【2017年整理】无机化学2.ppt

第 2 章 化学反应的方向、速率和限度;2.1 化学反应的方向和吉布斯能变 2.2 化学反应速率 2.3 化学反应的限度 2.4 化学平衡的移动;化学反应的方向是指化学反应在指定条件下能否发生。 例如：在一定T、p下，将O2，NO，NO2放入同一容器中，反应如何进行？ O2 + 2NO = 2NO2， 或 2NO2 = O2 + 2NO 化学反应的方向是人们最感兴趣和最关注的问题之一。;2.1.1 化学反应的自发过程 2.1.2 影响化学反应方向的因素 2.1.3 热化学反应方向的判断 2.1.4 使用ΔrGm判据的条件;在给定条件下能自动进行的反应或过程叫自发反应或自发过程。;对化学反应： ①能自发进行的反应，并不意味着反应速率一定很大。 ;一 、化学反应的焓变; 硝酸钾溶解 石灰石840℃以上可以自发分解 水在100℃可以自发蒸发为水蒸气;冰;二、化学反应的熵变;定义：熵是系统内物质微观粒子的混乱度(或无序度)的量度。;混合前;任何纯净的完整晶态物质在0 K时的熵值规定为零。;（2）标准摩尔熵;①对于同一种物质： Sg Sl Ss;4. 化学反应熵变的计算;将二者综合发现： ΔrH?m0 ΔrS?m0；反应一定自发进行。 如 2N2O(g)?2N2(g)+O2(g) ΔrH?m 0 ΔrS?m 0；反应一定不能自发进行。 如 CO(g)?C(S)+1/2O2 (g) ΔrH?m 0 ΔrS?m0或ΔrH?m0 ΔrS?m 0；反应是否自发，温度起决定作用。 ;1875年，美国化学家吉布斯(Gibbs)首先提出一个把焓和熵归并在一起的热力学函数—G (现称吉布斯自由能或吉布斯函数)，并定义：;2. 化学反应方向的判据;表2.2 ΔrHm、ΔrS m及T 对反应自发性的影响;大多数反应属于ΔrHm 与ΔrS m 同号的上述③或④两类反应，此时温度对反应的自发性有决定影响，存在一个自发进行的最低或最高温度，称为转变温度 Tc (ΔrGm = 0)：;1. 298.15K 时反应的标准摩尔吉布斯能变的计算;对于反应：c C + d D ? y Y + z Z ΔrG?m=[yΔfG?m(Y) + zΔfG?m(Z)] – [cΔfG?m(C) + dΔfG?m(D)] 或：ΔrG?m = ΣviΔfG?m(生成物) + ΣviΔfG?m(反应物) ;先求出 ? rH?m 和 ? r S?m ;二、其它温度时的?rG ? m的计算;附例4.1 试计算石灰石热分解反应的?rG?m( 298.15 K)、ΔrG?m (1273 K)及转变温度Tc，并分析该反应在标准状态时的自发性。;方法(II):先求得ΔrH?m和ΔrS?m ，则;(3) 反应自发性的分析和 Tc 的估算;ΔrGm＝ΔrG?m ＋ RT lnJ —— 化学反应等温方程式;注意：在计算中，ΔrG?m的单位换为J·mol-1，因为R的取值为8.314J·mol-1·K -1 。;（1）ΔrGm是具有广度性质的状态函数 （2）ΔrGm与温度有关 ΔrG?m(T) = ΔrH?m(T ) –TΔrS?m(T) ≈ ΔrH?m(298.15K) – TΔrS?m(298.15K) （3）正、逆反应的ΔrGm数值相等符号相反 （4）若一个反应是两个或多个反应之和，则总反应的ΔrGm = ΔrGm(1) + ΔrGm(2) + …;1. 反应体系为封闭体系且体系不做非体积功。 2. 只给出相应T、p下反应的可能性，不能说明其他T、p时反应的可能性。 ;1. 热力学判断指出了反应的可能与否。 2. 热力学判断只能指出反应可行与否，却无法对反应速度作出回答。 3. 一般条件下，决定反应方向得是ΔrGm而不是ΔrG?m。;2.2.1 化学反应速率的定义 2.2.2化学反应速率理论 2.2.3 影响化学反应速率的因素;反应速率是指一定条件下单位时间内某化学反应的反应物转化为生成物的速率。用“υ”表示。 如定温下的恒容反应 υi=|Δci/Δt| ?ci为物质i在?t内浓度的变化。 单位：mol·L-1·S-1或mol·L-1·min-1 。 例P31合成氨反应; 显然，这样表示的速率为平均速率，而且： ①同一反应的反应速率用不同物质表示，数值可能不同，但它们之间的