A. 熱力學中對於一個化學反應系統,如何判斷過程的方向性
只需查表計算所有物質的吉布斯自由能,然後兩個狀態中各成分的吉布斯自由能都加起來,小的一方必為生成物。根本依據是熵增原理,但吉布斯自由能的計算已成體系,各種狀態下的常見物質的吉布斯自由能都以做成表格,故用此法。亦可計算熵增,但甚繁。
B. 化學反應自發的方向是怎麼判斷的
ΔG=ΔH-TΔS
(Kj/mol)
吉布斯自由能相關書籍封面(1)
G叫做吉布斯自由能。因為H、T、S均為狀態函數,所以G為狀態函數吉布斯自由能的變化可作為恆溫、恆壓過程自發與平衡的判據。
吉布斯自由能改變數。表明狀態函數G是體系所具有的在等溫等壓下做非體積功的能力。反應過程中G的減少量是體系做非體積功的最大限度。這個最大限度在可逆途徑得到實現。反應進行方向和方式判據。
吉布斯自由能的變化可作為恆溫、恆壓過程自發與平衡的判據。
吉布斯自由能隨溫度和壓強變化很大。為了求出非標准狀況下的吉布斯自由能,可以使用范特霍夫等溫公式:
ΔG
=
ΔG0
+
RT
\ln
J
其中,ΔG0是同一溫度、標准壓強下的吉布斯自由能,R是氣體常數,J是反應熵。
溫度的變化在ΔG0的使用上表現出來,不同的溫度使用不同的ΔG0。非標准狀況的ΔG0需要通過定義式(即吉布斯等溫公式)計算。壓強或濃度的變化在J的表達上表現出來
>W非
反應以不可逆方式自發進行
=W非
反應以可逆方式進行
<W非
不能進行
若反應在等溫等壓下進行不做非體積功,即W非=0則
<0
反應以不可逆方式自發進行
=0
反應以可逆方式進行
>0
不能進行
等溫等壓下體系的吉布斯自由能減小的方向是不做非體積功的化學反應進行的方向。
任何等溫等壓下不做非體積功的自發過程的吉布斯自由能都將減少。
在等溫等壓反應中,如果吉布斯自由能為負,則正反應為自發,反之則逆反應自發。如果為0,則反應處於平衡狀態。此時,根據范特霍夫等溫公式,ΔG
=
ΔG0
+
RT
\ln
J,J變成平衡常數,於是有:
ΔG0
=
-RT
ln
K
要注意,使用范特霍夫等溫公式時,ΔG和ΔG0的溫度一定要相等。
這樣,我們可以推出以下結論:
ΔG0>0時,K<1;
ΔG0=0時,K=1;
ΔG0<0時,K>1。
C. 如何由熵變和焓變判斷化學反應的方向
一般說來,可以由熵變判斷反應自發進行的方向:ΔS>0,反應朝無序狀態進行。
但是,這不能作為判斷標准,准確的話,需要用自由能變化判斷,即ΔG<0.
ΔG=ΔH-TΔS
D. 化學平衡常數怎樣判斷反應進行方向
首先明確平衡常數的概念,K得知越大,反應進行的程度越大.設任一時刻的平衡數(即同樣應應用K的計算式,但為某一時刻的)為Q
Q=K,說明反應平衡
Q>K,說明應向逆向進行.
Q
E. 通過熱力學計算能預測任何一個化學反應進行的方向和限度對不對
理解標准熵、標准生成吉布斯函數變、標准平衡常數等有關概念;掌握反應的熵變與吉布斯函數變的求算方法;熟悉等溫等壓條件下化學反應進行方向的判斷方法;掌握吉布斯方程及轉化溫度的計算方法;掌握標准平衡常數()的表達和與標准吉布斯函數變的關系及化學平衡的相關計算;了解影響化學平衡移動的有關因素。
知識點與考核點
1.熵(S)
系統內微觀質點混亂度的量度。(k是Boltzmann常數,是微觀狀態數(與混亂度密切相關)。熵是狀態函數。
2. 熱力學第三定律
在0K時,任何純物質、完整晶體的絕對熵為0,(固體在0K時,任何物質的
熱運動停止,只有一種微觀狀態,即Ω=1)。
3. 標准摩爾熵()
一定溫度下,1mol純物質在標准情況下的規定熵。
人為規定:處於標准條件下的水合H+ 離子的標准熵為零,其它離子的標准
熵為其相對值。
4.影響熵的因素
1 相同物質Sg > Sl > Ss;
2 分子數越多、分子量越大、物質結構越復雜,熵越大;
3 固體溶解於水,熵增加,而氣體溶解於水,熵減小;
④ 溫度越高,熵越大。
5.反應熵變的計算
對化學反應aA + f F = gG + dD
gSθm,G + dSθm,D – aSθm,A – fSθm,F =。
注意:①計量系數;②物質的聚集狀態。
6. 熵變與化學反應方向
等溫等壓條件下,熵變大於零(> 0)有利於變化過程自發進行,但
不能單獨作為判斷化學反應方向的標准。
7. 焓變與化學反應方向
等溫等壓條件下,焓變小於零(> 0)有利於變化過程自發進行,但
不能單獨作為判斷變化過程方向的標准。
8. 吉布斯函數
(為狀態函數,為復合函數)。
9. 吉布斯函數變
(恆溫、恆壓下反應的推動力)(不是狀態函數)。
10. 標准摩爾生成吉布斯函數(
F. 如何通過計算,預測化學反應的方向
根據吉布斯自由能公式△G=△H-T△S可以算出來。若△G<0,則反應向右進行。
G. 化學,怎樣判斷反應進行的方向
勒夏特列原理,假設反應平衡,反應物與生成物有一個固定的比例,通過判斷實際比例與平衡時的比例即可判斷反應方向
H. 如何判斷一個反應進行的方向
根據焓變(H)和熵(S)變即自由能的值共同判斷△G=△H-T△S:
1、△H<0,△S>0,△G<0,反應自發
2、△H>0,△S<0,△G>0,反應不能自發
3、△H>0,△S>0或△H<0,△S<0,反應的自發進行與條件(溫度)有關