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1、第四章材料化学热力学Chapter4ChemicalThermodynamicsofMaterials1.Cs熔体的标准吉布斯自由能（单位为J）与温度T（单位为K）的关系为ΔGom,Cs=2100-6.95T,求Cs的熔点。RelationshipbetweenthestandardGibbsfreeenergy(inunitsofJ)ofCsmeltandtemperatureT(K)isshownasΔGom,Cs=2100-6.95T,pleasedeterminethemeltingpointofCs.解：根
2、据热力学定律，当ΔG<0时，反应可以自发进行，因此ΔG＝0时对应的平衡反应（即Cs由固相转变为液相的反应）的温度即为Cs的熔点。由ΔGom,Cs=2100-6.95T＝0，可得T＝302K，所以Cs的熔点为302K。Answer:Accordingtothelawsofthermodynamics,whenΔG<0,thereactioncanbespontaneous.Therefore,ΔG=0correspondingtotheequilibriumreactionofCschangefromsolidphas
3、eintoliquidphase,thetemperaturecorrespondingtothemeltingpointofCs.FromΔGom,Cs=2100-6.95T＝0,wecangetT＝302K,sothemeltingpointofCsis302K.2.通过埃灵罕姆图解释为何碳在高温下可以用作金属氧化物的还原剂。AccordingtotheEllinghamdiagram,pleaseexplainwhythecarboncanbeusedasareductantofthemetaloxidesat
4、hightemperature.答：根据埃灵罕姆图，ΔGo-T曲线越在下方，氧化物的ΔGo负值越大，其稳定性就越高。所以在给定的温度下，位于下方的ΔGo-T曲线所对应的元素可使位于上方曲线的金属氧化物还原。由埃灵罕姆图还可知，CO生成线的斜率为负，随着温度升高，ΔGo越负，CO稳定性越高。而金属氧化物的生成线的斜率都为正，随着温度升高，ΔGo越正，氧化物稳定性越低。所以，碳在高温下可以用作金属氧化物的还原剂。AccordingtotheEllinghamdiagrams,thelowerthesiteofΔGo-Tc
5、urve,thebiggerthenegativevalueofΔGo,themorestablethemetaloxide.So,atagiventemperature,theelementofthebelowΔGo-TcurvecanreducethemetaloxideoftheaboveΔGo-Tcurve.WecanseethattheslopeofCOformationlineisnegative,andwiththeincreaseoftemperature,ΔGobecomesmorenegative
6、,indicatesthatCOismorestable.However,theslopesofmetaloxidesformationlineareallpositive,withtheincreaseoftemperature,ΔGobecomesmorepositive,indicatesthatmetaloxideismoreunstable.Therefore,thecarboncanbeusedasareductantofthemetaloxidesathightemperature.3.（a）对任何反应
7、，请说明ΔG和ΔGo为0的意义；（b）对于“如果反应的ΔGo是正值，则反应不会如反应式所写的那样向右进行”的说法，谈谈你的观点。(a)foranyreaction,pleaseindicatethesignificanceofΔG和ΔGo;(b)For“ifΔGoofareactionispositive,thereactionwillnotgoalongasthereactivewritten”,talkaboutyouropinion.答：（a）对于任何反应，ΔG（吉布斯自由能变化）是描述一个化学反应的驱动力，即
8、可据此判断反应发生的可能性。根据热力学第二定律可知，“在任何自发变化过程中，自由能总是减少的”。所以，ΔG为0说明反应过程处于平衡状态。而ΔGo为标准吉布斯自由能变，即物质处于标准状态时（（指定温度（273.15K）和压力（101.325KPa））的生成自由能。（b）已知ΔGo=－RTLnK，若ΔGo为正值，则LnK必需为负值，则K<1，表明反
