无机化学热力学复习

298K,指定单质的△fH ø m ， S ø m ， △fG ø m皆为0吗?
（三）反应的△rH ø m ， △rS ø m ， △rG ø m 的计算通式
△rH ø m = ∑vi△fH ø m（生成物）- ∑vi△fH ø m （反应物） △rS ø m = ∑viS ø m（生成物） ∑viS ø m （反应物） △rG ø m = ∑vi△fG ø m（生成物）- ∑vi△fG ø m （反应物）

（计算）
化学热力学：知识点
• 焓变、等压热效应和等容热效应的定义和相互关系 • fHm 和rHm、 Sm 和rSm 以及fGm和rGm之间的 关系 • 盖斯定律 • G = H –TS •
r H m（298 K ) T转＝ rSm（298 K )
5.解： 根据质量作用定律，此反应又是基元反应，故有： 1 v1 k NO O 2 k 0.3 0.2 0.018k
单位换算
化学热力学计算
试求反应MgCO3(s) == MgO(s)+CO2(g)的下列物理量： 1. 在298K，100kPa下的rHm(298K), rSm(298K), rGm(298K); 2. 在1200K时的rGm(1200K)和K(1200K)； 3. 在100kPa压力下（即PCO2=100kPa）进行分解的最低温 度。
（四） △G 、△H 和△S间的关系-------吉一赫方程
△G
（计算）
ø
= △H
ø
(298K) - T△S
ø
(298K)
（标准态）
用于非298K,标准态下反应自发性的判断
• （五）范托夫等温方程
△rG = △rG + RT lnQ （计算） 非标准态下反应自发性的判断
二、热力学三大定律 • （一）第一定律 • 公式： △U = Q + W (正负号规定) （计算） • 其中： △U = Qv （恒容，不做其他功） • △H = Qp （恒压，不做其他功） •
浓度的影响 影响 温度的影响 压力的影响
= Kc (RT) △n
里· 查德里原理
化学平衡
六、平衡常数——多相反应的平衡常数(Kø混=?)（填空）
① 稀水溶液的反应，液态水不写在平衡常数表达式 中，但水蒸气的要写 ②反应中纯固体、纯液体的浓度不写在平衡常数表达 式中
K 2 r H T2 T1 ln R T2T1 K1



