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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 (1)
所以温度升高,平衡常数减小.
答:不正确.
因为化学反应的“”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:
(2)
结合式(1)及(2),并整理可得:
(3)
由式(3)可知,对于放热反应(<0),温度升高,平衡常数减小;对于吸热反应
(>0),温度升高,平衡常数将增大.
[例2]. 判断公式是否正确,为什么?
答:不正确.
由上式可知,温度改变,反应的焓(或熵)变尽管不变,即:
由于反应的是温度的函数,改变温度,
将发生变化.
此时:
[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,
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:
(4)
由式(4)可得:
(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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