第3章化学热力学初步

1、无机及分析化学1第三章第三章 化学热力学初步化学热力学初步31 基本概念基本概念32 热化学热化学一、化学反应进度一、化学反应进度二、体系与环境二、体系与环境三、状态与状态函数三、状态与状态函数四、过程与途径四、过程与途径五、热和功五、热和功六、内能与热力学第一定律六、内能与热力学第一定律一、化学反应热一、化学反应热 效应效应二、热化学方程式二、热化学方程式三、盖斯定律三、盖斯定律四、反应焓变的计算四、反应焓变的计算一、自发过程一、自发过程二、混乱度和熵函数二、混乱度和熵函数三、热力学第二定律三、热力学第二定律四、吉布斯四、吉布斯( (Gibbs) )函数及其应用函数及其应用33 化学反应的方

2、向与限度化学反应的方向与限度无机及分析化学2本本 章学习要求章学习要求1 1、熟悉化学反应进度、体系与环境、状态与状态函数、过、熟悉化学反应进度、体系与环境、状态与状态函数、过程与途径、热和功、内能等基本概念。程与途径、热和功、内能等基本概念。2 2、理解热力学第一定律的基本内容，了解热力学第二、第、理解热力学第一定律的基本内容，了解热力学第二、第三定律。三定律。3 3、掌握掌握Qp、U 、rHm、rHm、fHm、cHm、rSm、rSm、Sm、rGm、rGm、fGm等概念及有等概念及有关计算和应用。关计算和应用。4 4、掌握热力学重要关系式、掌握热力学重要关系式rGm = rHmTrSm。5

3、5、会用、会用G来判断化学反应进行的方向。来判断化学反应进行的方向。无机及分析化学331 基本概念基本概念一、化学反应进度一、化学反应进度1.1.化学反应计量方程式化学反应计量方程式BB0B2.2.化学反应进度化学反应进度( () )化学计量数化学计量数定义：定义：1BBddn对于有限的变化对于有限的变化1BBn故故1BBBnn（ ） （0）无机及分析化学4例：对于反应式例：对于反应式N2(g) + 3H2(g) = 2NH3(g)t = 0 n1(B)/mol 3.0 10.0 0.0t = t n2(B)/mol 2.0 7.0 2.0反应进度为反应进度为： = n2(N2) - - n1

4、(N2)/v(N2) = (2.0 - - 1.0)/(- -1) = 1(mol)或或 = n2(H2) - - n1(H2)/v(H2) = (7.0 - - 10.0)/(- -3) = 1(mol)或或 = n2(NH3) - - n1(NH3)/v(NH3) = (2.0 - - 0)/(2) = 1(mol)若反应式写成：若反应式写成：2N2(g) + 6H2(g) = 4NH3(g)则对于上述物质的量的变化，则对于上述物质的量的变化， = 0.5mol无机及分析化学5思考思考1、1 mol O2(g)与与2 mol H2(g)完全反应生成完全反应生成2 mol H2O(g)，反应

5、进度，反应进度为为( )。A. 0.5 mol B. 1 mol C. 2 mol D.无法判断无法判断无机及分析化学6二、体系与环境二、体系与环境被划分出来作为我们研究对象的这一部分，就称为体被划分出来作为我们研究对象的这一部分，就称为体系系(系统系统)，而体系以外的其它部分则称为环境。据体系与，而体系以外的其它部分则称为环境。据体系与环境间的关系，可将热力系体系分为：环境间的关系，可将热力系体系分为：（1 1）敞开体系：体系与环境间既有物质交换又有能量交换）敞开体系：体系与环境间既有物质交换又有能量交换（2 2）封闭体系：体系与环境间只有能量交换没有物质交换）封闭体系：体系与环境间只有能量

6、交换没有物质交换（3 3）孤立体系：体系与环境间既无物质交换也无能量交换）孤立体系：体系与环境间既无物质交换也无能量交换无机及分析化学7敞开体系敞开体系封闭体系封闭体系孤立体系孤立体系无机及分析化学8三、状态和状态函数三、状态和状态函数状态：体系一切宏观性质（物理性质和化学性质）的综状态：体系一切宏观性质（物理性质和化学性质）的综合表现；合表现；状态函数：确定体系状态的一系列物理量，如状态函数：确定体系状态的一系列物理量，如V、T、P、cB、nB等都是状态函数。等都是状态函数。状态函数的特征：状态函数的特征： 状态函数是体系所处状态的单值函数。状态函数是体系所处状态的单值函数。 状态函数的变化

