UC知道氢气还原氧化铟、氧化镓热力学问题
来源：百度知道 编辑：UC知道 时间：2024/09/26 14:18:28
有反应式
In2O3 (s) + 3H2 (g) = 2In (l) + 3H2O (g)
Ga2O3 (s) + 3H2 (g) = 2Ga (l) + 3H2O (g)
根据热力学数据手册，查得在800开尔文下，以上所有物质的吉布斯自由能，然而计算后发现，以上两个反应，总吉布斯自由能变化都不小于 +60 KJ*mol-1*K-1，应该算是热力学禁阻的反应吧。可是为什么实际上确实能够反应呢？
以上两个反应都应该算是 等温等压无其他功的情况吧。我觉得吉布斯自由能变化的判据应该是管用的。
热力学上可行的，动力学上不一定可行，这是正确的。但是，热力学回答的是：反应能否发生；而动力学回答的是：反应途径，以及反应速率的问题。热力学都禁阻的话，动力学还能不能够翻盘呢？
再补充：数据是从无机物热力学手册上查到的，好像是东北大学出版的。根据手册，氧化铟还原的吉布斯自由能变如果要到负值，需要 1200K 以上，而氧化镓还原即使到了 2000K，自由能变还有几十KJ，但是两者在 800K 均能还原。十分不理解。。。。。。
In2O3 (s) + 3H2 (g) = 2In (l) + 3H2O (g)
Ga2O3 (s) + 3H2 (g) = 2Ga (l) + 3H2O (g)
根据热力学数据手册，查得在800开尔文下，以上所有物质的吉布斯自由能，然而计算后发现，以上两个反应，总吉布斯自由能变化都不小于 +60 KJ*mol-1*K-1，应该算是热力学禁阻的反应吧。可是为什么实际上确实能够反应呢？
以上两个反应都应该算是 等温等压无其他功的情况吧。我觉得吉布斯自由能变化的判据应该是管用的。
热力学上可行的，动力学上不一定可行，这是正确的。但是，热力学回答的是：反应能否发生；而动力学回答的是：反应途径，以及反应速率的问题。热力学都禁阻的话，动力学还能不能够翻盘呢？
再补充：数据是从无机物热力学手册上查到的，好像是东北大学出版的。根据手册，氧化铟还原的吉布斯自由能变如果要到负值，需要 1200K 以上，而氧化镓还原即使到了 2000K，自由能变还有几十KJ，但是两者在 800K 均能还原。十分不理解。。。。。。
从热力学上看, 根据还原反应的自由能的计算就可判定氧化物是否能用氢气还原。金属氧化物(M xO y ) 与H2 在一定温度下发生反应:M xO y+ yH2= yH2O + xM。该反应的进行由平衡常数
p H2O/p H2来决定。此比值为水蒸气和氢气分压之比。平衡常数与生成自由能的关系为:
ΔF = - RTln pH2O/pH2 (1)
式中: ΔF 为生成自由能; R 为摩尔气体常数; T 为绝对温度
请你根据上述结合反应条件计算一下反应的可能性。
请问,你查到的热力学数据真的是800K的数据吗?
我只有标况下的数据.(298.15K)但是没有找到你这几种物质的数据, 所以只能说一下我的思路,供大家讨论.
我认为,可以有如下公式计算,当多高温度的时候可以发生反应.
ΔG=ΔH-T*ΔS
(公式中的m和θ符合已经省略)
然后根据化学反应等温式, 可以求出反应进行到什么程度.
P.S.
被热力学否定的"反应"是不能发生的, 跟动力学无关!
可以信息讨论.
:-)
应该还跟动力学有关，在动力学上或许是允许的（比如氧化铟中离子键强度较弱等）。
例如金刚石转化为石墨的反应，从热力学角度看是完全可以进行的，但实际上，由于碳碳键难以断开、空间网状结构的稳定性等动力学上的阻碍，这个反应并不会发生。
我也怀疑你查到的是否是800K下的
如果是800K下的，+60 KJ*mol-1*K-1的吉布斯自由能变化不是很大，如果条件稍微高一点就可以克服了。