04化学-18 詹正坤 §3.2 化学反应热力学函数增量的计算ppt课件

1、2021-10-301物理化学物理化学3.2 3.2 化学反应热力学函数增量的计算化学反应热力学函数增量的计算教师：教师： 孙秋霞孙秋霞2021-10-3023.2 化学反应热力学函数增量的计算化学反应热力学函数增量的计算 根据热力学基础数据计算化学反应热力学函数增量是研究反应体系热力根据热力学基础数据计算化学反应热力学函数增量是研究反应体系热力学性质的最重要途径。学性质的最重要途径。0,1BBBmol 如果以如果以 表示反应系统中表示反应系统中1 mol物质物质B 对对H、S、G等热力学性质等热力学性质的贡献（偏摩尔量），则对于单位化学反应的贡献（偏摩尔量），则对于单位化学反应( )mZB状

2、态函数的增量为状态函数的增量为 rmBmBZZB注意：注意： 是实际反应混合物体系中每摩尔反应的增量。是实际反应混合物体系中每摩尔反应的增量。rmZ2021-10-303标准状态下单位反应的热力学函数增量标准状态下单位反应的热力学函数增量 对于等温（对于等温（T）等压（）等压（p ）下各物质均处于其标准状态下的单位反应，）下各物质均处于其标准状态下的单位反应，则有则有 ( )rmBmBZTZB 如果已知函数（如果已知函数（H、S、G）等在某温度下的规定值，则可以根据上式直接计算。）等在某温度下的规定值，则可以根据上式直接计算。对应的体系状态变化为右图所示对应的体系状态变化为右图所示2021-1

3、0-304一、一、298.15K 化学反应标准热力学函数增量的计算化学反应标准热力学函数增量的计算1、化学反应的标准摩尔熵变、化学反应的标准摩尔熵变 根据根据 ( )rmBmBZTZB在在298.15K，可得，可得(298.15),298.15mBBrmKSBKS根据根据 p.521附录三可以查到常见物质的附录三可以查到常见物质的,298.15mKSB 对于任意温度对于任意温度 T 下的反应，原则上可以下的反应，原则上可以 为基础，通过计为基础，通过计算算 而求得。而求得。,mSB T,298.15mKSB2021-10-3052、化学反应的标准摩尔焓变、化学反应的标准摩尔焓变 根据根据 (

4、)rmBmBZTZB在在298.15K，可得，可得(298.15 ),298.15mBBrmKHBKH根据根据 p.521附录三可以查到常见物质的附录三可以查到常见物质的fm,298.15HBKmfm(298.15,)(298.15,)HK BHK B 由于在由于在298.15K，成立，成立故：故：fm(298.15),298.15BrmBKKHHB 对于任意温度对于任意温度 T 下的反应，上可以下的反应，上可以 为基础，通过计算为基础，通过计算 而求得。而求得。fm,THBfm,298.15HBK2021-10-306根据物质的生成焓计算反应焓的原理根据物质的生成焓计算反应焓的原理（2 2）

5、 2( )( )CO gH O g22(,( ),( )COgHg石石墨墨）22( )( )COgHg(1) （3 3） rm13222, ), ), )fmfmfmfmfmHHHHHCOgHCO gHH O gHBHB 生生成成物物反反应应物物（ ， ）（ ， ）rmBfmBBHH（ ， ）例如：例如： 2021-10-307燃烧焓、生成焓与反应焓三者的关系燃烧焓、生成焓与反应焓三者的关系 结论结论 rmBmBmBCBfBBHHH（ ， ）（ ， ）(1) (1) 42( )( )CHgH O l22,( )COgH O l（ ）2( )3( )CO gHg( )a 22(1 23( )CO

6、gHg石石墨墨）（ ）(2) (2) (3) (3) (4) (4) 例如例如 2021-10-3083、化学反应的标准摩尔、化学反应的标准摩尔Gibbs自由能变自由能变 GHTS 另外，根据定义另外，根据定义 ，对于，对于298.15K，等压下的反应，必有，等压下的反应，必有同理可以得到同理可以得到fm(298.15 ),298.15BrmBKKGGB考虑考虑fm(298.15),298.15BrmBKKHHB(298.15 )(298.15 )298.15(298.15 )rmrmrmKKKGHSK同理，对于任意温度同理，对于任意温度T下的反应，则有下的反应，则有( )( )( )rmrm

7、rmTTTTGHS2021-10-309二、标准热力学函数增量与温度的关系二、标准热力学函数增量与温度的关系基本关系式复习基本关系式复习 ,B2Bp,nB2Bp,nmp mpHCTTHTTGTHTT 2021-10-30101 1、标准反应焓与温度的关系、标准反应焓与温度的关系 考虑如下过程考虑如下过程 2112rmrmHTHHTH （ ）（ ）（ ）（ ）12211,( )( )Tp mp mTBTTBHCB dTCB dTn反反应应物物反反应应物物122,( )Bp mTTHCB dT生生成成物物221 2( )3 2( )NgHg298.15K 1 1催催化化剂剂，T T3NHg（ ）

8、2 2催催化化剂剂，T T221 2( )3 2( )NgHg3NHg（ ）（1 1） （2 2） 21rm2r1,)( )TmBp mTBHTHTCB dT （ ）结论结论 2021-10-3011Kirchhoff 定律定律21rm2r1,)( )TmBp mTBHTHTCB dT （ ）令令 ,( )Bp mrp mBCBC Kirchhoff 定律定律21rm2r1,)Tmrp mTHTHTCdT （ ）得得 如果如果 ,0rp mCrm2r1)tanmHTHTconst （ ）则则 2021-10-30122、反应的反应的Giabbs自由能增量与温度的关系自由能增量与温度的关系 根据

9、根据 B2BpGTHTT 可以写出可以写出 r2rpmmGTHTT 整理，在恒压条件下整理，在恒压条件下定积分可得定积分可得 21r2r1r221()( )( )TmmmTGTGTHTdTTTT如果如果 r)tanmHTconst（r2r1r2121()( )11mmmGTGTHTTTT 则则 2021-10-3013三、由键焓估算化学反应的焓变三、由键焓估算化学反应的焓变(自学）自学）回顾回顾 （1）理想气体的物理特征）理想气体的物理特征（2）理想气体的数学特征）理想气体的数学特征（3）封闭物系单纯）封闭物系单纯pVT变化熵变的基本计算式变化熵变的基本计算式pVnRT2021-10-3014多对象模板多对象模板回顾回顾 （1）理想气体的物理特征）理想气体的物理特征（2）理想气体的数学特征）理想气体的数学特征（3）封闭物系单纯）封闭物系