《高中化學(xué)熱力學(xué)復(fù)習(xí) 4 化學(xué)中的耦合現(xiàn)象課件》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中化學(xué)熱力學(xué)復(fù)習(xí) 4 化學(xué)中的耦合現(xiàn)象課件（7頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,*,*,化學(xué)中的耦合現(xiàn)象,1,反應(yīng)的耦合,將兩個(gè)或兩個(gè)以上的體系通過(guò)各種相互作用而彼此影響以至聯(lián)系起來(lái)的現(xiàn)象叫作耦合。把一個(gè)不能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)和另一個(gè)易自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)耦合,從而組成一個(gè)可以自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng),這種情況稱之為反應(yīng)的耦合。,下面舉二個(gè)用耦合反應(yīng)降低反應(yīng)溫度和沉淀的定量處理的例子。,(1),試用反應(yīng)耦合的方法使反應(yīng),2YbCl,3,(s),2YbCl,2,(s),Cl,2,(g),在較佳的條件下進(jìn)行。,2YbCl,3,(s),2YbCl,2,(s),Cl,2,(g),S,m,/kJK,1,mol,1,
2、?0.22296,f,H,m,/kJmol,1,960,799 0,r,S,m,(),0.22296,2S,(YbCl,2,),2S,(YbCl,3,),r,H,m,(),2(,799),2(,960),322 kJmol,1,r,G,m,T,r,H,m,T,r,S,m,r,G,m,T,(),322,T,r,S,m,(),1,現(xiàn)在假定使用,H,2,(g),Cl,2,(g),2HCl(g),反應(yīng)來(lái)耦合。,(),(),有,2YbCl,3,(s),H,2,(g),2YbCl,2,(s),2HCl(g),S,m,kJK,1,mol,1,?0.13057,？,0.1868,f,H,m,kJmol,1,9
3、60 0,799,92.31,r,S,m,(),20.18680,0.13057,2S,m,(YbCl,2,),2S,m,(YbCl,3,),0.24303(,0.22296,0.02007),2S,m,(,YbCl,2,),2S,m,(,YbCl,3,),r,S,m,(1),0.02007,r,H,m,(),2(799),2(,960),2(,92.31),r,H,m,(1),184.62,可以看到通過(guò)反應(yīng)的耦合，熵增加了，焓減小了,(,負(fù)值增加,),，當(dāng)然有利于,G,的減小。,r,G,m,(),r,H,m,(),T,r,S,m,(),r,H,m,(,),184.62,T,(,r,S,m,(
4、1),0.02007),r,G,m,(),184.62,0.02007T,通過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)：焓變項(xiàng)減小了,184.62 kJmol,1,，熵變項(xiàng)增加了,0.02007T kJmol,1,，這兩項(xiàng)都有利于反應(yīng)的自由能下降，因而反應(yīng)溫度定會(huì)比原來(lái)反應(yīng)低。,2,另再假定將,Yb(s),Cl,2,(g),YbCl,2,(s),與反應(yīng),(1),耦合：,(),()2YbCl,3,(s),Yb(s),3YbCl,2,(s),S,m,kJK,1,mol,1,?0.0599,？,f,H,m,kJmol,1,960 0,799,r,S,m,(),3S,m,(YbCl,2,),2S,m,(YbCl,3,),S,m,(Y
5、b),2S,m,(YbCl,2,),S,m,(YbCl,2,),2S,m,(YbCl,3,),0.0599,2S,m,(YbCl,2,),2S,m,(YbCl,3,),0.22296,S,m,(YbCl,2,),0.28286,r,S,m,(1),S,m,(YbCl,3,),0.28286,r,H,m,(),3(,799),2(,960),2(,799),2(,960),(,799),r,H,m,(),799,r,G,m,(),H,(),799,TS,(),S,(YbCl,3,),0.28286),可見(jiàn)，焓變項(xiàng)減小了,799 kJmol,1,，雖然熵變可能有微弱熵減,(,固體,S,(YbCl,
