无机及分析化学基本原理热力学精.ppt

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1、无机及分析化学基本原理热力学第1页，本讲稿共37页热和功热和功 （1）定义）定义：功和热是体系发生变化时，与环境：功和热是体系发生变化时，与环境交换能量的两种形式。分别用交换能量的两种形式。分别用W和和Q表示。表示。（2）特点）特点：与状态有关，不是状态函数。：与状态有关，不是状态函数。Q 0 燃烧 H2O W=0 H2 +O2 Q=0 电池 H2O W 0 第2页，本讲稿共37页例如：例如：Zn+CuSO4 Cu +ZnSO4 直接反应时，能量主要以热的形式表现出来；直接反应时，能量主要以热的形式表现出来；构成原电池则能产生电功，又有热效应，两种不同构成原电池则能产生电功，又有热效应，两种不

2、同形式的反应所产生的形式的反应所产生的W和和Q是不相同的。是不相同的。功的表示：功的表示：功有多种形式：膨胀功和电功（在本课程中）功有多种形式：膨胀功和电功（在本课程中）体系对外体系对外(环境环境)作功：作功：W 0热的表示：热的表示：体系吸热：体系吸热：Q 0 (热为正值）热为正值）体系放热：体系放热：Q 0 0 吸收能量多，对外作功少，吸收能量多，对外作功少，UU 0 Q-W =0 Q-W =0 Q=WQ=W UU=0 0 0 吸收能量少，对外作功多，吸收能量少，对外作功多，UU 0 U体系体系=U2-U1=Q-W第7页，本讲稿共37页4、焓变和热化学方程式焓变和热化学方程式1 1焓及焓变

3、焓及焓变（1 1）焓的导出）焓的导出 焓焓是是一一个个全全新新的的概概念念，什什么么是是焓焓，什什么么是是焓焓变变？我我们可以如下体系来导出焓的概念：们可以如下体系来导出焓的概念：改变条件改变条件 吸热（吸热（Q）对外作功（对外作功（-W）状态（一）状态（一）状态（二）状态（二）U2 T2 P2 V2U1 T1P1 V1第8页，本讲稿共37页设一封闭体系变化是恒压过程，且只做体积功，根据设一封闭体系变化是恒压过程，且只做体积功，根据热力学第一定律，则有：热力学第一定律，则有：Q Qp p-W=U=U-W=U=U2 2-U-U1 1 Q Qp p=U+W=U+W 根据给定的条件：根据给定的条件：

4、U=UU=U2 2-U-U1 1，V=VV=V2 2-V-V1 1 P P1 1=P=P2 2=P=P外外 又知道：又知道：W=PW=P外外*V=p*V=p外外(V(V2 2-V-V1 1)所以：所以：Q QP P=U+W=U=U+W=U2 2-U-U1 1+p+p外外(V(V2 2-V-V1 1)=(U =(U2 2+p+p外外V V2 2)-(U)-(U1 1+p+p外外V V1 1)终态终态 始态始态 令：令：H=U+pV H=U+pV 则有：则有：Q Qp p=H=H2 2-H-H1 1=H=H 在热力学上将在热力学上将(U+pV)(U+pV)定义为新的状态函数，叫做定义为新的状态函数

5、，叫做焓，以焓，以H H来表示。来表示。第9页，本讲稿共37页（2）焓的特性）焓的特性 *焓（焓（H H）是）是U U，p p和和V V复合的函数，复合的函数，U U，p p和和V V是状态函数，是状态函数，因此因此H H也是状态函数。也是状态函数。*H *H具有能量的量纲，其绝对值无法确定。具有能量的量纲，其绝对值无法确定。*H *H具有加和性。具有加和性。*在封闭体系中发生只做体积功的等压过程，这一特定条在封闭体系中发生只做体积功的等压过程，这一特定条件下件下H=QH=Qp p。焓具有广度性质，有加和性。焓具有广度性质，有加和性。量纲：量纲：旧称因次，物理量用基本量表示时，其关系式中各个指

