A. 热力学中对于一个化学反应系统,如何判断过程的方向性
只需查表计算所有物质的吉布斯自由能,然后两个状态中各成分的吉布斯自由能都加起来,小的一方必为生成物。根本依据是熵增原理,但吉布斯自由能的计算已成体系,各种状态下的常见物质的吉布斯自由能都以做成表格,故用此法。亦可计算熵增,但甚繁。
B. 化学反应自发的方向是怎么判断的
ΔG=ΔH-TΔS
(Kj/mol)
吉布斯自由能相关书籍封面(1)
G叫做吉布斯自由能。因为H、T、S均为状态函数,所以G为状态函数吉布斯自由能的变化可作为恒温、恒压过程自发与平衡的判据。
吉布斯自由能改变量。表明状态函数G是体系所具有的在等温等压下做非体积功的能力。反应过程中G的减少量是体系做非体积功的最大限度。这个最大限度在可逆途径得到实现。反应进行方向和方式判据。
吉布斯自由能的变化可作为恒温、恒压过程自发与平衡的判据。
吉布斯自由能随温度和压强变化很大。为了求出非标准状况下的吉布斯自由能,可以使用范特霍夫等温公式:
ΔG
=
ΔG0
+
RT
\ln
J
其中,ΔG0是同一温度、标准压强下的吉布斯自由能,R是气体常数,J是反应熵。
温度的变化在ΔG0的使用上表现出来,不同的温度使用不同的ΔG0。非标准状况的ΔG0需要通过定义式(即吉布斯等温公式)计算。压强或浓度的变化在J的表达上表现出来
>W非
反应以不可逆方式自发进行
=W非
反应以可逆方式进行
<W非
不能进行
若反应在等温等压下进行不做非体积功,即W非=0则
<0
反应以不可逆方式自发进行
=0
反应以可逆方式进行
>0
不能进行
等温等压下体系的吉布斯自由能减小的方向是不做非体积功的化学反应进行的方向。
任何等温等压下不做非体积功的自发过程的吉布斯自由能都将减少。
在等温等压反应中,如果吉布斯自由能为负,则正反应为自发,反之则逆反应自发。如果为0,则反应处于平衡状态。此时,根据范特霍夫等温公式,ΔG
=
ΔG0
+
RT
\ln
J,J变成平衡常数,于是有:
ΔG0
=
-RT
ln
K
要注意,使用范特霍夫等温公式时,ΔG和ΔG0的温度一定要相等。
这样,我们可以推出以下结论:
ΔG0>0时,K<1;
ΔG0=0时,K=1;
ΔG0<0时,K>1。
C. 如何由熵变和焓变判断化学反应的方向
一般说来,可以由熵变判断反应自发进行的方向:ΔS>0,反应朝无序状态进行。
但是,这不能作为判断标准,准确的话,需要用自由能变化判断,即ΔG<0.
ΔG=ΔH-TΔS
D. 化学平衡常数怎样判断反应进行方向
首先明确平衡常数的概念,K得知越大,反应进行的程度越大.设任一时刻的平衡数(即同样应应用K的计算式,但为某一时刻的)为Q
Q=K,说明反应平衡
Q>K,说明应向逆向进行.
Q
E. 通过热力学计算能预测任何一个化学反应进行的方向和限度对不对
理解标准熵、标准生成吉布斯函数变、标准平衡常数等有关概念;掌握反应的熵变与吉布斯函数变的求算方法;熟悉等温等压条件下化学反应进行方向的判断方法;掌握吉布斯方程及转化温度的计算方法;掌握标准平衡常数()的表达和与标准吉布斯函数变的关系及化学平衡的相关计算;了解影响化学平衡移动的有关因素。
知识点与考核点
1.熵(S)
系统内微观质点混乱度的量度。(k是Boltzmann常数,是微观状态数(与混乱度密切相关)。熵是状态函数。
2. 热力学第三定律
在0K时,任何纯物质、完整晶体的绝对熵为0,(固体在0K时,任何物质的
热运动停止,只有一种微观状态,即Ω=1)。
3. 标准摩尔熵()
一定温度下,1mol纯物质在标准情况下的规定熵。
人为规定:处于标准条件下的水合H+ 离子的标准熵为零,其它离子的标准
熵为其相对值。
4.影响熵的因素
1 相同物质Sg > Sl > Ss;
2 分子数越多、分子量越大、物质结构越复杂,熵越大;
3 固体溶解于水,熵增加,而气体溶解于水,熵减小;
④ 温度越高,熵越大。
5.反应熵变的计算
对化学反应aA + f F = gG + dD
gSθm,G + dSθm,D – aSθm,A – fSθm,F =。
注意:①计量系数;②物质的聚集状态。
6. 熵变与化学反应方向
等温等压条件下,熵变大于零(> 0)有利于变化过程自发进行,但
不能单独作为判断化学反应方向的标准。
7. 焓变与化学反应方向
等温等压条件下,焓变小于零(> 0)有利于变化过程自发进行,但
不能单独作为判断变化过程方向的标准。
8. 吉布斯函数
(为状态函数,为复合函数)。
9. 吉布斯函数变
(恒温、恒压下反应的推动力)(不是状态函数)。
10. 标准摩尔生成吉布斯函数(
F. 如何通过计算,预测化学反应的方向
根据吉布斯自由能公式△G=△H-T△S可以算出来。若△G<0,则反应向右进行。
G. 化学,怎样判断反应进行的方向
勒夏特列原理,假设反应平衡,反应物与生成物有一个固定的比例,通过判断实际比例与平衡时的比例即可判断反应方向
H. 如何判断一个反应进行的方向
根据焓变(H)和熵(S)变即自由能的值共同判断△G=△H-T△S:
1、△H<0,△S>0,△G<0,反应自发
2、△H>0,△S<0,△G>0,反应不能自发
3、△H>0,△S>0或△H<0,△S<0,反应的自发进行与条件(温度)有关