工程化学教案 第一章 以气体反应为例：aAg+bBg→gGg+dDg△Gr=△，Gr+2.303RTgQ 该方程称热力学等温方程(nt Hoff等温式)。 J=(pGpy-(pDp-(pp)(pBpb,J为反应商 对于非气体反应则J=(ce/cy(co/c1-(ca(c/)。 说明：1)R=8314JKmo,注意单位的统一：2)反应是等温过程，dT=0。 由于一般反应的RT数值较小，对△，G影响不太大，在通常情况下，可用△.G来近似 判断以下反应的自发性，在恒温恒压下，有： △，G<-40kmo,反应或过程自发进行： △G9>40kmol',反应或过程自发可能性很小或非自发： -40<△，G<40 kJ-mol,需具体分析。 (4)用△G判断反应自发性的应用 以△，G判断一个反应在标态下进行的条件，即反应温度范围如何？标态自发为 △，G9≈△H298-T△S29g<0。△rS9298>0→T>△H298/△rS29g: △S29<0→T<△H29△S29g。 例：在室温下，金属铜线暴露于空气中时，其表面逐渐覆盖一层黑色氧化铜C0。当 此时铜线被△超过一定温度时，黑色氧化物就转化为红色氧化物Cu2O,在更高温度时，氧化 物覆盖层会逐渐消失，若将反应是在标准压力条件下进行的。试从化学热力学观点简单说明 此实验在加热后所发生的现象。 解：依题意有：2Cu0→Cu20+1/202eCu0→2Cu+1/202e △/kJ-mol1-157.3-168.60 -168.600 sJK-1moH42.6393.14205.0393.1433.15205.03 △HP298=-168.6+0-2(-157.3)=146.0kJmo、 △H29%=0+0-(168.6)=168.6kJmo △rS29%=110.40(K1mol)、△S29%=75.68(JK1mo) 均是在标态下反应，故A,G≈AH8-TAS°g<0为自发反应的条件，又ASs>0,故自发 进行的条件为：T>4H°2w/△，S28:T1>146.0×10110.40=1322K、T2>168.6×10375.68= 2228K。显然，随着温度的升高，反应A先达到△G<0,故黑色氧化铜先分解为红色氧化 工程化学教案 第一章 • • 17 以气体反应为例：aA(g) + bB(g) → gG(g) + dD(g) rGT = rG T + 2.303RTlgQ 该方程称热力学等温方程（Vant Hoff 等温式）。 J = (pG/p ) g ·(pD/p ) d ·(pA/p ) -a ·(pB/p ) -b，J 为反应商 对于非气体反应则 J = (cG/c ) g·(cD/c ) d·(cA/c ) -a ·(cB/c ) -b ]。 说明：1） R = 8.314 J·K-1·mol-1，注意单位的统一；2） 反应是等温过程，dT = 0。 由于一般反应的 RTlnJ 数值较小，对rG 影响不太大，在通常情况下，可用rG来近似 判断以下反应的自发性，在恒温恒压下，有： rG < -40 kJ·mol-1，反应或过程自发进行； rG > 40 kJ·mol-1，反应或过程自发可能性很小或非自发； -40 < rG < 40 kJ·mol-1，需具体分析。 （4）用rG判断反应自发性的应用 以rG判断一个反应在标态下进行的条件，即反应温度范围如何？标态自发为 rG  rH 298 - TrS  298 < 0。rS  298 > 0 → T > rH 298/rS  298； rS  298 < 0 → T < rH 298/rS  298。 例：在室温下，金属铜线暴露于空气中时，其表面逐渐覆盖一层黑色氧化铜 CuO。当 此时铜线被超过一定温度时，黑色氧化物就转化为红色氧化物 Cu2O，在更高温度时，氧化 物覆盖层会逐渐消失，若将反应是在标准压力条件下进行的。试从化学热力学观点简单说明 此实验在加热后所发生的现象。 解：依题意有：2CuO(s) → Cu2O(s) + 1/2 O2(g) Cu2O(s) → 2Cu + 1/2 O2(g) fH /kJ·mol-1 -157.3 -168.6 0 -168.6 0 0 S  /J·K-1·mol-1 42.63 93.14 205.03 93.14 33.15 205.03 rH 298 = -168.6 + 0 - 2(-157.3) = 146.0 kJ·mol-1、 rH 298 = 0 + 0 - (-168.6) = 168.6 kJ·mol-1 rS  298 = 110.40 (J·K-1·mol-1 ) 、 rS  298 = 75.68 (J·K-1·mol-1 ) 均是在标态下反应，故rG  rH 298 - TrS  298 < 0 为自发反应的条件，又rS  298 > 0，故自发 进行的条件为：T > rH 298/rS  298：T1 > 146.0×103 /110.40 = 1322 K、T2 > 168.6×103 /75.68 = 2228 K。显然，随着温度的升高，反应 A 先达到rG < 0，故黑色氧化铜先分解为红色氧化