结构推理
298 K 时,硫的两种晶型的热力学数据如下:
(1) 在 298 K,101.3 kPa 下,单斜硫与正交硫何者稳定?
(2) 求出 101.3 kPa 下正交硫与单斜硫平衡共存的温度?
【正确答案】(1) S (单斜) → S (正交)
ΔS = -0.67 J·K-1·mol-1,ΔH = -297 J·mol-1
ΔG$ (298 K) = ΔH$ (298 K) – (298 K)ΔS$ (298 K) = -97.34 J < 0
表明正交硫稳定
(2) 平衡共存即 ΔG= 0
根据 Gibbs-Holmholtz 方程:
ΔG=ΔH0-ΔaTln(T/K) - ΔbT2/2 + IT
由 ΔH= ΔH0+ΔaT + ΔbT2/2 ,
解得 ΔH0= -187.64 J·mol-1
I= 0.309 J·K-1
所以 ΔG= ΔH0- ΔaTln(T/K)-ΔbT2/2 + IT = 0
代入有关数据解得 T = 415.8 K
若用近似法:因ΔCp= [0.08 - 0.003(T/K)] J·K-1
ΔG$ (T)= ΔH$ (298 K) - TΔS$ (298 K)
解得 T = 443.28 K
【答案解析】