?rH?m=
???f Hm(生成物)－
??f?（反应物） Hm–1
△rH?(1) = (–1160.6 +135.6 ) – (–494.63 + 813.99 ) = –1344.36 kJ·mol m2KNO3（s）+H2SO4（l）= K2SO4（s）+2HNO3（g）方程（2）
–?/（kJ?mol1）–469.63 813.99 –1437.79 135.6 ?fHm△rH? (135.6)] – [2× (–469.63) + 813.99]= –1041.32 kJ·mol–1 m(2)= [–1437.79) + 2×HNO3的相对分子量为63， 1 kg HNO3的物质的量n =制取1 kg HNO3(g)时的反应热为
1000=15.9 (mol) 6380%?15.9???1344.36??20%?15.9???1041.32???2.04?104kJ?kg?1
9．甘油三油酸脂是一种典型的脂肪，当它在人体内代谢时发生下列反应 C57H104O6（s）+ 80 O2（g）= 57CO2（g）+52H2O（l）
?该反应的?rHm= –3.35×10 4 kJ·mol
–1
，问如以当代男大学生平均每人每日耗能
10125.3kJ，且以完全消耗这种脂肪来计算，每天需消耗多少脂肪？
解：每天消耗脂肪物质的量n?10125.3??rHm?10125.3?0.302(mol)
33500该脂肪相对分子量为884； 每天消耗脂肪的质量为 0.30×884=267.0 (g)
10．葡萄糖（C6H12O6）完全燃烧反应的方程式为 C6H12O6（s）+ 6O2（g）= 6CO2（g）+ 6H2O（l）
该反应的?rHm= –2820 kJ·mol1 ，当葡萄糖在人体内氧化时，上述反应热的约40%
–
Θ可用于肌肉活动的能量。试计算一匙葡萄糖（以3.8g计）在人体内氧化时，可获得的肌肉活动能量。
解：葡萄糖相对分子量为180；一匙葡萄糖(3.8g)的物质的量为 3.8 / 180 = 0.021(mol) 一匙葡萄糖被氧化放出的热量为
?0.021?ΔrHm = 0.021 ×2820 = 59.2 kJ
可获得的肌肉活动能量 59.2×40% = 23.7 kJ
11．辛烷是汽油的主要成分，根据附录的有关数据计算下列两个反应的热效应，并从计算结果比较可以得到什么结论（已知：?fHm（C8H18，l）=–218.97 kJ·mol1）？
–
Θ（1）完全燃烧 C8H18（l）+ O2（g）→CO2（g）+ H2O（l） （2）不完全燃烧 C8H18（l）+ O2（g）→C（s）+ H2O（l）
解：据附录查得下列物质C8H18(l), O2 (g) , CO2 (g),C(s), H2O(l)的标准生成焓变
分别为218.97kJ.mol–1, 0, –393.5 kJ.mol–1, 0, –285.83 kJ.mol–1
?rH?m=
???f Hm(生成物) －
???f Hm(（反应物）
C8H18（l）+（25/2）O2（g）= 8CO2 （g） + 9H2O（g）
–?/（kJ?mol1）–218.97 0 – 393.5 – 241.82 ?fHm1
△rH?m(1)= 8 ( – 393.5) + 9 (285.83) – 0 – (–218.97) = –5105.41 kJ·mol
–
C8H18（l）+（9/2）O2（g）= 16C （s） + 9H2O(g)
–?/（kJ?mol1） –218.97 0 0 – 285.83 ?fHm1
△rH?m(2)= 0 + 9 (– 285.83 ) –0 – (–218.97) = 2395.35 kJ.·mol
–
?△rH?(1) >> △Hrmm(2)，
结论：完全燃烧放热量大。
第二章 化学反应进行的方向和限度
教学内容
1. 焓变与变化方向； 2. 熵变与变化方向； 3. 吉布斯函数变与变化方向； 4. 化学反应的限度——化学平衡。
教学要求
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（K）的表达和K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。S?klnΩ（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（Sm）
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
??rSm? gSθm，G + dSθm，D – aSθm，A – fSθm，F ＝??BS?m,B。
B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（?S＞ 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（?H＞ 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
G?H?TS （G为状态函数，为复合函数）。
9． 吉布斯函数变
?G??H?T?S(恒温、恒压下反应的推动力)（?G不是状态函数）。 ．．．．．．
10. 标准摩尔生成吉布斯函数(ΔfGm?)