6、数称旧称因次，物理量用基本量表示时，其关系式中各个指数称为该物理量对于所取基本量的量纲。例如，物体的体积可表示为为该物理量对于所取基本量的量纲。例如，物体的体积可表示为L L3 3,则对于物理量则对于物理量L L而言，量纲为而言，量纲为3 3。第10页，本讲稿共37页2、热化学方程式、热化学方程式（1）标准状态标准状态 什么是标准态：相对比较的基线（温度什么是标准态：相对比较的基线（温度T和压力）。和压力）。标准态压力标准态压力 p ：p =100kPa 1）气体的标准态：在温度）气体的标准态：在温度T、标准压力下表现的状态。、标准压力下表现的状态。2）液体或固体的标准态：在温度）液体或固体的

7、标准态：在温度T、标准压力下表现的状态。、标准压力下表现的状态。3）液体溶液中溶剂）液体溶液中溶剂A和溶质和溶质B的标准态：在温度的标准态：在温度T、标准压力下，标准质、标准压力下，标准质量摩尔浓度量摩尔浓度bB=b =1mol/kg。（标准物质量浓度（标准物质量浓度C CB B=C=C =1mol/L=1mol/L3 3）b0=C 物质的标准态对温度物质的标准态对温度T未作具体规定，若没有表明，一般都是未作具体规定，若没有表明，一般都是298.15K。第11页，本讲稿共37页（2）热化学方程式）热化学方程式 什么是热化学方程式？它与常见的化学方程式有何不同？热什么是热化学方程式？它与常见的化

8、学方程式有何不同？热化学方程式如何书写？化学方程式如何书写？*定义：定义：表示化学反应与热效应关系的化学反应方程式，称为热化学表示化学反应与热效应关系的化学反应方程式，称为热化学方程式。例如：方程式。例如：2H 2H2 2(298.15K,100kp)+1/2O(298.15K,100kp)+1/2O2 2(298.15K,100kp)=(298.15K,100kp)=2H 2H2 2(298.15K,100kp)(298.15K,100kp)r rH H =-241.82kj/mol=-241.82kj/mol*写法：写法：正确写出反应方程式，配平之。正确写出反应方程式，配平之。标明反应的温

9、度和压强（若标明反应的温度和压强（若T=298.15KT=298.15K，可省略）。，可省略）。标明物质的凝聚态，聚集状态不同，其热效应不同。标明物质的凝聚态，聚集状态不同，其热效应不同。化学反应的计量式不同，其热效应也不同。化学反应的计量式不同，其热效应也不同。第12页，本讲稿共37页3.热效应热效应 体系在物理的或化学的体系在物理的或化学的等温等压等温等压或或等温等容等温等容过程过程中，不做非体积功时所吸收或放出的热量叫做此过程的中，不做非体积功时所吸收或放出的热量叫做此过程的热效应。不同条件下、不同过程产生不同的热效应。热效应。不同条件下、不同过程产生不同的热效应。注意的问题：注意的问题

10、：定义热效应的过程是等温过程；定义热效应的过程是等温过程；在定义热效应的过程中不做非体积功在定义热效应的过程中不做非体积功。在不同的条件下，有不同的热效应，在不同的条件下，有不同的热效应，例如：例如：第13页，本讲稿共37页热热 效效 应应化学反应的热效应化学反应的热效应物质的熔化热物质的熔化热凝固热凝固热气化热气化热凝结热凝结热升华热升华热第14页，本讲稿共37页4 4、化学反应的标准摩尔焓变、化学反应的标准摩尔焓变r r H Hm m（1 1）定定义义：在在标标准准状状态态下下，发发生生了了1 1mol mol 的的化化学学反反应应的的焓焓变变称称为为化化学学反反应应的的标标准准摩摩尔尔焓