7、只取决于体系的始态和终态，而与状状态函数的变化只取决于体系的始态和终态，而与状态变化经历的具体步骤无关。态变化经历的具体步骤无关。始态终态（）（）无机及分析化学9状态函数的性质状态函数的性质：(1)广度性质广度性质在一定条件下与体系中的物质数量成在一定条件下与体系中的物质数量成正比，即具有加和性。如正比，即具有加和性。如V、m、U、H、S、G等都等都是广度性质。是广度性质。(2)强度性质强度性质在一定条件下仅由体系中物质本身的在一定条件下仅由体系中物质本身的特性决定，不随体系中物质总量而改变，即不具加特性决定，不随体系中物质总量而改变，即不具加和性。如和性。如T、P、等都是强度性质。等都是强度

8、性质。任何两个广度性质相除之后就成为强度性质。任何两个广度性质相除之后就成为强度性质。强度性质不必指定物质的量就可以确定强度性质不必指定物质的量就可以确定。无机及分析化学10四、过程与途径四、过程与途径过程：体系发生变化的经过。过程：体系发生变化的经过。途径：完成状态变化所经历的具体步骤。途径：完成状态变化所经历的具体步骤。一个过程可由多种途径来实现。如：一个过程可由多种途径来实现。如：根据发生的条件，热力学过程分为四种：根据发生的条件，热力学过程分为四种：等温过程：等温过程：T=0，T始始=T终终=T环环等压过程：等压过程：P=0，P始始=P终终=P环环等容过程：等容过程：V=0，V始始=V

9、终终绝热过程：绝热过程：Q=0，体系与环境之间无热量交换。，体系与环境之间无热量交换。T1=298KT2=373KT3=273K始态终态升温降温升温T=T2- -T1=75K无机及分析化学11五、热和功五、热和功能量的传递方式分为热和功。能量的传递方式分为热和功。热：由于温度不同，在体系和环境之间传递的能量，热：由于温度不同，在体系和环境之间传递的能量，用用Q表示。规定：体系向环境放热，表示。规定：体系向环境放热，Q为为“”，体系，体系从环境中吸热，从环境中吸热，Q为为“”。功：体系与环境间除热以外的各种被传递的能量，用功：体系与环境间除热以外的各种被传递的能量，用W表示。规定：体系向环境作功

10、，表示。规定：体系向环境作功，W为为“”，环境对，环境对体系作功，体系作功，W为为“”。热和功都是体系状态变化过程中能量传递形式，没有热和功都是体系状态变化过程中能量传递形式，没有过程就没有热和功，因而是非状态函数。过程就没有热和功，因而是非状态函数。热力学中常把功分为：体积功热力学中常把功分为：体积功We（体积变化反抗外力（体积变化反抗外力作用与环境交换的功）和非体积功作用与环境交换的功）和非体积功Wf（电功、表面功、（电功、表面功、机械功等）。机械功等）。W = We Wf无机及分析化学12六、内能与热力学第一定律六、内能与热力学第一定律内能：体系内部质点能量的总和，用内能：体系内部质点能

11、量的总和，用U表示，它包括体系表示，它包括体系内所有物质分子的平动能、转动能、振动能、分子间的位内所有物质分子的平动能、转动能、振动能、分子间的位能、电子运动能及原子核能等。其绝对值到目前为止无法能、电子运动能及原子核能等。其绝对值到目前为止无法知道，内能是体系的状态函数。知道，内能是体系的状态函数。把能量守恒定律应用于热力学体系则称为热力学第一定律。把能量守恒定律应用于热力学体系则称为热力学第一定律。对封闭体系，热力学第一定律的数学表达式为：对封闭体系，热力学第一定律的数学表达式为：U = Q + W物理意义：当一封闭体系的状态发生变化，其内能物理意义：当一封闭体系的状态发生变化，其内能U增

