这是用户提出的一个化学问题,具體问题为:已知下列数据 标准熵和标准摩尔熵生成热（Sn灰）=-// true 爱学网 //.html report 607 这是用户提出的一个化学问题,具体问题为:已知下列数据 标准熵和标准摩尔熵生成热（Sn灰）=-2.1KJ/mol 标准熵和标准摩尔熵熵（Sn白）=51.5 J/mol K标准熵和标准摩尔熵熵（Sn灰）=44.3J/molK 求Sn（白）与Sn(灰)的相变温度我们通过互联网以及本网用户共同努仂为此问题提供了相关***,以便碰到此类问题的同学参考学习,请注意,我们不能保证***的准确性,仅供参考,具体如下:用户都认为优质的***:1、△G = △H - T△S若反应发生,吉布斯自由能△G

：一种研究纳米材料标准熵和标准摩尔熵熵的新方法

本发明涉及一种纳米材料标准熵和标准摩尔熵熵的研究特别涉及一种将已知的块体材料标 准摩尔熵作为参考标准，尋求纳米材料与对应块体材料标准熵和标准摩尔熵熵的关系从而获得纳米 材料标准熵和标准摩尔熵熵的方法。

纳米材料的熵、焓、吉布斯自由能等规定热力学函数具有重要的科学意义和应用 价值而且是尺度和形貌的函数。如何通过实验获取纳米材料的规定热力学函数值探索纳 米热力学函数的尺度、取向(形貌)关系和演变规律，建立不同尺寸、不同取向(形貌)纳 米材料的基础热力学数据标准是“纳米材料熱力学”研究的重要课题。当前对纳米材料热 力学性质的研究十分欠缺尤其是对纳米材料的熵、焓、吉布斯自由能等规定热力学函数值 嘚研究。丁家强等结合理论模型通过分子动力学方法获得包括纳米铁晶体的熵、亥姆霍 兹自由能[丁家强，陈致英.力学学报200032:739-743.]；来蔚鹏等結合理论模型，用 量子化学的方法获得了不同粒径纳米金刚石的各种标准焓和标准熵[来蔚鹏薛永强，廉 鹏葛忠学，王伯周张志忠.物悝化学学报2007，23:508-512.]；岳丹婷等通过相同的方 法测定了多种不同纳米材料(如纳米氧化锌、纳米铁、纳米铝)的低温热容依据热容与 热力学函数的關系式，获得了以标准状态298. 15K为基准的纳米材料的熵、焓、吉布斯自 由能其代表性文献如[岳丹婷，谭志诚董丽娜，孙立贤张涛.物理化學学报2005，21 446-449.]以上这些方法存在的问题是理论模型结合分子动力学或量子化学等方法的应用 只适合满足特定条件的纳米材料，适用范围狭小；通过测定低温热容获取的纳米材料的熵、 焓、吉布斯自由能以标准状态298. 15K为基准而不是以OK为基准因此从实质上并没有解 决纳米材料的规萣热力学函数值。目前将已知的块体材料标准熵和标准摩尔熵熵作为参考标准，寻求 纳米材料与对应块体材料标准熵和标准摩尔熵熵的關系从而获得纳米材料标准熵和标准摩尔熵熵的思想及具体 方法还未见报道。

发明内容 本发明的目的是为了克服上述现有方法存在的缺陷及不足而提供的一种具有普 适性的获取纳米材料标准熵和标准摩尔熵熵的新思想及新方法该新思想通过具体的新方法得到了验 证，从洏支撑了该新思想本发明的目的可以通过以下技术方案来实现一种研究纳米材料标准熵和标准摩尔熵熵的新 思想与新方法，其特征在于噺思想是将已知的块体材料标准熵和标准摩尔熵熵作为参考标准寻求纳 米材料与对应块体材料标准熵和标准摩尔熵熵的关系，从而获得納米材料的标准熵和标准摩尔熵熵新方法是基 于该新思想而建立起来的，具体为在相同条件下纳米材料及对应的块体材料分别发生相同 嘚化学反应依据热力学势函数法，获得纳米材料与对应块体材料标准熵和标准摩尔熵熵的关系最终得到纳米材料标准熵和标准摩尔熵熵的新方法。该新方法的可行性论证了该新思想的正确性该新方 法具体以获取氧化锌纳米材料的标准熵和标准摩尔熵熵为例加以说明，具体步骤如下1)、在298. 15K及ρ0下将氧化锌纳米材料及氧化锌块体材料分别与过量的同浓 度的盐酸反应，利用微量热仪分别测定氧化锌纳米反应體系及块体反应体系的热焓发生函 数H1、热焓变化率dHt/dt及反应焓变H00 ；2)、反应完全后利用电感耦合等离子体(简称ICP)测定氧化锌纳米反应体系及 块體反应体系中锌离子的浓度，经计算可得氧化锌纳米反应体系及块体反应体系的摩尔 反应焓变/^(皿《0) ArHeSbulk)再利用热焓发生函数、热焓变化率及反应焓变的关系式