11、焓变变（r r H Hm m）。）。m m表示发生了表示发生了1 1mol mol 的反应，反应进度为的反应，反应进度为1 1mol mol；常用的温度是常用的温度是298.15K298.15K，一般应标出温度，写成，一般应标出温度，写成 r r H Hm m（T T）应标明物质的状态。应标明物质的状态。反应的方向（写法）不同，标准摩尔焓变反号。反应的方向（写法）不同，标准摩尔焓变反号。第15页，本讲稿共37页（2 2）化学反应摩尔焓变）化学反应摩尔焓变r r H Hm m的测定的测定 对于下列反应：对于下列反应：aA +bB gG +dD aA +bB gG +dD 在恒压条件下，用量热法测

12、定反应热在恒压条件下，用量热法测定反应热Q Qp p，即，即 r rH H。同时由进入反应物的物质的量计算。同时由进入反应物的物质的量计算 n nB B，根据化学计量数，计算得到：，根据化学计量数，计算得到：第16页，本讲稿共37页5.5.标准摩尔生成焓标准摩尔生成焓f f H Hm m （1 1）定义：）定义：在温度在温度T T下，由参考状态的单质生成下，由参考状态的单质生成1mol1mol某物某物质的化学反应的标准摩尔焓变，用质的化学反应的标准摩尔焓变，用f f H Hm m 表示。表示。参考态单质：一般是指该物种最稳定的单质，也参考态单质：一般是指该物种最稳定的单质，也有例外的。例如：白

13、磷。热力学上规定参考态单质的有例外的。例如：白磷。热力学上规定参考态单质的生成焓等于生成焓等于0 0，例如：，例如：f f H Hm m（C C，石墨，石墨，s,Ts,T）=0=0 各种化学手册列出的生成焓都是各种化学手册列出的生成焓都是298.15K298.15K、标准状态、标准状态下的摩尔生成焓。下的摩尔生成焓。（2 2）f f H Hm m 意义与应用意义与应用 一种重要的焓变，可用一种重要的焓变，可用来推断化合物的稳定性，用来计算化学反应的来推断化合物的稳定性，用来计算化学反应的r r H Hm m 。常见化合物的常见化合物的r r H Hm m 可在化学手册上查阅到。可在化学手册上查

14、阅到。第17页，本讲稿共37页6.6.标准摩尔燃烧焓标准摩尔燃烧焓 在标准态下在标准态下,298.15K,298.15K时时,1mol,1mol物质物质完全燃烧完全燃烧时的焓变时的焓变称为该物质的标准燃烧焓或标准燃烧热称为该物质的标准燃烧焓或标准燃烧热,用用c cH Hm m 表示。表示。所谓完全燃烧所谓完全燃烧,是规定其燃烧的最终产物是规定其燃烧的最终产物,碳燃烧为碳燃烧为COCO2 2(g)(g)、氢燃烧为水、氢燃烧为水H H2 2O(l)O(l)。且令。且令c cH Hm m (H(H2 2O)=0,O)=0,c cH Hm m (CO(CO2 2)=0)=0。本质上讲本质上讲,物质的标

15、准燃烧焓物质的标准燃烧焓,就是标准态下就是标准态下,1mol,1mol该该物质在物质在298.15K298.15K下发生的完全燃烧反应的标准摩尔焓变下发生的完全燃烧反应的标准摩尔焓变r rH Hm m (298.15K)(298.15K)。由于燃烧焓规定该物质为由于燃烧焓规定该物质为1mol(1mol(反应物反应物),),基准相同基准相同,故故可以由燃烧焓来比较可以由燃烧焓来比较1mol1mol物质燃烧的放热能力物质燃烧的放热能力,负值越负值越大大(或代数值越小或代数值越小),),放热越多。放热越多。第18页，本讲稿共37页例如：例如：甲醇的燃烧反应为：甲醇的燃烧反应为：CH CH3 3OH(

16、l)+3/2 OOH(l)+3/2 O2 2 CO CO2 2(g)+2H(g)+2H2 2O(l)O(l)查表得到：查表得到：c cHm Hm (CHCH3 3OH,l,298.15K)=-726.51kj/molOH,l,298.15K)=-726.51kj/mol且根据燃烧热的定义知道：且根据燃烧热的定义知道：c cH Hm m (H(H2 2O,l,298.15K)=0 O,l,298.15K)=0 c cHm Hm (CO(CO2 2,l,298.15K)=0,l,298.15K)=0对于对于H H2 2(g,298.15K)(g,298.15K)和和COCO2 2(g,298.15

