用化学反应等温式判断反应方向 化学反应等温式也可表示为: A Gm -RTInK+RTIn@ 对理想气体 △G=- RTIn K+ RINo P K> △Gn<0反应向右自发进行 O0 △Gn>0反应向左自发进行 △Gn=0反应达平衡
用化学反应等温式判断反应方向 化学反应等温式也可表示为： r m ln ln G RT K RT Q f f = − + r m ln ln G RT K RT Q p p = − + 对理想气体 r m 0 K Q G p p 反应向右自发进行 r m 0 K Q G p p 反应向左自发进行 r m 0 K Q G p p = = 反应达平衡
倒1 例1:有人认为,汽车排气管中排出的空气污染物质N可以 用莫涅尔mone催化剂(莫涅尔催化剂是一种镍铜合金) 使它同也是汽车中排出的0进行反应来消除 N0(g)+c0(g)→c02(g)+N2(g) 这一反应从热力学上来看是可行的吗?下一反应 c0(g)+H2(g)→c02(g)+N2(g) 会把c0消耗掉,从而使N0得以自由排出,那么,它的干扰是 否应该加以考虑呢?
例1 例1：有人认为，汽车排气管中排出的空气污染物质NO可以 用莫涅尔monel催化剂（莫涅尔催化剂是一种镍铜合金）， 使它同也是汽车中排出的CO进行反应来消除 NO(g)+CO(g)→CO2 (g)+N2 (g) 这一反应从热力学上来看是可行的吗？下一反应 CO(g)+H2 O(g)→CO2 (g)+ N2 (g) 会把CO消耗掉，从而使NO得以自由排出，那么，它的干扰是 否应该加以考虑呢？
倒1 对于反应:NO(g)+0(g)→c02(g)+N2(g) △,G(298K)(-39487+137) kJ. mol --344kJ. mol-l 对于反应:c0(g)+H20(g)→02(g)+N2(g) △G(29K=(-39+137+22 kJ. mol 28kJ·mol 可见,两个反应在热力学上都是可行的
例1 对于反应： NO(g)+CO(g)→CO2 (g)+N2 (g) 对于反应：CO(g)+H2 O(g)→CO2 (g)+ N2 (g) 可见，两个反应在热力学上都是可行的。 -1 -1 (298K)=(-394-87+137)kJ mol =-344kJ mol r m G -1 -1 (298K)=(-394+137+229)kJ mol =-28kJ mol r m G
倒2 例2、已知下列氧化物的标准生成自由能为 AG(MnO)=(-3849×102+7448T/K)Jmo1 △G(CO)=(-1163×102-8389T/K)Jmol1 △G(CO2)=-3954×102Jmol 问()在0.13333Pa的真空条件下,用炭粉还原固态MnO生成纯Mm及 CO的最低还原温度是多少? (2)在(1)的条件下还原反应能否按下列方程式进行? 2MnO(s)+C(s)=2Mn(s)+, (g)
例2 例2、已知下列氧化物的标准生成自由能为： ΔfG (MnO)＝(-3849×102＋74.48T/K) J·mol-1 ΔfG (CO)＝(-1163×102 - 83.89T /K) J·mol-1 ΔfG (CO2 )＝-3954×102J·mol-1 问 (1) 在0.133 33 Pa的真空条件下,用炭粉还原固态MnO生成纯Mn及 CO的最低还原温度是多少？ (2) 在 (1) 的条件下还原反应能否按下列方程式进行？ 2MnO(s)＋C(s)＝2Mn(s)＋CO2 (g)
倒2 解、(1)还原反应为MnOs)+C(s)=Mn(s)+COg) △G=AG(Co-△G(MnO =(2686×102-15837T/k)Jmol1 A Gm= G+RTIn@A G+RTInlp(co)p I =(2686×102-270.9T/K)Jmor1 在最低还原温度时,△Gn=0,由此可得T=992K 当⑩992K时,AGn<0,还原反应可以进行, 故最低还原温度为992K
例2 解、(1) 还原反应为MnO(s) +C(s) =Mn(s) +CO(g) ΔrG =ΔfG (CO)-ΔfG (MnO) =(2686×102 -158.37T/K) J·mol-1 ΔrGm=ΔrG +RTlnQp=ΔrG +RTln[p(CO)/p ] =(2686×102 -270.9T/K) J·mol-1 在最低还原温度时, ΔrGm =0, 由此可得T=992 K 当 T>992 K 时 , ΔrGm < 0, 还 原 反 应 可 以 进 行 , 故最低还原温度为992 K