12、增加等于体系从环境吸热加等于体系从环境吸热Q加上环境对体系所作的功加上环境对体系所作的功W。无机及分析化学13例：内能为例：内能为U1的封闭体系，的封闭体系，Q = +50kJ，W=30kJ求求U体体=？U2=? U环环=？解：解：U体体= Q + W = 50- -30 = 20(kJ)；U2= U1+U体体= (U1+ 20)kJ对环境，对环境，Q =50kJ，W = +30kJ，U环环= Q + W =50 + 30 =20(kJ)故故U体体+U环环= 0这是这是热力学第一定律的另一种表示方法热力学第一定律的另一种表示方法。无机及分析化学1432 热化学热化学研究化学反应热及其变化的科学

13、叫热化学研究化学反应热及其变化的科学叫热化学一、化学反应热一、化学反应热当生成物的温度与反应物的温度相同，且在反应过程中当生成物的温度与反应物的温度相同，且在反应过程中不做非体积功时，化学反应吸收或放出的热称为反应热。不做非体积功时，化学反应吸收或放出的热称为反应热。在等容条件下的反应热称定容热在等容条件下的反应热称定容热QV，在等压条件下的反应，在等压条件下的反应热称定压热热称定压热Qp。当体系在变化过程中只做体积功，则当体系在变化过程中只做体积功，则U = Q + We。若体系变化是定容过程，即若体系变化是定容过程，即V = 0，We = - -PV =0，U = QV上式表明：对封闭体系

14、，在不做其他功的等容过程中，上式表明：对封闭体系，在不做其他功的等容过程中，体系于环境交换的热等于体系内能的变量。体系于环境交换的热等于体系内能的变量。无机及分析化学15若体系变化是定压过程，即若体系变化是定压过程，即P = 0，P1=P2=P环环，则则U = QP P外外VU2 - - U1 = QP P外外(V2- -V1)，QP = (U2+ P外外V2) (U1 +P外外V1) = (U2+ P2V2) (U1 +P1V1)由于由于U、P、V均为状态函数，其组合当然还是体系的状均为状态函数，其组合当然还是体系的状态函数，热力学上将态函数，热力学上将(U + PV)定义为一个新的状态函数

15、，定义为一个新的状态函数，称为焓：称为焓：H = U + PV。故定压热。故定压热Qp：H = Qp对封闭体系，在不做其他功的等压过程中，体系与环对封闭体系，在不做其他功的等压过程中，体系与环境交换的热等于体系的焓变。境交换的热等于体系的焓变。无机及分析化学16思考思考2、恒压反应热与反应焓变的关系式、恒压反应热与反应焓变的关系式Qp = H成立的条件是成立的条件是( )。A. 封闭体系封闭体系B. 恒压过程恒压过程C. 不做非体积功不做非体积功D. 绝热过程绝热过程无机及分析化学17由于热效应与反应时的条件、物质的集聚状态及物质由于热效应与反应时的条件、物质的集聚状态及物质的量有关，故书写热

16、化学方程式时必须注意以下几点：的量有关，故书写热化学方程式时必须注意以下几点：要注明反应的温度和压力、要注明反应的温度和压力、rHm，若，若T = 298.15 K，P = 100kPa，习惯可以不写。，习惯可以不写。必须在方程式中注明物态，如必须在方程式中注明物态，如s、l、g物质化学式前面的系数表示该物质在物质化学式前面的系数表示该物质在1mol反应中的反应中的物质的量，不表示分子数，故必要时可用分数。如：物质的量，不表示分子数，故必要时可用分数。如：H2(g) + O2(g) = H2O(l) rHm = 285.8kJmol-1二、热化学方程式二、热化学方程式表示化学反应和反应热关系的

17、方程式叫热化学方程式。表示化学反应和反应热关系的方程式叫热化学方程式。无机及分析化学18三、盖斯定律三、盖斯定律在等压或等容条件下，任意化学反应不管是一步在等压或等容条件下，任意化学反应不管是一步完成或是分几步完成，其热效应总是相同的，换句完成或是分几步完成，其热效应总是相同的，换句话说，反应的热效应只与始态和终态有关，与变化话说，反应的热效应只与始态和终态有关，与变化的具体途径无关。的具体途径无关。注注：若化学反应是在等压或等容条件下一步完若化学反应是在等压或等容条件下一步完成，则分步完成时，各步也要在等压或等容条件下成，则分步完成时，各步也要在等压或等容条件下完成。完成。盖斯定律只有在等压