17、K)(g,298.15K)来说：来说：f fHm Hm (H(H2 2O,l,T)=O,l,T)=c cHm Hm (H(H2 2,g,T),g,T)因为：因为：H H2 2(g,T)+1/2O(g,T)+1/2O2 2,(g,T)=H,(g,T)=H2 2O(l,T)O(l,T)f fHm Hm (CO(CO2 2,g,T)=,g,T)=c cHm Hm (石墨石墨,s,T),s,T)因为：因为：C C (s,T)+O(s,T)+O2 2,(g,T)=CO,(g,T)=CO2 2(g,T)(g,T)第19页，本讲稿共37页7.7.由由f f H Hm m 计算计算r r H Hm m 对于反

18、应：对于反应：aA+bB gG+dDaA+bB gG+dD（T=298.15K,pT=298.15K,p)A,B,G,DA,B,G,D物种的物种的f f H Hm m 是可以查到的，因此，我们可以是可以查到的，因此，我们可以求得该反应的求得该反应的r r H Hm m ：r r H Hm m =(g=(gf f H Hm m (G)+d(G)+df f H Hm m (D)-(D)-(a (af f H Hm m (A)+b(A)+bf f H Hm m (B)(B)或可写成：或可写成：r r H Hm m =f f H Hm m (生成物生成物)-)-f f H Hm m (反应物反应物)第

19、20页，本讲稿共37页例题：例题：计算乙炔完全燃烧的反应标准摩尔焓变。计算乙炔完全燃烧的反应标准摩尔焓变。解：写出解：写出1mol1mol乙炔完全燃烧的化学反应计量方程式，查出各有乙炔完全燃烧的化学反应计量方程式，查出各有关物质的关物质的f f H Hm m ：C C2 2H H2 2(g)+5/2O(g)+5/2O2 2 2CO 2CO2 2+H+H2 2O(l)O(l)f f H Hm m (kj/mol)226.8 0 -393.3 -285.9(kj/mol)226.8 0 -393.3 -285.9根据：根据：r r H Hm m =f f H Hm m (生成物生成物)-)-f f

20、 H Hm m (反应物反应物)r r H Hm m =-393.3*2-285.9-393.3*2-285.9-（226.8+5/2*0 226.8+5/2*0）=-1300=-1300(kj/mol)(kj/mol)第21页，本讲稿共37页2.2.52.2.5盖斯定律盖斯定律(1)Hess定律定律 Hess USSA科学院院士，瑞士人，（科学院院士，瑞士人，（1802-1850），），1840年提出盖斯（热加合）定律。年提出盖斯（热加合）定律。表述：表述：一种表述为：化学反应的热效应只与反应体系的始态和一种表述为：化学反应的热效应只与反应体系的始态和终态有关，与反应的途径无关。终态有关，与

21、反应的途径无关。另一种表述为：在恒压条件下进行的化学反应，不论通过另一种表述为：在恒压条件下进行的化学反应，不论通过什么途径，其吸收或释放的热量总是一定的。什么途径，其吸收或释放的热量总是一定的。Hess定律在当时是新颖的，但第一定律建立后，它只是定律在当时是新颖的，但第一定律建立后，它只是第一定律的一种情况，因为，在恒压条件下：第一定律的一种情况，因为，在恒压条件下：H=QH=QP P H H是状态函数，在恒压条件下，是状态函数，在恒压条件下，Q Q亦为状态函数。亦为状态函数。（2 2）HessHess函数的应用函数的应用第22页，本讲稿共37页由标准摩尔生成自由焓计算由标准摩尔生成自由焓计