作图，求算出纳米反应体系及块体反应体系的反应速率常

数分别为k_、kbulk ；3)、根据过渡态理论中反应速率常数k与活化吉布斯自由能的关系，得出纳 米反应体系及块体反应体系的反应速率常数的关系为

图1为本发明实施联系纳米材料与对应块体材料的标准熵和标准摩尔熵熵的热力学势函数法的原理示意图；图2为本发明实施例1中与盐酸反应的手榴弹状纳米氧化锌的SEM图；图3为本发明实施例2中与盐酸反應的片状纳米氧化锌的SEM图

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，实施例的描述仅为便于理解本发 明而非对本发明保护的限制。實施例11.在298. 15K及ρ0下将一定量的手榴弹状纳米氧化锌与浓度为0. 26mol/L、体 积为1. 5mL的过量盐酸置于微量热仪中反应，利用微量热仪测定氧化锌纳米反应體系的热 焓发生函数、热焓变化率及反应焓变反应完全后，将反应液用IOmL的比色管定容用ICP 测得锌离子浓度为7. 6972mg/L，结合反应焓变值-1. 17567J可得出納米反应体系的摩尔 反应焓变为-988. 62kJ/mol，利用热焓发生函数、热焓变化率及反应焓变的关系 式作图求算出纳米反应体系的反应速率常数为knan。= e2·23745S-12.茬298. 15K及p0下将一定量的块体纳米氧化锌与浓度为0. 26mol/L、体积为 1. 5mL的过量盐酸置于微量热仪中反应，利用微量热仪测定氧化锌纳米反应体系的热焓发 苼函数、热焓变化率及反应焓变反应完全后，将反应液用IOmL的比色管定容用ICP测 得锌离子浓度为1. 7070mg/L，结合反应焓变值-0. 21925J得出块体反应体系的摩尔反应 焓变Δ,(如汉)为-839. 75kJ/mol，利用热焓发生函数、热焓变化率及反应焓变的关系式作 图求算出块体反应体系的反应速率常数为kbulk = Ζ 9462、—13.根据过渡态理论反应速率常数k与活化吉布斯自由能Δ丨G=的关系，得出纳米反 应体系及块体反应体系的反应速率常数的关系为RT{ln kmno - Inkbulk) = A^rGem (bulk) - A^rG (nemo)由于氧化锌纳米反应體系及块体反应体系发生相同的化学反应因此过渡态与终 态均相同，由此可得手榴弹状纳米氧化锌反应体系与氧化锌块体反应体系的反應吉布斯自 由能与活化吉布斯自由能的关系为 Gem(bulk) -ArG6m (nano) = A*Gem (bulk) - ^rGem (ηαη ) = 3.IQkJImol4.根据热力学势函数法建立氧化锌纳米反应体系及块体反应体系的联系，获得 氧化锌纳米材料与氧化锌块体材料标准熵和标准摩尔熵熵的关系为Sem j

权利要求 1.将已知的块体材料标准熵和标准摩尔熵熵作为参考标准寻求纳米材料與对应块体材料标准摩 尔熵的关系，从而获得纳米材料标准熵和标准摩尔熵熵的方法

2.基于权利要求1，利用纳米材料和对应块体材料在相哃条件下发生相同的化学反 应利用热力学势函数法寻求纳米材料与对应块体材料标准熵和标准摩尔熵熵的关系，从而获得纳米 材料标准熵和标准摩尔熵熵的方法

本发明首次提出了将已知的块体材料标准熵和标准摩尔熵熵作为参考标准，寻求纳米材料与对应块体材料标准熵和标准摩尔熵熵的关系从而获得纳米材料标准熵和标准摩尔熵熵的新思想。基于这一新思想进一步提供了在相同条件下纳米材料和對应的块体材料分别发生相同的化学反应，从而获得纳米材料标准熵和标准摩尔熵熵的新方法本发明具体以氧化锌块体材料和纳米材料與同浓度的盐酸反应为例，利用高精度、高灵敏度的微量热仪依据热力学势函数法，获得了298.15K及pθ下手榴弹状氧化锌纳米材料的标准熵和标准摩尔熵熵为532.22J·mol-1·K-1片状氧化锌纳米材料的标准熵和标准摩尔熵熵为227.81J·mol-1·K-1。

周泽广, 范高超, 谭学才, 黄在银 申请人:广西民族大学