6、2,)0,這里是指標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，即,H,Zn,2,H,2,S,1 molL,1,時(shí)，反應(yīng)是非自發(fā)的。,4,但在起始時(shí)，,Zn,2,、,S,2,、,H,2,S,都不可能為,1 molL,1,。事實(shí),上,Zn,2,K,sp,(2.8210,25,),5.310,13,molL,1,，于是，,S,2,Zn,2,5.310,13,。,假定使用了,3 molL,1,HCl,，,H,3 molL,1,，設(shè)開(kāi)始時(shí),H,2,S,5.310,13,，,(,這是可以理解的，原來(lái)溶液中有,5.310,13,molL,1,S,2,，加入大量,HCl,，馬上使全部,S,2,變成了,H,2,S,，即,S,2,完全轉(zhuǎn)變成了,H
7、,2,S),。,r,G,m,(,始,),r,G,m,RTlnQ(,始,),26.4,8.314298.1510,3,ln(5.310,13,),2,/3,2,119.2 kJmol,1,故,ZnS,沉淀遇到了,3 molL,1,的,HCl,會(huì)發(fā)生溶解。,1/2,1/2,5,再看,CuS,：,CuS(s)Cu,2,(aq),S,2,(aq),當(dāng)加入酸后，耦合的結(jié)果,:,CuS(s),2H,(aq),Cu,2,(aq),H,2,S(aq),在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時(shí),:,r,G,m,118 kJmol,1,，,K,sp,6.310,36,但在起始時(shí),:Cu,2,S,2,(6.310,36,),2.510,18,
8、也假定加入酸全部,S,2,轉(zhuǎn)變成了,H,2,S H,2,S,2.510,18,仍設(shè),H,3 molL,1,r,G,m,(,始,),r,G,m,RTlnQ(,始,),118,8.314298.1510,3,ln(2.510,18,),2,/3,2,88.30 kJmol,1,故,CuS,沉淀遇到了,3 molL,1,HCl,也會(huì)自發(fā)發(fā)生溶解。,從表面上，這個(gè)結(jié)果似乎同無(wú)機(jī)化學(xué)上說(shuō)的相矛盾，無(wú)機(jī)化學(xué)以及定性分析都認(rèn)為,ZnS,能溶于稀,HCl,，而,CuS,則不能，是不是矛盾？,1/2,6,我們應(yīng)該了解無(wú)機(jī)化學(xué)和分析化學(xué)的習(xí)慣，是當(dāng)溶解得到的,M,n,10,2,molL,1,時(shí)，才認(rèn)為該沉淀是溶解
9、了。此處的,r,G,m,只表示剛開(kāi)始的瞬間的反應(yīng)趨勢(shì)，而不表示反應(yīng)進(jìn)行的程度，所以要判斷某沉淀在指定條件下是否能溶解，還需要計(jì)算反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)離子的濃度是否,10,2,molL,1,。,根據(jù),r,G,m,RTlnK,平,RTln,26.4 kJmol,1,設(shè),Zn,2,H,2,S,，,H,3,，解出,Zn,2,1.4610,2,0.01,，,故認(rèn)為,ZnS,溶解了。,而對(duì),CuS,，仍設(shè),Cu,2,H,2,S,，,H,3,，,r,G,m,118 kJmol,1,RTln,解出,Cu,2,1.3710,10,0.01,故認(rèn)為,CuS,不溶解。,但實(shí)際上，原始,Cu,2,2.510,18,molL,1,，現(xiàn)在變?yōu)?1.3710,10,molL,1,，實(shí)際上已溶解了，濃度增加了,5.510,7,倍。,所以,根據(jù)溶解反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)離子濃度的數(shù)值,可以看到,通過(guò)反應(yīng)的耦合,都促進(jìn)了,ZnS,和,CuS,的溶解。但按照無(wú)機(jī)化學(xué)和分析化學(xué)的習(xí)慣標(biāo)準(zhǔn),認(rèn)為,ZnS,能溶于,3molL,1,HCl,而,CuS,則不溶。,Zn,2,H,2,S,H,2,Cu,2,H,2,S,H,2,7,
高中化學(xué)熱力學(xué)復(fù)習(xí) 4 化學(xué)中的耦合現(xiàn)象課件