22、算r r H Hm m ：aA+bB gG+dDaA+bB gG+dD（T=298.15K,pT=298.15K,p)状态状态(1)(1)状态状态(2)(2)r r H Hm m =(=(f fH Hm m)状态状态(2)(2)-(-(f f H Hm m )状态状态(1)(1)所以：所以：r r H Hm m =(=(f fH Hm m)产物产物-(-(f f H Hm m )反应物反应物 利用热化学方程式组合计算利用热化学方程式组合计算r r H Hm m ：有些化合物的生成焓、反应热难以用实验方法准确测定，我们可以用有些化合物的生成焓、反应热难以用实验方法准确测定，我们可以用Hess L

23、aw,Hess Law,间接的方法来求得：间接的方法来求得：例如：例如：C(s)+1/2OC(s)+1/2O2 2(g)(g)CO(g)CO(g)直接直接f fH Hm m 是困难的，但是：是困难的，但是：C(s)+OC(s)+O2 2(g)(g)CO CO2 2(g)(1)(g)(1)r r H Hm m=-393.7kj/mol=-393.7kj/mol CO(g)+1/2O CO(g)+1/2O2 2(g)(g)CO CO2 2(g)(2)(g)(2)r r H Hm m=-283.2kj/mol=-283.2kj/mol C(s)+1/2O C(s)+1/2O2 2(g)(g)CO(g

24、)(3)CO(g)(3)r r H Hm m=?=?第23页，本讲稿共37页为了直观，便于理解，我们可以设计如下过程：为了直观，便于理解，我们可以设计如下过程：根据根据HessHess定律：定律：HH1 10 0=H=H2 20 0+H+H3 30 0 H H1 10 0 H H3 30 0=H=H1 10 0-H-H2 20 0 恒压恒压 =-393.7-(-283.2)=-393.7-(-283.2)=-110.5(kj/mol)=-110.5(kj/mol)恒恒 恒恒 压压 压压 H H2 20 0 H H3 30 0 从数学关系来看从数学关系来看,(1),(1)式式（2 2）式得（）式

25、得（3 3）式：）式：即：即：C(s)+OC(s)+O2 2(g)(g)CO CO2 2(g)(1)(g)(1)H H=-393.7kj/mol=-393.7kj/mol-CO(g)+1/2O CO(g)+1/2O2 2(g)(g)CO CO2 2(g)(2)(g)(2)H H=-283.2kj/mol=-283.2kj/mol C(S)+1/2O C(S)+1/2O2 2(g)CO(g)(3)H(g)CO(g)(3)H3 30 0=-110.5=-110.5 kj/molkj/mol C+O2CO2CO+1/2O2第24页，本讲稿共37页化学反应的方向与限度化学反应的方向与限度 熵和熵和Gi

26、bbsGibbs函数函数在给定的条件下，将在给定的条件下，将A、B两种物质放在一起：两种物质放在一起：A +B C +D？我们关心的问题是：我们关心的问题是：（1）反应能否进行？生成什么产物？）反应能否进行？生成什么产物？（2）在给定的条件下不能反应，在什么条）在给定的条件下不能反应，在什么条件能进行反应？件能进行反应？（3）反应能进行到什么程度？）反应能进行到什么程度？这是本节要讨论的。这是本节要讨论的。第25页，本讲稿共37页1.1.化学反应的自发性化学反应的自发性（1）自发过程）自发过程定义：不需要外界影响即能发生的过程。例如：定义：不需要外界影响即能发生的过程。例如：水从高处往低流水从

27、高处往低流 气体的混合气体的混合 无序性无序性 能量能量传递传递自发过程的特点：自发过程的特点：单向性：无外界干扰，其逆过程不会自动发生。单向性：无外界干扰，其逆过程不会自动发生。单向趋向平衡：自发到一定程度，达到平衡。单向趋向平衡：自发到一定程度，达到平衡。大部分自发过程能做有用功。大部分自发过程能做有用功。自发过程与反应热效应：自发过程一般是自发过程与反应热效应：自发过程一般是H0.H0.N2O2g真空高温低温第26页，本讲稿共37页2.2.化学反应的熵变化学反应的熵变（1 1）熵的定义：）熵的定义：体系中微观粒子运动混乱程度的物理量，用体系中微观粒子运动混乱程度的物理量，用S S表示。表