18、或等容条件下才完全盖斯定律只有在等压或等容条件下才完全正确。正确。始态终态中间态rHmrHm,1rHm,2rHm,1rHm,2rHm+=无机及分析化学19C(s) O2(g) C O2(g)CO(g) O2(g)12+H1H2H3应用：求应用：求C(s) + O2(g)=CO(g)的反应热的反应热由盖斯定律由盖斯定律: H3=H1+H2无机及分析化学20四、反应焓变的计算四、反应焓变的计算标准态标准态：是指标准压力：是指标准压力p为为105Pa下的纯物质的状态，下的纯物质的状态，常用温度为常用温度为298.15K。气体的标准态气体的标准态是指标准压力是指标准压力p下的理想气体状态下的理想气体状

19、态液体的标准态液体的标准态是指标准压力是指标准压力p下的纯液体状态下的纯液体状态固体的标准态固体的标准态是指标准压力是指标准压力p下的稳定晶体状态下的稳定晶体状态溶液的标准态溶液的标准态是指标准压力是指标准压力p下下,浓度为标准浓度浓度为标准浓度(c=1mol/L)的理想溶液的理想溶液1、物质的标准态、物质的标准态无机及分析化学21在标准状态下，由最稳定单质直接生成在标准状态下，由最稳定单质直接生成1mol某物质的反某物质的反应热，称为该物质的标准摩尔生成焓，用符号应热，称为该物质的标准摩尔生成焓，用符号fHm表示，表示，单位单位kJmol1。规定在标准状态下最稳定单质的标准摩尔生成焓等于零。

20、规定在标准状态下最稳定单质的标准摩尔生成焓等于零。2、摩尔反应焓变、摩尔反应焓变、标准摩尔反应焓变、标准摩尔反应焓变以以及标准摩尔生成焓及标准摩尔生成焓rm HrmHfmHrrm HH摩尔反应焓变摩尔反应焓变化学反应处于温度化学反应处于温度T T 的标准状态时，该反应的摩尔的标准状态时，该反应的摩尔反应焓变称为标准摩尔反应焓变反应焓变称为标准摩尔反应焓变rmH无机及分析化学22水合离子标准摩尔生成焓水合离子标准摩尔生成焓：在温度：在温度T及标准状态下由及标准状态下由参考状态单质生成溶于大量水参考状态单质生成溶于大量水(形成无限稀薄溶液形成无限稀薄溶液)的的水合离子水合离子B(aq)的标准摩尔反

21、应焓变。的标准摩尔反应焓变。量符号为量符号为(B, aq, T)，单位为，单位为kJmol1。符号符号“”表示表示“在大量水中在大量水中”或或“无限稀薄水溶液无限稀薄水溶液中中”，常常省略。，常常省略。在书写反应方程式时，应使离子在书写反应方程式时，应使离子B为唯一生成物，且为唯一生成物，且离子离子B的化学计量数的化学计量数vB=1。并规定水合氢离子的标准摩尔生成焓为零，即在并规定水合氢离子的标准摩尔生成焓为零，即在298.15K，标准状态时由单质，标准状态时由单质H2(g)生成水合氢离子的生成水合氢离子的标准摩尔反应焓变为零标准摩尔反应焓变为零无机及分析化学233、标准摩尔燃烧焓、标准摩尔燃

22、烧焓CmH在温度在温度T及标准态下及标准态下1mol物质物质B完全燃烧时的标准摩完全燃烧时的标准摩尔反应焓变称为物质尔反应焓变称为物质B的标准摩尔燃烧焓，简称燃烧焓，的标准摩尔燃烧焓，简称燃烧焓，用用(B,相态相态,T)表示，单位为表示，单位为kJmol1。CmH所谓所谓完全燃烧完全燃烧（或完全氧化）是指物质（或完全氧化）是指物质B中的中的C变成变成CO2(g)，H变为变为H2O(l)，S变为变为SO2(g)，N变为变为N2(g)，Cl变成变成HCl(aq)等。等。燃烧反应中所有产物的标准摩尔燃烧焓为零燃烧反应中所有产物的标准摩尔燃烧焓为零无机及分析化学24rHm=(cfHm,C + dfHm

