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1、普通化学习题课2-化学热力学冯玮2005.9.26主要内容：作业中的问题热力学要点概述热力学中的难点问题例题1.作业中存在的问题：“≈”的使用有效数字解题思路稀溶液依数性的计算lg1.02=0.009先分析反应过程，确定始、终态，再套用原理、公式进行计算分清x,m,c的使用2.热力学要点概述：热力学基本定律：第零定律:平衡的基础第一定律:能量守恒第二定律:热功转换定律第三定律:绝对熵的意义基本函数及其关系：过程函数:Q,W。状态函数:U,H,S,G。过程函数变化值的计算：W的计算：Q的计算：其他具体过程的Q采取
2、实验方法测得状态函数变化值的计算：ΔT=0，Δp=0，等温等压最大非体积功。化学反应ΔHθ，ΔGθ，ΔSθ的查表求算设计过程求ΔH，ΔG，ΔS。3.4判断反应自发性的条件熵判据孤立体系ΔS孤>0吉布斯自由能判据等温等压不做非体积功化学平衡K的定义平衡的物理化学意义Kp，Kc，Kx，Kθ的量纲Kp，Kc，Kx之间的关系热力学方法求平衡常数ΔGTθ=-RTlnKθ=-2.303RTlgKθΔGT=ΔGTθ+2.303RTlgQVan’tHoff等温式：化学热力学体系的缺点只能判断反应的宏观方向（必要条件）只能判断达
3、到平衡态时的状态不能解释具体的反应过程和途径是大量实验事实的总结，能自恰，但缺乏与其他分支的联系3.主要问题热力学标准态标准生成焓，标准熵的使用热力学符号的使用物质聚集形态的考虑平衡的移动热力学标态气态物质处于标准压力1×105Pa(1bar)溶液溶质浓度为1mol·kg-1，对稀溶液可用1mol·dm-3液体和固体标准压力下的纯物质标准生成焓，标准熵的使用定义使用（求算反应的状态函数变化）错误示例：ΔfHmθ-TSmθ=ΔfGmθ热力学符号的使用写清考虑的对象，注明体系和环境！ΔH~~kJΔHθ~~kJ·mo
4、l-1ΔfHmθ,ΔrHmθ等符号的使用物质聚集形态的考虑热化学反应方程式的书写与B.E.相关的计算的查表应用计算Δn平衡的移动压力的影响温度的影响对Q的影响对ΔGθ的影响LeChatelier原理例题真空容器中有一小玻璃泡内装1.000gH2O(l)，在25℃下将玻璃泡打破，有一半水蒸发为蒸气，其蒸气压为3.1642kPa。若25℃时水的质量蒸发焓为2.469kJ·g-1，计算此过程的Q、W、ΔH、ΔS和ΔG。解：以H2O为考虑的对象（体系），其他的相关部分为环境。反应过程为：H2O(l)=H2O(g)由于终
5、态和水的可逆相变气相相同，可以将该过程设计成0.5g水的恒温、恒压可逆相变求算状态函数变化。ΔH=mΔvapH=0.5000g×2.469kJ·g-1=1.234kJΔS=Qr/T=Qr/T=ΔH/T=4.140J·K-1,ΔG=ΔH-TΔS=0ΔV=0,W=0,Q=ΔU=ΔH–ΔngRT=1.166kJ李文斌物理化学例题和习题天津大学出版社1998年4月p94例题理想气体反应如下：3A(g)=B(g)，在压力为101.325kPa、300.15K下测得平衡时40.00%A(g)转化掉。在压力不变时，将温度提高
6、10K，则A(g)有41.00%转化。求上述反应的ΔrHmθ和ΔrSmθ。解：设转化率为α。3A(g)=B(g)1-αα/3pA=p总xA=p总•(1-α)/(1-α+α/3)=(1-α)p总/(1-2α/3)pB=p总xB=p总•(1-xA)=αp总/3(1-2α/3)Kθ=(pB/pθ)/(pA/pθ)3=α(1-2α/3)2pθ2/(1-α)3p总2代入数据，求得Kθ300.15K=0.32334,Kθ310.15K=0.34225李文斌物理化学例题和习题天津大学出版社1998年4月p131例题理想气体反
7、应如下：3A(g)=B(g)，在压力为101.325kPa、300.15K下测得平衡时40.00%A(g)转化掉。在压力不变时，将温度提高10K，则A(g)有41.00%转化。求上述反应的ΔrHmθ和ΔrSmθ。续解：由ΔrHmθ-TΔrSmθ=ΔrGmθ=-RTlnKθ分别将300.15K和310.15K的数据代入，得ΔrHmθ-300.15K·ΔrSmθ=-8.314J·K-1·mol-1·300.15K·ln0.32334ΔrHmθ-310.15K·ΔrSmθ=-8.314J·K-1·mol-1·310.
8、15K·ln0.34225联立解得：ΔrHmθ=4.399×103J·mol-1ΔrSmθ=5.269J·K-1·mol-1李文斌物理化学例题和习题天津大学出版社1998年4月p131作业第六章化学平衡（第二版）：6.3,6.7,6.19,6.21.（第三版）：6.3,6.7,6.19,6.21.05-9-28交ftp://ftp.chem.pku.edu.cn/yanchunhua/
