化学反应等温式的四种情况

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化学反应等温式中平衡常数~

是不是标准平衡常数?
每次计算是都不是直接用而是乘了一些东西
K右上角再加个圈,圈了还有一横线,就是标准平衡常数

∆r G=-RT ln K

∆r G…反应的吉布斯自由能
R…8.314J/K/mol
T…热力学温标
K…平衡常数

用途可以用于
计算平衡常数
计算吉布斯自由能
不同温度下平衡常数(需要结合基尔霍夫定律)
计算电池反应里面的正负极电势(需要结合能斯特方程),再引申可以计算离子强度
…………
等等一大堆

根据Gibbs-Helmhol+2公式,可推出恒压下,温度对自发性的影响,有四种情况:
类型ΔrHΔrS ΔrG 讨 论 例
Ⅰ- +永远为“-” 任何温度下都自发进行 2H2O2(g)→2H2O(g)+O2(g)
Ⅱ+-永为“+” 任何温度下都非自发 CO(g)→C(S)+O2(g)
Ⅲ--低温为“-”低温下自发变化 HCL(g)+NH3(g)→NH4CL(s)
高温为“+”
Ⅳ++低温为“+” 高温下自发变化 CaCO3(S)→CaO(s)+CO2(g)
高温为“-”
1、从表中可看出:四种类型各分为两大类,其中类型Ⅱ是类型Ⅰ的逆过程,二者的共同点是ΔrH和ΔrS的数值的符号相反。而类型Ⅳ是类型Ⅲ的逆过程,它们的ΔrH和ΔrS的数值的符号相同。
第一大类:ΔrH、ΔrS符号相反,但ΔrH与-ΔrS符号相同。∴对ΔrG影响相同,换言之,ΔrG在任何温度都具有与ΔrH相同的符号,单独改变温度是不能调转反应自发进行的方向的。例汽车尾气CO不会由于热分解而生成C(s)及O2。
第二大类:ΔrH、ΔrS符号相同,但对ΔrG影响相反,反应取决于两者相对大小,ΔrH数值大时,下影响不了ΔrG的符号,ΔrH数值较小时,T就很关键,例KCL溶解,CuCO3(3)分解等。
2、注意ΔrG<O表明反应可以自发进行,但并不说明反应一定要发生,因为还存在一速度问题。例H2+O2→H2O在室温下是自发的,但H2、O2混合气体在室温下可长期保存无明显反应,然而将-Pt箱投入反应立即进行。
3、关于利用Gibbj-Helmhol+2公式计算有下列几种类型:
①判化化学反应进行的方向 即求算ΔrG?
例:是否用加热分解的方法消除汽车尾气中的CO?
解:CO(g)=C(s)+O2(g)
查表Δ5H(COg)=-110.54KJ·mol-1 ∴该反应焓变ΔrH=+110.54KJ·mol-1
而ΔrS =S (C固体)+(O2g)-S(COg)
查表 S(C固体)=5.69J·k-1·mol-1S(O2g)=205.03J·mol-1K-1
S(COg)=197.9J·K-1·mol-1
ΔrS=5.69+×205.03-197.9=-89.7J·K-1mol-1=-0.0897KJ·K-1·mol-1
ΔrS为负 ΔrH为正 ∴在任何温度都不可能自发进行
②求算ΔrS 或ΔrH
③求算反应达到平衡时温度,或者自发进行的最低温度(近似计算)
例:CaO(s)+SO2(g)→CaSO4(S)已知298K时反应ΔrH =-402.0KJ·mol-1
ΔrG=-345.7KJ·mol-1求此反应平衡时的温度?
解:先求ΔrStΔrS=
∵达到平衡时 ΔrGt=0∴TΔrS=ΔHt
T=
该反应ΔrHt为“-”,ΔrSt亦为“-”,低温下为自发变化 ∴根据计算可以判定反应在T<2130K时任何温度下均可自发,因此炉温低温于2130K时向炉中加CaO可束缚住SO3,防其污染,目前已在实用中。
4、根据计算判断化合物的溶解性,化合物的稳定性,以及指导化合物的合成。
§5 温度对化学平衡的影响
根据ΔrGm=-Rtlnka(反应达到平衡时的等温方程式)
∴lnka=-ΔrGtm/RT将该式与ΔrGtm=ΔrHt-TΔrSm合并
得:lnKa=-(ΔrHm-TΔrSm)/RT
lnKa=-
该式清楚地表明平衡常数随温度的变化与ΔrHm的正负号有关。
ΔrHtm<0 T升高 Ka减小 T降低 Ka增大
反之 ΔrHm>0 T升高 Ka增加 T降低 Ka减小
设可逆反应在温度为T1时,平衡常数为K1温度T2时平衡常数为K2
则有lnK1=- 设ΔrH m、ΔrSm不随温度变化而变化
lnK2=-
有lnk2-lnK1=
ln=
该式表明了平衡常数与反应的焓变的关系,也可以在知道了一个温度的Ka及ΔrHm时,求算另一个温度K,但该式只适用于T1与T2差别不大时。




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赣榆县17788134844: 如何简单理解化学反应等温式? -
汉宏如双: ?r G=-RT ln K ?r G…反应的吉布斯自由能 R…8.314J/K/mol T…热力学温标 K…平衡常数用途可以用于计算平衡常数计算吉布斯自由能不同温度下平衡常数(需要结合基尔霍夫定律) 计算电池反应里面的正负极电势(需要结合能斯特方程),再引申可以计算离子强度 ………… 等等一大堆

赣榆县17788134844: 化学四种基本反应 -
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