28、示。（2 2）熵的特征：）熵的特征：状态函数状态函数 广度性质广度性质 体系的混乱程度越大，体系的混乱程度越大，S S越大。越大。同一物质：同一物质：S S固固 S S液液 S S气气 同一聚集状态：同一聚集状态：S S低温低温 S S高温高温 2.2.化学反应的熵变化学反应的熵变（1 1）熵的定义：）熵的定义：体系中微观粒子运动混乱程度的物理量，用体系中微观粒子运动混乱程度的物理量，用S S表示。表示。（2 2）熵的特征：）熵的特征：状态函数状态函数 广度性质广度性质 体系的混乱程度越大，体系的混乱程度越大，S S越大。越大。同一物质：同一物质：S S固固 S S液液 S S气气 同一聚集状

29、态：同一聚集状态：S S低温低温 S 0，所以，所以，ST 0。规定熵（绝对熵）：规定熵（绝对熵）：ST-S0=ST=S。标准熵：标准熵：1mol纯物质在热力学标准状态下的纯物质在热力学标准状态下的规定熵，用规定熵，用S ST T 表示，单位是：表示，单位是：j.molj.mol-1-1.K.K-1-1。标准熵数据的获得。标准熵数据的获得。第28页，本讲稿共37页（4 4）化学反应的熵变计算）化学反应的熵变计算 在一定条件下，在一定条件下，对于下列反应：对于下列反应：aA +bB gG +dDaA +bB gG +dD （S S298298）A A （S S298298）B B （S S298

30、298）G G （S S298298）D D S S 298298 =（S S298298）G G+（S S298298）D D-（S S298298）A A-（S S298298）B B S S 298298 0 熵增过程，体系的混乱度增加熵增过程，体系的混乱度增加 S S 298298 0 0 自发变化自发变化 SS总总 0 0 非自发变化非自发变化 SS总总=0 =0 平衡状态平衡状态第29页，本讲稿共37页3.3.吉布斯自由能（吉布斯自由能（G G）和化学反应方向）和化学反应方向（1）自由能（）自由能（G G）及自由能变化（）及自由能变化（GG）规定（定义）：规定（定义）：G=H TS

31、（可推导出来，如何推导？）可推导出来，如何推导？）特点：特点：状态函数状态函数 广度性质广度性质 绝对值无法知道，常用其变化值绝对值无法知道，常用其变化值GG。自由能变化值（自由能变化值（GG）G G1 1 G G2 2 G G2 2 -G G1 1=G =G A+BG+D第30页，本讲稿共37页（2 2）化合物标准摩尔生成自由能）化合物标准摩尔生成自由能（GG）热力学规定：稳定单质的标准生成自由能为零。热力学规定：稳定单质的标准生成自由能为零。例如：例如：f fG G m m(s(s，石墨），石墨）=0=0温度温度T，标准大气压力下，由，标准大气压力下，由稳定单质生成稳定单质生成1mol1m

32、ol化合物的自化合物的自由能变化，称之为该化合物的标准生成自由能，用：由能变化，称之为该化合物的标准生成自由能，用：f fG G m m(T(T）表示。）表示。一般书上列出的是一般书上列出的是298.15K298.15K下的标准生成自由能。下的标准生成自由能。第31页，本讲稿共37页 在温度在温度T T，标准压力下，化学反应的自由能变化可用下列反，标准压力下，化学反应的自由能变化可用下列反应来表示：应来表示：aA +bB gG +dD aA +bB gG +dD （f fG G）A A （f fG G）B B （f fG G）G G （f fG G）D D r rG G m=m=（f fG G

33、）G G+（f fG G）D D -（f fG G）A A-（f fG G）B B （3 3）化学反应自由能变化）化学反应自由能变化r rG G m m和化学反应方向和化学反应方向第32页，本讲稿共37页（4 4）吉布斯自由能变化（）吉布斯自由能变化（GG）和化学反应方向）和化学反应方向对于反应：对于反应：aA +bB gG +dDaA +bB gG +dD rG rG m=m=（f fG G）生成物生成物-（f fG G）反应物反应物 rG rG m 0 m 0 m 0 反应逆向进行反应逆向进行例如，在例如，在298.15K298.15K：COCO（g g）C C（s s）+1/2O+1/2