23、,D) - - (afHm,A + bfHm,B)对标准状态下进行的一般反应：对标准状态下进行的一般反应：aA + bB = cC + dD4、标准摩尔反应焓变、标准摩尔反应焓变rHm的计算的计算(1)(1)利用热化学方程式的组合计算利用热化学方程式的组合计算(2)(2)由标准摩尔生成焓计算由标准摩尔生成焓计算(生)反应物生成物(终态)参加反应的各参考状态单质(始态)(反)BrmBfm= BHH（ ）BB0B对反应对反应有有无机及分析化学25(3)(3)由标准摩尔燃烧焓计算由标准摩尔燃烧焓计算rHm=(aCHm,A + bCHm,B) - (cCHm,C + dCHm,D)对标准状态下进行的一

24、般反应：对标准状态下进行的一般反应：aA + bB = cC + dDBrmBCm= BH-H（）（ ）BB0B对反应对反应有有若体系的温度不是若体系的温度不是298.15K，反应焓变会有些改变，反应焓变会有些改变，但一般变化不大，即反应的焓变基本不随温度而变但一般变化不大，即反应的焓变基本不随温度而变rmrm(T)(298.15K)HH无机及分析化学26思考思考3、下列反应中，反应的标准摩尔焓变等于生、下列反应中，反应的标准摩尔焓变等于生成物的标准摩尔生成焓的是（成物的标准摩尔生成焓的是（）A. CO2(g) + CaO(s) CaCO3(s)B. 1/2H2(g) + 1/2I2 (g)

25、HI(g)C. H2(g) + Cl2(g) 2HCl(g)D. H2(g) +1/2O2 (g) H2O(g)思考思考4、下列物质中标准摩尔生成焓为零的是、下列物质中标准摩尔生成焓为零的是( )A. C(金刚石金刚石)B. P4(白磷白磷)C. Br2(g)D. O3(g)思考思考5、下列物质中，、下列物质中，和和均为均为0的是的是( )。A. C(石墨石墨)B. O2(g)C. CO(g)D. H2O(l) fm HCmH无机及分析化学2733 化学反应的方向与限度化学反应的方向与限度一、自发过程一、自发过程自发过程是指不需要外部供给有用功而能自动进行的过程。自发过程是指不需要外部供给有用

26、功而能自动进行的过程。自发过程具有两个自发过程具有两个特点特点：自发过程都有确定的方向，只能单向进行；自发过程都有确定的方向，只能单向进行；自发过程都可以用来做有用功。自发过程都可以用来做有用功。决定过程方向性的因素有二：决定过程方向性的因素有二：能量因素能量因素，体系趋向能量最低的状态；，体系趋向能量最低的状态；混乱度因素混乱度因素，体系趋向于最大的混乱程度。，体系趋向于最大的混乱程度。无机及分析化学28二、混乱度和熵函数二、混乱度和熵函数熵是描述体系混乱度大小的物理量，用熵是描述体系混乱度大小的物理量，用S表示，也是体系表示，也是体系的状态函数。体系的混乱度越大，熵越大。的状态函数。体系的

27、混乱度越大，熵越大。热力学第三定律热力学第三定律: :在绝对零度时，任何物质的完美晶体在绝对零度时，任何物质的完美晶体的熵值为的熵值为0(0(S0 0=0)=0)。把某纯净物的晶体从。把某纯净物的晶体从0 K升温升温T K到，到，这个过程的熵变即为该物质在这个过程的熵变即为该物质在T时的熵值。时的熵值。ST T= = ST T- -S0 0= =S1.1.混乱度混乱度体系内部微观粒子排列的混乱程度称为混乱度。体体系内部微观粒子排列的混乱程度称为混乱度。体系有趋向于取得最大的混乱度，即体系混乱度增大有系有趋向于取得最大的混乱度，即体系混乱度增大有利于反应自发地进行。利于反应自发地进行。2.2.熵

