如何利用化学热力学计算焓变和熵变?
1、△rHmΘ=Σ△fHmΘ(生成物)-Σ△fHmΘ(反应物)或△rHmΘ=Σ△cHmΘ(反应物)-Σ△cHmΘ(生成物)式中:△rHmΘ表示标准摩尔反应焓,△fHmΘ表示标准摩尔生成焓,△cHmΘ表示标准摩尔燃烧焓,Σ表示求和。利用这组公式,查表即可求出结果。
2、ΔH=ΔU+Δ(pV) 在恒压条件下,ΔH(焓变)可以表示过程的热力学能变 焓变是制约化学反应能否发生的重要因素之一,另一个是熵变。
3、熵和焓关系公式:G=H-S*T,焓变和熵变都大于零的在任何条件下自发反应发生,焓变和熵变都小于零任何条件下反应不发生,焓变大于零熵变小于零低温下反应自发进行,焓变小于零熵变大于零高温下反应自发进行。熵最初是根据热力学第二定律引出的一个反映自发过程不可逆性的物质状态参量。
4、有公式:△G = △H - T△S (T为反应温度,单位是开尔文,故T0)△G0,则反应可以自发进行;大于零反之。所以,首先可以看出,如果正、逆反应都可在一定条件下自发进行,那么△H与△S一定为同号。
焓变和熵变有何区别?
1、熵增焓减,反应自发;熵减焓增,反应逆向自发;熵增焓增,高温反应自发;熵减焓减,低温反应自发。
2、从宏观角度:焓变(△H):ΔH=H生成物-H反应物(宏观),其中:H生成物表示生成物的焓的总量;H反应物表示反应物的焓的总量;ΔH为“+”表示吸热反应,ΔH为“-”表示放热反应。
3、含义不同:焓指能量,熵指混乱度。物理意义不同:焓的物理意义是体系中热力学能再附加上PV这部分能量的一种能量。H=U+pV。熵的物理意义是体系的混乱程度,定义式:dS=dQ/T。
4、焓、熵的含义如下:熵变是指体系混乱程度的变化,熵变为正值说明体系的混乱程度增加,熵变为负值说明混乱程度减小。焓变是指体系内能的变化,焓变为正值说明反应放热体系能量减小,焓变为负值说明反应吸热体系能量增加。具体含义:焓:热力学中copy表示物质系统能量的一个状态函数,常用符号H表示。
5、焓变(ΔH):焓变是一个反应过程中吸热或放热的量度。在化学反应中,当产物的焓大于反应物的焓时,反应为吸热反应(ΔH 0),反之,当产物的焓小于反应物的焓时,反应为放热反应(ΔH 0)。焓变为零(ΔH = 0)意味着反应不伴随着吸热或放热,称为等焓反应。
关于焓变与熵变
1、熵的变化量与热量变化量之间的关系可以用熵变化量=热量变化量/温度来表示。这意味着,当熵变大时,物质的内能也会相应增大,焓变也随之增大;反之,若物质的内能减小,则焓变也会随之减小。在化学反应和物理变化过程中,熵的变化可以揭示系统的热力学行为。
2、从宏观角度:焓变(△H):ΔH=H生成物-H反应物(宏观),其中:H生成物表示生成物的焓的总量;H反应物表示反应物的焓的总量;ΔH为“+”表示吸热反应,ΔH为“-”表示放热反应。
3、熵和焓关系公式:G=H-S*T,焓变和熵变都大于零的在任何条件下自发反应发生,焓变和熵变都小于零任何条件下反应不发生,焓变大于零熵变小于零低温下反应自发进行,焓变小于零熵变大于零高温下反应自发进行。熵最初是根据热力学第二定律引出的一个反映自发过程不可逆性的物质状态参量。
4、在化学反应中,焓变和熵变是决定反应方向的重要因素。焓变(H)指的是热量的变化,当反应释放热量时,焓变为负值。熵变(G)则反映了气体体积的变化,或者说系统的混乱度,气体体积越大,熵变的数值越小。化学反应倾向于向放热和气体体积增加的方向进行,这是因为能量更低的物质更为稳定。
5、反应的自发性是指反应是否自动进行而不需要外界干预。对于反应的自发性判断,我们可以使用以下的吉布斯自由能变化(ΔG)公式:ΔG = ΔH - TΔS。其中,ΔG是反应的吉布斯自由能变化,ΔH是焓变,ΔS是熵变,T是温度(以开尔文为单位)。
6、那么吉布斯自由能变化△G将小于0,表明反应在非标准条件下自发进行。反之,如果熵变不足以抵消焓变的增加,那么△G可能大于0,反应将非自发。综上所述,绝热钢瓶中氢气和氧气生成水的过程,焓变和熵变的变化相对明确,可以通过基本热力学原理计算得出。但对于吉布斯自由能的变化,则需要具体参数来确定。
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