6、反应2SΒιβλιοθήκη Baidu2（g）+O2(g)
2SO3(g)，在T=1000时，
K =3.45。试判断当p(SO2）=20kPa, p(O2)=10kPa， p(SO3)=100kPa时反应进行的方向。
[ p ( SO3 ) / p ]2 (100 /100) 2 Q 250 K [ p ( SO2 ) / p ]2 [ p (O2 ) / p ] (20 /100) 2 (10 /100) 反应逆向进行。
v平 = vB-1 △cB/ △t
二、基元反应、非基元反应和反应级数的概念； 理解质量作用定律的内容及适用范围, 对基元反应会利用质量作用定律写出速率方程, 会判断反应总级数
三、会熟练应用一级反应速率方程和半衰期公式。
LnC/C0 = -k t t 1/ 2 =0.693/ k
四、牢固掌握阿累尼乌斯公式及其应用。
2 2MnO4 (aq) 5SO32 (aq) 6 H (aq) 2Mn2 (aq) 5SO4 (aq) 3H 2O(l )
⑵
CaCO3 (s) CaO(s) CO2 ( g )
⑴
[ p ( NO2 ) / p ]2 K [ p ( NO) / p ]2 [ p(O2 ) / p ]
rGm =ifGm(生成物) ifGm(反应物)
1、充氧的球形容器体积为2.00×10-4m3，压力为100kPa，它与另一个 充有氮气的球相联接，氮气体积为4.00×10-4m3，压力为25.0kPa。若令 两容器连通，气体混合后温度不变，求： （1）氧气的分压；（2）混合气体的总压力。
'
1 ' ' (2)V V , c 2c, v 8v 2 ' ' (3)c ( NO ) 3c( NO), v 9v
3.写出下列反应的平衡常数 K 的表达式： ⑴ ⑶ ⑷
2 NO( g ) O2 ( g ) 2 NO2 ( g )
AgCl (s) Ag (aq) Cl (aq)
K p(CO2 ) / p ⑵
K [c( Ag ) / c ] [c(Cl ) / c ] ⑶
2 [c( Mn 2 ) / c ]2 [c( SO4 ) / c ]5 ⑷ K [c( MnO4 ) / c ]2 [c( SO52 ) / c ]5 [c( H ) / c ]6
逆─ ─可逆反应 动─ ─υ正＝υ逆≠0 定─ ─各物质浓度保持不变 特征 度─ ─定温下,反应可进行的最大限度 变─ ─条件改变,平衡被破坏
内容:可逆反应aA+bB 化 学 平 衡
g h
gG+Hh
化学平衡原理 原理 多重平衡规则 平衡 常数
[G] [ H ] K a b [ A] [ B ]
Kc、Kp的表达式 关系：Kp
4、298.15K时已知下列化学平衡 （1）FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g); K1=0.403 (2) FeO(s) + H2(g) Fe(s)+H2O(g); K2=0.669 计算反应：CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)的K。
K K 2 / K1 1.66
解： ⑴
PCl5 ( g ) PCl3 ( g ) Cl2 ( g )
起始浓度/（mol L ） 平衡浓度/（mol L ）
1 1
0.70 2.0
0
0
0.70 0.50 2.0
0.50 2.0
0.50 2.0
c( PCl3 )c(Cl2 ) Kc c( PCl5 ) (0.25mol L1 ) 2 0.62mol L1 0.10mol L1
v3 1.152k 64 v1 0.018k
化学热力学计算
计算下列反应在298.15K，标准大气压下的焓变、 等压热效应和等容热效应 CH4(g)+4CuO(s)==CO2(g)+2H2O(l)+4Cu(s) 已知fHm(CH4,g)= - 74.85 kJmol-1, fHm(CuO,s)= - 157 kJ mol-1, fHm(CO2,g)= - 393.5 kJ mol-1, fHm(H2O,l)= - 285.8 kJ mol-1
化学热力学计算
298K时，反应SiO2(s)+4HF(g)→SiF4(g)+2H2O(g) 和 SiO2(s)＋4HCl(g)→SiCl4(g)＋2H2O(g) fGm(SiO2,s)＝- 856.7 KJ· -1， mol fGm(HF,g)＝- 273.0 KJ· -1， mol fGm(SiF4,g)＝- 1512.7 KJ· -1， mol fGm(H2O,g)＝- 228.6 KJ· -1， mol fGm(HCl,g)＝- 95.3 KJ· -1， mol fGm(SiCl4,g)＝- 621.7 KJ· -1。 mol 计算上述两反应在298K时的rGm并判断在标准状态时 反应进行的方向
（二）第二定律 用于判断反应自发的方向： △G ﹤0 正反应自发（计算） △G ﹥0 逆反应自发 △G = 0 平衡态（可逆反应） • （三）第三定律 • 0 K，任何纯物质的完美晶体的 S m= 0 。 • 熵的影响因素(状态,温度 )。
化学反应速率和化学平衡
一、掌握速率方程的浓度表达式。 v瞬 = vB-1 dcB/ dt（选择）
同一气体：p1 V1 p 2 V2 100kPa 2.00 104 m3 p (O2 ) 33.33kPa 4 4 3 (2.00 10 +4.00 10 )m 25.0kPa 4.00 104 m3 p (N 2 ) 16.67kPa 4 4 3 (2.00 10 +4.00 10 )m p总 p(O2 ) p(N 2 ) 33.33+16.67=50kPa
解答
1. 盖斯定律 rHm =ifHm(生成物) ifHm(反应物) 2. rHm = Qp 3. Qp = Qv + pV = Qv + nRT n只计算气体
化学热力学计算
计算反应CO(g)+H2O(g)==CO2(g)+H2(g) 在773K时的rGm及Kp。（设273K→ 773K范围内 的rHm和rSm保持不变。） 解: rHm=[(393.51)+0][(110.52)+(241.82)] = 41.17(kJmol-1) rSm= (213.6+130.58)(197.56+188.72) = 42.1(JK-1mol-1)
PCl P102. 8 反应：5 ( g ) PCl3 ( g ) Cl2 ( g ) ⑴ 523K时，将0.70mol的 PCl5 注入容积为2.0L的密闭容器中，平衡时有 0.50mol的PCl5 被分解了。试计算该温度下的平衡常数 K c 、 和 PCl5 的 K 分解百分数。 ⑵ 若在上述容器中已达到平衡后，在加入10mol Cl2，则PCl5 的分解百分数 与未加 Cl2 时相比有何不同？ ⑶ 如开始时注入0.70mol的 PCl5的同时，注入0.10mol Cl2 ，则平衡时PCl5 的分解百分数又是多少？比较（2）、（3）所得结果，可得出什么结论？
化学热力学初步
一、四大热力学函数U、H、S、G
• （一）互相关系： ∣ U ∣ pV∣ ￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣ ∣ H ∣ H = U + pV ￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣ ∣TS ∣ G ∣ G = H - TS ￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣
（二）物质的 △fH ø m ， S øm ，
△fG ø m 的含义
2、在一定的温度范围内，反应2NO（g）+Cl2（g）→2NOCl(g)为基元 反应。 （1）写出该反应的速率方程式; (2) 其它条件不变，若将容器的体积缩小到原来的1/2时，反应速率如 何变化？ （3）若容器体积不变，将NO的浓度增加到原来的3倍，反应速率又如 何变化？ 2 c 2
(1)v k c ( NO ) c(Cl )
k2 Ea T2 T1 lg k1 2.303R T2 T1
（计算）
1、已知T1、T2 下的k1, k2或比值k2 / k1求活化能Ea
2、若已知活化能Ea和某温度T1下的k1 ，也可求其
它温度T2下的k2 =？
催化剂的特点
●催化剂同等程度改变正逆反应。 ●催化剂不能改变反应自发的方向。 ●催化剂并不改变反应体系的始态和终态。 ●催化剂有特殊的选择性。 （选择题）
2 2
2
v2 k NO O 2 k 0.6 1.2 0.43k
2 2
3 将NO和O 2看作理想气体，则压力增加4倍时，
气体的浓度将相应增加到原来的4倍，即
v2 0.43k 24 v1 0.018k
NO 4 0.3 mol L 1.2 mol L1 O2 4 0.2 mol L1 0.8 mol L1 2 v3 k 1.2 0.8 1.152k
解答
1.
2. 3. 4.
盖斯定律 =ifHm(生成物) ifHm(反应物) rGm(T) = rHm(298K) –TrSm(298K) rGm(T)＝－2.303RTlgK(T)
rHm
r H m（298 K ) T转＝ rSm（298 K )