28、熵无机及分析化学291mol1mol某纯物质在标准态时的熵称为该物质的标准某纯物质在标准态时的熵称为该物质的标准熵熵Sm m，单位，单位Jmol- -1K- -13.3.标准熵标准熵注意：注意：在在298.15K298.15K及标准状态下，参考状态的单及标准状态下，参考状态的单质其标准摩尔熵并不等于零质其标准摩尔熵并不等于零水合离子的标准摩尔熵是以水合离子的标准摩尔熵是以为为基准而求得的相对值基准而求得的相对值+m(Haq)=0S，无机及分析化学30 同一物质，同一物质，SgSlSs 同一物态，分子中原子数或电子数越多，同一物态，分子中原子数或电子数越多，熵越大熵越大 熵随温度的升高而增大熵随

29、温度的升高而增大 反应中反应中, ,物质种类增多物质种类增多, ,分子数增多分子数增多, ,则体系则体系的熵值增大的熵值增大熵值的变化规律：熵值的变化规律：无机及分析化学31标准状态下进行的一般反应：标准状态下进行的一般反应：aA + bB = cC + dDrSm=(cSm,C + dSm,D)- -(aSm,A + bSm,B)4、标准摩尔反应熵变、标准摩尔反应熵变BrmBm= BS S（ ）BB0B对反应对反应有有rmrm(T)(298.15K)SS无机及分析化学32解：解：CaCO3(s) = CaO(s) + CO2(g)（kJmol1） - -1206.92 - -635.09 -

30、 -393.509（Jmol1K1）92.9 39.75 213.74fm(298.15)HKm(298.15)SKBBrmmf1= B= = 178.32(kJ mol) HH-（ ） (-635.09)+(-393.509)-(-1206.92)BBr mm11= B = (39 = 160.59 J molKSS-( ).75+213.74)-92.9()rmSrmH例例 试计算试计算CaCO3热分解反应的热分解反应的和和，并，并初步分析该反应的自发性。初步分析该反应的自发性。无机及分析化学33思考思考6、下列物质中熵值最大的是、下列物质中熵值最大的是( )。A. K(s)B. Na(s

31、)C. Br2(l)D. KCl(s) 思考思考7、相变、相变H2O(s) H2O(g)的的H和和S为为( )。A. H为正为正,S为负为负B. H为负为负,S为正为正C.均为正值均为正值D.均为负值均为负值无机及分析化学34三、热力学第二定律三、热力学第二定律一切实际发生的自发过程都是热力学的不可逆过程一切实际发生的自发过程都是热力学的不可逆过程; ;或者说，或者说，热不可能自动地从低温物体向高温物体传递热不可能自动地从低温物体向高温物体传递把体系和环境一起作为一个新的孤立体系考虑，则把体系和环境一起作为一个新的孤立体系考虑，则：S体系体系+ S环境环境0自发过程自发过程S体系体系+ S环境

32、环境= 0平衡状态平衡状态S体系体系+ S环境环境0非自发过程非自发过程统计表达为：孤立体系中发生的自发进行的反应必然伴随统计表达为：孤立体系中发生的自发进行的反应必然伴随着熵的增加，或孤立体系的熵值总是趋向于极大值。这就着熵的增加，或孤立体系的熵值总是趋向于极大值。这就是孤立体系中自发过程的热力学准则，称为熵增加原理。是孤立体系中自发过程的热力学准则，称为熵增加原理。S孤立孤立0自发过程自发过程S孤立孤立= 0 平衡状态平衡状态S孤立孤立0非自发过程非自发过程无机及分析化学35四、吉布斯函数及应用四、吉布斯函数及应用1、Gibbs函数和函数和Gibbs函数变函数变由于能量和混乱度即熵二因素决

