第二章化学反应的方向.ppt

第二章 化学反应的方向 一、化学热力学及其研究目的 判断化学反应方向的三个参数 二、热化学和焓变（?H) 1 反应热的测定 1）恒压热效应Qp 2）恒容热效应Qv 2 焓与焓变 (焓, H, Enthalpy) 1）热力学第一定律 2）焓与焓变 3 热化学方程式 4 热效应的计算 1）Hess 定律（反应热加合定律） 2）标准生成焓（ ） 3）键焓 三、熵(S)和 Gibbs自由能变?G 1 熵 (S, Entropy) 1）定义及其意义 2）标准熵 3）熵值的一些规律 4）熵变及其计算 5）熵变与反应的自发性 2 Gibbs 自由能变 ?G 与自发反应 1） Gibbs 自由能的定义 2） 标准Gibbs 自由能 3） 的计算 4） ?G 与反应的自发性 5） G-H 方程的应用 引言：判断化学反应方向的参数 2 Fe(s) + 1.5 O2(g) = Fe2O3(s) ?H? = －822 kJ/mol 自发 ?S? ? 0 N2(g) + O2(g) = 2NO(g) ?H? = +180 kJ/mol 非自发 ?S? ＝0 KNO3(s) = K+(aq) + NO3- (aq) ?H? = 35 kJ/mol 自发 ?S? 0 3 H2 (g) + N2 (g) = 2 NH3 (g) ?H? = -92.2 kJ/mol 自发 ? ?S? = -0.199 kJ · mol-1· K-1 热效应： ?H 混乱度（熵）： ?S 综合判断参数： ?G = ?H － T?S 一、化学热力学及其研究目的 热力学：是研究能量相互转化规律的科学。 化学反应 过程中的两个变化：物质和能量 3 H2 (g) + N2 (g) = 2 NH3 (g) Q = -92.2 kJ （放热） 化学热力学：是研究化学变化与能量变化关系的 科学。 研究目的：讨论化学反应的方向，化学反应进 行的程度等。 热化学：是研究化学反应中热效应的科学。 化学热力学解决什么问题 1. 反应的方向 (△rGm ? ﹤0 ?) 指定条件下，正反应可否自发进行； 2. 反应的限度——如果能，正反应能否进行到底 (K大小)； 3. 反应过程的能量转换——放热？吸热？（ △rHm﹤0,放热; △rHm﹥0,吸热） 4. 反应机理——反应是如何进行的？ 5. 反应速率。 化学热力学回答前3个问题，但不能回答后2个问题，后2个问题由“化学动力学”回答。 热力学方法的特点 1. 研究本系的宏观性质 即大量质点的平均行为，所得结论具有统计意义；不涉及个别质点的微观结构及个体行为，不依据物质结构的知识。 2. 不涉及时间概念。 无机化学课的“化学热力学初步”，着重应用热力学的一些结论，去解释一些无机化学现象；严格的理论推导、详细地学习“化学热力学”，是“物理化学”课程的任务之一。 化学热力学的常用术语 体系与环境： 能量交换 物质交换 敞开体系 有