34、O2 2 r rG G m=m=f fG G m(Cm(C）+f fG G m(Om(O2 2）-f fG G m(COm(CO）=0+1/2*0-(-137.3)=0+1/2*0-(-137.3)=137.3(kj/mol)=137.3(kj/mol)rG rG m 0 m 0 反应是非自发的。反应是非自发的。第33页，本讲稿共37页（5 5）吉布斯）吉布斯-赫姆霍兹公式及其应用赫姆霍兹公式及其应用 Gibbs-HelmhotsGibbs-Helmhots公式公式的导出：的导出：因为：因为：G=H-TSG=H-TS,在恒温条件下，体系从一个状态变化到另一个状态，在恒温条件下，体系从一个状态变

35、化到另一个状态，自由能变化则为：自由能变化则为：G G2 2 -G -G1 1 =(H=(H2 2-TS-TS2 2)-(H)-(H1 1-TS-TS1 1)G=(HG=(H2 2-H-H1 1)-T(S)-T(S2 2-S-S1 1)G=H-TSG=H-TS 可以理解为：体系的自由能变化是由焓变和熵变两部分可以理解为：体系的自由能变化是由焓变和熵变两部分决定的。决定的。上式可以写成：上式可以写成：H=G+TS H=G+TS第34页，本讲稿共37页 Gibbs-HelmhotsGibbs-Helmhots公式公式的应用：的应用：从从G=H-TSG=H-TS方程来看，有以下几种情况：方程来看，有

36、以下几种情况：H 0H 0，T 0,G 0,G 0,S 0,S 0,G 0T 0,G 0，反应在任何温度下不可自发反应在任何温度下不可自发 H 0,S 0H 0,S 0，T 0,G=?T 0,G=?反应能否自发取决于反应温度反应能否自发取决于反应温度T T H 0,S 0H 0,S 0,G=?T 0,G=?反应能否自发取决于反应温度反应能否自发取决于反应温度T T第35页，本讲稿共37页例题：讨论例题：讨论CaCOCaCO3 3分解反应分解反应 CaCOCaCO3 3分解反应方程式：分解反应方程式：CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)f fH H0 0m m(298K,kj/mol)(2

37、98K,kj/mol)-1206.92 -635.09 -393.05 SS0 0(298K,j/mol.K(298K,j/mol.K-1-1)92.9 39.75 213.74)92.9 39.75 213.74 f fG G0 0m m(298K,kj/mol(298K,kj/mol)-1128.79 -604.03 -394.359 r rG G0 0m m=-604.03 -394.36 -（-1128.79）=130.4(kj/mol(kj/mol)r rH H0 0m m=-635.09 -393.05 (-1206.92)=+178.78(kj/mol(kj/mol)SS0 0m

38、 m=39.75+213.74-92.9=+160.59(j/mol.K39.75+213.74-92.9=+160.59(j/mol.K-1-1)根据根据G=H-TSG=H-TS 近似处理：假定在该温度区间近似处理：假定在该温度区间HH和和SS为常量为常量 G=G=178.78 -T x 160.59/1000=0 160.59/1000=0 G=0G=0为平衡点为平衡点 T=1113.27(K)T=1113.27(K)即温度为即温度为1113.27K1113.27K为平衡点，为平衡点，T 1113.27(K)T 1113.27(K)G 0,G 0,CaCOCaCO3 3分解分解即：在即：在298K298K时时CaCOCaCO3 3能稳定存在；温度高于能稳定存在；温度高于1113.27K1113.27K分解。分解。第36页，本讲稿共37页预习：预习：作业：作业：p.73 T.4p.73 T.4、5 5、6 6、8(8(第一版教材）第一版教材）p.66 T.2,3,4,5(p.66 T.2,3,4,5(第二版教材）第二版教材）第37页，本讲稿共37页