33、定过程的方向性，为了由于能量和混乱度即熵二因素决定过程的方向性，为了方便地将这两种因素的影响用于判断过程的方向性，热力方便地将这两种因素的影响用于判断过程的方向性，热力学中引入了一个新的状态函数，即学中引入了一个新的状态函数，即Gibbs函数函数定义：定义：G = H - - TS在等温等压不做非体积功时，在等温等压不做非体积功时，rGm = rHmTrSmGibbs等温方程式等温方程式无机及分析化学362 2、反应自发性的判断、反应自发性的判断对于恒温恒压不做非体积功的一般反应，其自发对于恒温恒压不做非体积功的一般反应，其自发性的判断标准为：性的判断标准为：rGm0，反应正向自发进行，反应正

34、向自发进行rGm = 0，反应处于平衡状态，反应处于平衡状态rGm0，反应逆向自发进行，反应逆向自发进行在标准状态时，则用在标准状态时，则用rGm进行判断。进行判断。无机及分析化学37类类型型H SG =H- -TS反反 应应 情情 况况1- -+ +- -任何温度下反应均自发，如：任何温度下反应均自发，如：H2(g)+ F2(g)=HF(g) H=-=-269kJmol- -1, S= =+6.7Jmol- -1K- -12+ +- -+ +任何温度下反应均非自发，如：任何温度下反应均非自发，如：CO(g)=C(s)+ O2(g) H=+=+110.5kJmol- -1, S=-=-89.7

35、Jmol- -1K- -13+ + +低温低温+ +高温高温- -低温非低温非自发，高温自发，如自发，高温自发，如CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) H= =177.8kJmol- -1, S= =+160.7Jmol- -1K- -14- - -低温低温- -高温高温+ + 低温低温自发，高温自发，高温非非自发，如：自发，如：HCl(g)+NH3(g)=NH4Cl(s)H=-=-176.9kJmol- -1, S=-=-284.6Jmol- -1K- -1无机及分析化学38思考思考8、利用、利用G判定化学反应是否自发，应判定化学反应是否自发，应满足的条件是满足的条件是( )。A.

36、等温等温B. 等压等压C. 等容等容D.不做非体积功不做非体积功思考思考9、满足下列哪组条件的反应可自发进行？、满足下列哪组条件的反应可自发进行？( )A. rHm0，rSm0，高温，高温B. rHm0，rSm0，低温，低温C. rHm0，rSm0，高温，高温D. rHm0，rSm0，低温，低温无机及分析化学393、 fGm,T和和rGm在在标准状态标准状态下下, 由由最稳定单质最稳定单质生成生成1mol某物质某物质的吉布斯函的吉布斯函数变数变(自由焓变或自由能变自由焓变或自由能变), 叫做物质的标准摩尔生成吉布斯叫做物质的标准摩尔生成吉布斯(Gibbs)函数函数(标准摩尔生成自由能标准摩尔生

37、成自由能), fGm, ,T, 单位单位kJmol- -1。规定规定最稳定单质的标准摩尔生成吉布斯函数为零最稳定单质的标准摩尔生成吉布斯函数为零。水合离子的标准摩尔生成吉布斯函数水合离子的标准摩尔生成吉布斯函数(B,aq)的定义，也是以水合氢离子的的定义，也是以水合氢离子的(H+,aq,298.15K)等于零为基准而求得的相对值。等于零为基准而求得的相对值。fmGfmG无机及分析化学40rGm=(cfGm,C + dfGm,D) - - (afGm,A + bfGm,B)对标准状态下进行的一般反应：对标准状态下进行的一般反应：aA + bB = cC + dDBrmBfm= BGG（ ）BB0

38、B对反应对反应有有rmrmrmTTTGHTS （ ）（ ）（ ）rmrmrm298.15298.15298.15GHTS （）（）（）无机及分析化学414、温度对、温度对rGm的影响的影响rGm, T = rHm, TTrSm, T因因rHm,T、rSm,T随随T变化很小变化很小, 近似处理可用近似处理可用rHm, 298rSm, 298代替代替rHm, T、rSm, T，则，则mmrcr298.15T298.15HKSK()()rmrmrm298.15K298.15K（ ） （）（） GTHTS转变温度转变温度Tc：无机及分析化学42解解: G298= H298- -TS298 = 178 - - 298160.7/ /1000 =130 kJmol-1 0 298.15K的标准状态下不能自发进行，的标准状态下不能自发进行， H298