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数显恒温金属浴不同的化学反应

发布日期:2020-04-18 18:14  浏览次数:

ΔH和 ΔS均指298.15K时的数 据。   对于数显恒温金属浴不同的化学反应,因 ΔH和 ΔS的量值符号不同,使 ΔG(T)随温度的变 化情况出现以下四种类型。   (1)焓减熵增过程(恒定有利过程) ΔH<0,ΔS>0,此时 ΔG(T)恒为负值 (ΔG(T)<0),这类反应在恒温恒压下任何温度都能自发进行。例如,H(g)+ 2 F(g)2HF(g)。 2   (2)焓增熵减过程(恒定不利过程) ΔH>0,ΔS<0,此时 ΔG(T)恒为正值 (ΔG(T)>0),这类反应在恒温恒压下任何温度时都不能自发进行。   (3)焓增熵增过程(高温有利过程):ΔH>0,ΔS>0,此时焓变与熵变两个 因素互相制约,温度对反应方向的影响起决定性作用,高低温区出现不同的 ΔG(T)量值符号。按式(137)将 ΔG(T)对T作图可清楚地说明这一点(图 12)。由图12中直线a可以看出,在该过程中,低温区 ΔG(T)>0,反应 不自发;高温区 ΔG(T)<0,反应能自发进行。例如,CaCO(s)CaO(s)+ 3 CO2(g)。 图12 ΔG(T)T关系图 a:ΔH>0,ΔS>0;b:ΔH<0,ΔS<0   (4)焓减熵减过程(低温有利过程):ΔH<0,ΔS<0,此时焓变与熵变两个 22第一章 化学反应的基本规律  因素也相互制约,但与第(3)种类型相反。由图12中直线b可看出,该过程 的低温区 ΔG(T)<0,反应自发;高温


区 ΔG(T)>0,则反应不能自发进行。例 如,HCl(g)+NH3(g)NH4Cl(s)。   在上述第(3)、第(4)两种类型的反应中,都涉及一个反应方向随温度的改 变而逆转的问题,它们的转折点温度T(见图12)称为化学反应的转向温度, 转 简称转向温度(transformationtemperature)。由于T时 ΔG(T)=0,所以由吉布 转 斯赫姆霍兹公式(134)可求得: T= ΔH (138) 转 ΔS   在T温度时,化学反应处于平衡状态;高于或低于这一温度,反应的方向 转 即发生相反的变化。   应该指出,热力学只能指出反应的方向和限度,但不能说明反应的速率。如 果某个反应的 ΔG<0,但反应速率很慢,则就有可能在实际上观察不到反应的 发生,这种情况下可设法寻找催化剂,使反应正常进行。然而对于热力学上不可 能发生的反应,则不必去费心寻找催化剂了,那将是徒劳的。   3.吉布斯自由能变的计算   (1)由相关物质的


标准摩尔生成吉布斯自由能计算298.15K时反应的标 准摩尔吉布斯自由能变   在指定温度T时,由参考态单质生成1mol某物质B的反应标准吉布斯自 由能变,称为该物质的标准摩尔生成吉布斯自由能(standardmolarGibbsfre eeen1 ergyofformation),用符号 ΔfG砓 m(T)表示,单位为kJ·mol。必须注意,对于同一 种物质B,在不同温度下,其标准摩尔吉布斯自由能的值是不同的。   物质在298.15K时的标准摩尔生成吉布斯自由能可从本书附录或化学手 册中查到。显然,参考态单质的标准摩尔生成吉布斯自由能为零。   当参与某一化学反应的所有相关物质都处于标准状态时,该反应的吉布斯 自由能变即为反应的标准吉布斯自由能变。而当反应进度为1mol时,该反应 的吉布斯自由能变即称为反应的标准摩尔吉布斯自由能变,用 ΔrG砓 m(T)表示。 1 单位为kJ·mol。同一反应的

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