Question

已知双氧水、水在298Ｋ、100kPa时的标准摩尔生成焓的数据如下：

物  质	△fH/kJ·mol—１
H2O(l)	-258.8
H2O2(l)	-191.2
O2（g）	0

（1）试由以上数据计算双氧水发生分解反应的热效应。

（2）若双氧水发生分解反应生成液态水和氧气时，其△S=57.16J·mol^—1·K^—1

试判断该反应在常温下能否自发进行。若温度达到2000Ｋ时，反应能否自发进行。

Answer 1

【解析】

（1）根据△H =H（产）-H（反）得，△H =2×（-258.8kJ·mol^-1）+0—2×（-191.2kJ·mol^-1）=-135.2kJ·mol^-1。

（2）在298Ｋ时，△H—Ｔ△S＝-135.2kJ·mol^—１－(298K×10^—3×57.16kJ·mol^—1·K^-1) =-152.23 kJ·mol^-1 ＜0

∴该反应在常温下可自发进行。

温度达到2000Ｋ，且假定焓变和熵变不随温度变化而变化，△H—Ｔ△S＝-135.2kJ·mol^—１－(2000K×10^—3×57.16kJ·mol^—1·K^—1)= -2495.2kJ·mol^—１＜0

故△S＞0、△H＜0时，仅从符号上进行分析，无论温度如何变化，恒有△H—Ｔ△S＜0，故化学反应的方向——所有温度下反应均能自发进行。

（3）第Ⅲ象限符号为“—、—”（△S＜0、△H＜0）时化学反应的方向——低温下反应可以自发进行