与温度无关。 解：因为与温度无关，所以吉布斯－亥姆霍兹方程可写成： （2-92） 所以