第六章 化学反应热及反应的方向和限度(最终版).ppt

Company Logo 设想标态下化学反应从最稳定单质出发，经不同途径形成产物，如图所示： 最稳定单质 产物 (产物) (反应物) 反应物 Company Logo 根据Hess定律可得： - (反应物) (产物) = = (产物) (反应物) + Company Logo 例：葡萄糖在体内供给能量的反应是最重要的生物化学氧化反应之一。试用标准摩尔生成焓计算其标准摩尔反应热。 C6H12O6(s)+6O2(g) →6CO2(g)+6H2O(l) 解：查表得: Δf Hmθ[C6H12O6(s)]= -1274.5 kJ·mol-1 Δf Hmθ[CO2(g)]= -393.51kJ·mol-1 Δf Hmθ[H2O(l)]= -285.83 kJ·mol-1 ΔrHmθ= 6 Δf Hmθ[CO2(g)] + 6Δf Hmθ[H2O(l)] -Δf Hmθ[C6H12O6(s)] - 6Δf Hmθ[O2(g)] = -2801.6 KJ·mol-1 Company Logo 根据298.15K时的ΔfHmθ数据可求得反应的ΔrHmθ 温度对产物和反应物的Δf Hmθ 影响相近，故: - (反应物) (产物) = ≈ Company Logo （三）由标准摩尔燃烧热计算反应热 物质B的标准摩尔燃烧热： 1mol标准态某物质B完全燃烧（或完全氧化）生成标准态的指定稳定产物时的反应热。 符号：Δc Hmθ ( “ c ”表示combustion ) 单位：kJ ·mol-1 规定：稳定氧化产物的 ΔcHmθ 为零。 Company Logo (产物) (反应物) = － 一个化学反应的反应热可以通过标准摩尔燃烧热来计算： Company Logo 例：葡萄糖转化为麦芽糖的反应为 2C6H12O6(s) C12H22O11(s)+H2O(1) 试利用标准摩尔燃烧热计算上述反应在298K时的标准摩尔焓变。 解：查表得： △cH?m(C6H12O6, s) = -2820.9kJ/mol △cH?m ( C12H22O11,s) = -5645.5kJ/mol △rH?m= 2△cH?m(C6H12O6, s)-△cH?m ( C12H22O11,s) = 2×( -2820.9 ) - (-5645.5 ) = 3.7 ( kJ·mol-1 ) Company Logo 自然界中的一切过程都符合能量守恒定律即热力学第一定律。例如：下列实验事实 1）热能自动由高温物体向低温物体传递， 且吸热＝放热，直到等温。 2）水从高处自动向低处流。…… 3）氢气与氧气点燃后，自动燃烧生成水。……. 是不是所有符合热力学第一定律的过程在自然界都能自动发生？ 这些过程的逆过程在自然界中都不能自动发生，因此符合热力学第一定律的过程不一定能自动发生。 第三节 熵和Gibbs自由能 Company Logo 第三节 熵和Gibbs自由能 一、自发过程及其特征 Water always flows downhill！ 1. 自发过程 (spontaneous process) 在一定条件下不需要任何外力推动就能自动进行的过程。 （一）自发过程的特征 Company Logo Gases always expand from high pressure to low pressure Water ice Heat always flows from high temperature to low temperature Company Logo 怎样判断自发过程的方向？ 过 程 判 据 限 度 热的传递 T2＜T1 △T＝ T2－T1 ＜0 △T＝0 水的流动 h2＜h1 △h＝ h2－h1 ＜0 △h＝0 气体扩散 P2＜P1 △P＝ P2－P1 ＜0 △P＝0 Company Logo ★ 单向性－－自动地向一个方向进行，不会自动地逆向进行。 ★ 具有作功的能力－－作功能力实际上是过程自发性大小的一种量度。 ★ 具有一定的限度－－进行到平衡状态时宏观上就不再继续进行。 2.基本特征 Company Logo 许多放热反应(即ΔH＜0)都是自发反应。 放出热量(或ΔH＜0) 是推动化学反应自发进行的唯一推动力？ 发现很多例外。固体KNO3的溶解过程是一个