普通化学期末复习知识点
计算题：
1、用于制备半导体硅的反应：SiO 2(s ) +2C (s ) =Si (s ) +2CO (g ) ，有关热力学数据如下表。
试通过计算：（1）判断此反应在298.15K 的标准条件下能否自发进行； （2）估计在标准条件下自发进行的最低温度。
θθ
解：（1）∆r H m (298. 15K ) =∑νB ∆f H m . 15K ) , B (298
=[2(-110.5)-(-859.4)]kJ·mol -1
=238.4 kJ·mol -1
θθ ∆r S m (298. 15K ) =∑νB S m . 15K ) , B (298
=[18.83+2×197.56-41.84-2×5.74]J·mol -1·K -1 =360.63 J·mol -1·K -1
θθθ
∆r G m (298. 15K ) =∆r H m (298. 15K ) -T ∆r S m (298. 15K )
=[638.4-298.15×0.36063] kJ·mol -1
=530.9 kJ·mol -1
θ∆r G m (298. 15K ) >>0，298.15K 的标准条件下反应非自发。
（2）自发的最低温度
θ
∆r G m (298. 15K ) =0
θ
∆r H m (298. 15K ) 638. 4kJ ⋅mol -1
T ===1770K θ-1-1
∆r S m (298. 15K ) 360. 63J ⋅mol ⋅K
2、在
试求：（1）在873K 时反应的标准摩尔反应吉布斯函数变（Δr G m ）和标准平衡常数（K θ），
（2）若873K 时系统中各组分的分压为
计算此条件下反应的摩尔反应吉布斯函数变（∆r G m ），并判断反应进行的方向。
θθ
解 ：(1) ∆r H m (298. 15K ) =∑νB ∆f H m . 15K ) , B (298
p CO 2=p H 2=127kPa ，p CO =p H 2O =76kPa ，
=∑Δf H θ (生成物) -∑Δf H m (反应物) m
H θ (H 2O,g )- ∆f H (CO ) =Δf H θ( H)+H θm (CO 2)-Δf 2m m m
θ
θ
= 0 +(-393.51)-(-241.82)- (-110.52) = -41.17(kJ•mol -1)
θθ
∆r S m (298. 15K ) =∑νB S m . 15K ) , B (298
θ
= ∑S θm (生成物) -∑S m (反应物)
θ
m (H 2O,g )-S m (CO ) = S θm ( H2)+S θm (CO 2)-S θ
=130.68 + 213.70 -188.83 -197.67 = -42.12 (J•K -1•mol -1)
θ
Δr G m =Δr H θS Δ-T r m m
θ
=-41.17×103 J•mol -1 – 873K×(-42.12 J•K -1•mol -1 )= -4399.24 J•mol -1 根据公式Δr G θm = -RT ln K θ得
K =exp(-θ
∆r G m
θ
-4399.24J mol -1
)=exp(-)=1.83
8.314J mol -1 K -1⨯873K
θ
(2)根据公式∆r G m =∆r G m +RTlnQ得,
(127kPa /100kPa ) 2
=3054.18 J•mol -1 ∆r G m =-4399.24 J•mol + 8.314 J•K •mol ×873K ln 2
(76kPa /100kPa )
-1
-1
-1
由于在873K 时∆r G m >0，故此条件下该反应正向非自发, 即反应逆向(向左) 进行。