激 例2.1试计算石灰石热分解反应的熵变和焓变,并初步分析该反 应的自发性 解 CaCO3 (s)-CaO(s)+ co(g) △H(29815K)/kmo)-1206.92-635.09-39.509 °(298.15K)(Jmol-lK) 92.9 39.75213.74 △,H(2985K)=∑vB△ HmB(298.15K) B ={(-635.09)+(-393.509)-(-1206.92)}kJ mO7-1 178.32kJ·mol1 △,sS(29815KX)=∑vS°(B B 9=0 ={(39.75+213.74)-92.959}Jmo1-K1 160.59Jmol- 首页 上一页 下—员 末页 16
首页 上一页 下一页 末页 16 例2.1 试计算石灰石热分解反应的熵变和焓变，并初步分析该反 应的自发性 r (298.15 K) = B B (B) = {(39.75 + 213.74) - 92.9 59}J.mol-1.K -1 = 160.59 J.mol-1 Sm Sm 解： CaCO3 (s) CaO(s) CO2 + (g) f (298.15 K)/(kJ. mol-1 ) -1206.92 -635.09 -393.509 (298.15 K)/(J. mol-1 . K-1 S ) 92.9 39.75 213.74 m Hm ={(-635.09)+(-393.509)-(-1206.92)} kJ .mol-1 = 178.32 kJ.mol-1 r (298.15 K) B Hm = B f Hm,B (298.15 K)
反应的△(29815K)为正值,表明此反应为吸热反应。从系 统倾向于取得最低的能量这一因素来看,吸热不利于反应自发 进行。但△S2(298.15K)为正值表明反应过程中系统的熵值增 大。从系统倾向于取得最大的混乱度这一因素来看,熵值增大 有利于反应自发进行。因此,该反应的自发性究竟如何还需要 进一步探讨。 首页 上一页 下—员 末页
首页 上一页 下一页 末页 17 反应的 r (298.15 K)为正值，表明此反应为吸热反应。从系 统倾向于取得最低的能量这一因素来看，吸热不利于反应自发 进行。但 r (298.15 K)为正值,表明反应过程中系统的熵值增 大。从系统倾向于取得最大的混乱度这一因素来看，熵值增大， 有利于反应自发进行。因此，该反应的自发性究竟如何还需要 进一步探讨。 Hm Sm
墒的热力学定义 可从热力学推出,在恒温可逆过程中系统所吸收或放出的热量 (以q表示除以温度等于系统的熵变AS △S (25) 熵″即由其定义“热温商”而得名。熵的变化可用可逆过程 的热(量)与温度)之商来计算 首页 上一页 下—员 末页 18
首页 上一页 下一页 末页 18 可从热力学推出，在恒温可逆过程中系统所吸收或放出的热量 (以qr 表示)除以温度等于系统的熵变S： “熵”即由其定义“热温商”而得名。熵的变化可用可逆过程 的热(量)与温(度)之商来计算。 T q S r = (2.5) 熵的热力学定义*
激 例2.2计算在101325kPa和27315K下,冰融化过程的摩尔 熵变。已知冰的融化热qn(H2O)=6007Jmoh1 解:在101325kPa大气压力下,27315K(0C)为冰的正常 熔点所以此条件下冰融化为水是恒温、恒压可逆相变过程, 根据式(2.5)得 △S=9s(H2O)6007Jm/ 273.15K =21.99J·mol·K 式(25)表明,对于恒温、恒压的可逆过程,T△S=q1=△H 所以TΔS是相应于能量的种转化形式,可以与△相比较。 首页 上一页 下—员 末页
首页 上一页 下一页 末页 19 例2.2 计算在101.325 kPa 和 273.15 K下，冰融化过程的摩尔 熵变。已知冰的融化热 qfus(H2O) = 6007 J.mol-1 解： 在 101.325 kPa 大气压力下, 273.15 K(0ºC) 为冰的正常 熔点, 所以此条件下冰融化为水是恒温、恒压可逆相变过程， 根据式(2.5)得 1 1 1 fus 2 r m 21.99 J mol K 273.15 K (H O) 6007 J mol − − − = = = T q S 式(2.5)表明，对于恒温、恒压的可逆过程， TΔS = qr = ΔH 。 所以 TΔS 是相应于能量的一种转化形式，可以与 ΔH 相比较
3反应的吉布斯函数变交 1875年,美国化学家吉布斯( Gibbs)首先提出 个把焓和熵归并在一起的热力学函数G(现称 吉布斯自由能或吉布斯函数),并定义 G=H-TS 对于等温过程: △G=△H-T△S 吉布斯:美国物理 或写成:AGn=△Hn=TASn (26)学家化学家 年入选美国名人纪 式(26)称为吉布斯等温方程 念馆。 首页 上一而 下—员 末页
首页 上一页 下一页 末页 20 1875年，美国化学家吉布斯(Gibbs)首先提出一 个把焓和熵归并在一起的热力学函数—G (现称 吉布斯自由能或吉布斯函数)，并定义： G = H – TS 对于等温过程: 吉布斯：美国物理 学家、化学家 (1839~1903)，1958 年入选美国名人纪 念馆。 3. 反应的吉布斯函数变 ΔG = ΔH – TΔS 式(2.6)称为吉布斯等温方程 或写成：Δr Gm = Δr Hm – TΔr Sm (2.6)