余高奇博客分享 http://blog.sciencenet.cn/u/yugaoqi666 经典热力学也称平衡态热力学,研究系统由一个热力学平衡态变化至另一个热力学平衡态的准静态过程的自发性; 它是真实热力学过程发生的必要条件。

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典型无机热力学题目解析(二)

已有 2950 次阅读 2023-12-22 10:22 |系统分类:教学心得

       本文拟结合平衡态热力学基本原理,解析三道典型无机热力学简答题[1],供参考.

[例1]. 因为image.png        (1)

        所以温度升高,平衡常数减小.

 答:不正确.

        因为化学反应的“image.png”也是温度的函数.

        一定温度范围内,反应的焓变与熵变与温度无关,可近似用298.15K温度下的焓变与熵变代替任意温度下

的焓变与熵变,则:

      image.png    (2)

        结合式(1)及(2),并整理可得:

        image.png      (3)

       由式(3)可知,对于放热反应(image.png<0),温度升高,平衡常数减小;对于吸热反应

image.png>0),温度升高,平衡常数将增大.

[例2]. 判断公式image.png是否正确,为什么?

   答:不正确.

    image.png

     由上式可知,温度改变,反应的焓(或熵)变尽管不变,即:

      image.png

       image.png    

      由于反应的image.png是温度的函数,改变温度,image.png将发生变化.

      此时:image.png

 [例3].CaCO3在常温下不分解,是因为其分解反应为吸热反应;在温度高于1173K下分解,表明该反应此时为

放热反应.

   答:不正确.

    焓变是影响化学反应自发性的重要因素. 通常情况下,放热反应有利于反应的自发性.

    热力学认为,在恒温、恒压及环境不提供有效功的前提下,

     image.png 

     以上也称自发性G判据. 

     通常热力学认为影响反应自发性的因素除了焓变外,还包括熵变与温度,参见如下式(4)所示:

     image.png  (4)

     由式(4)可得:

     image.png     (5)

     CaCO3的热分解反应,焓变与熵变均大于0,为吸热反应.

     T>Tc,热分解反应自发;

     T<Tc,热分解反应非自发;

     T=Tc,热分解反应平衡.

参考文献

[1]天津大学无机化学教研室编. 无机化学(第二版,上册).高等教育出版社,1992,5:67.




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