在一定温度，标准状态下，由最稳定单质生成1mol 纯物质时反应的标准吉布斯函数变。
?11. 化学反应标准吉布斯函数变(?rGm)的计算
对化学反应 aA + f F ＝ gG + dD
θθθθ??= gΔfGm，G + dΔfGm，D — aΔfGm，A — fΔfGm，F =??B?fGm?rGm,B
B注意：①计量系数，②物质的聚集状态。 12．ΔG 与ΔS、ΔH及T 的关系 ΔH ΔS 反应自发性 自发 非自发 ΔG =ΔH–TΔS – + 1 –（放热） +（熵增） 2 +（吸热） –（熵减） 3 4
+ – + – 不定（升高温度，ΔG由+变 –，利于自发） 不定（升高温度，ΔG由–变+，不利于自发） 13．等温、等压，判断变化过程自发进行方向的判据 ΔG ＜ 0 过程正向自发进行
ΔG = 0 处于平衡状态 ΔG ＞ 0 过程逆向自发进行
?14．?rGm与?rGm的区别
反应进度?=1时的吉布斯函数变。 ?rGm是指参加反应物系中各物质处于任意状态下，
由它判断（等温等压）实际条件下系统自发变化过程方向的判据，?rGm< 0，过程能正向自发进行。
?而?rGm指反应系统中各物质都处在标准态下(规定气体的分压为100kPa，溶液浓度为
1 mol·L1，确切地讲是各物质的活度都等于1)，的吉布斯函数变，它只说明标准态下反应
–
?自发进行的趋势。对指定反应，在一定温度下，?rGm是个确定的值。根据
???计算标准平衡常数，可见?rGm是决定反应限度的物?rGm??RTlnK?，可以由?rGm??理量。当?rGm很大或很小时，也可用来近似判断变化过程方向。一般认为，若?rGm＜－?40kJ·mol1，反应可自发进行；?rGm＞+40kJ·mol1，反应不能自发进行（因为此时K–
–
–
–
??已经非常小）。若反应40kJ·mol1＜?rGm＜+40kJ·mol1，则要根据反应的具体条件,根
?据?rGm=?rGm+RTlnJ来计算?rGm值，再判断变化过程方向。
15．转化温度
一般认为反应的?rHm和?rSm与温度关系不大，这可以从化学热力学计算来进行说明。
例如反应CO(g)?1O2(g)?CO2(g)，若在298.15K、标准态下进行则有 21????(CO2,g)?[?fHm(CO,g)??fHm(O2,g)] ?rHm(298.15K)??fHm2–
= –393.51 – ( – 110.53+ 0 ) = – 282.98 kJ·mol1，
??rHm(398.15K)?– 285.0 kJ·mol–1
(此计算只是为了说明问题，不是大学化学课程要求的内容)
?可以看出，当此反应由298.15K 升温100K至398.15K时，?rHm仅增加了0.71%，所以温
?度变化不大时，可以认为?rHm基本不变。
?同样，当升高温度时，系统中的反应物和生成物的标准摩尔熵(Sm)以近似相同的倍数?增加，致使反应的标准摩尔熵变（?rSm）变化不大。
ΘΘ?所以可以用?rSm(298K)和?rHm(298K)近似求得 ?rGm(T)，
； ?rGm= 0 系统处于平衡状 ?rGm（??rH（?T?rS（、T）m298K）m298K）??rHm(298K)态（转化点）， 转化温度T = ??rSm(298K)??（应用此公式的前提是?rSm和?rHm与温度关系不大）
例： (1）碳酸钙在常温、常压下是否能自发分解；
（2）若改变温度可以改变其反应方向，求转化温度。 解：（1）查表 CaCO3(s) = CaO(s) + CO2 ΔfGm/（kJ·mol–1）－1128.84 －604.04 －394.36
θ
ΔfHm/（kJ·mol–1） －1206.92 －635.09 －393.51
θ
Sm/（J·mol–1） 92.9 39.75 213.64 注意单位
θ
①由计算可知ΔrGm＝－394.36 +（－604.04）—（－1128.84）= +130.44 kJ·mol–1
θ
ΔrGm＞ 0，非自发 （注意判据的适用条件是等温、等压）
ΔrHm＝－393.51 + （－635.09）—（－1206.92）= +178.32 kJ·mol–1 ，
θ
θ
ΔrSm＝213.64 + 39.75 — 92.9 = +160.49J·mol–1
θ
ΘΘΘ②用公式?rGm ??rHm?T?rSm