[理学]大学普通化学课件第二章.ppt

2.1 化学反应的方向和吉布斯函数变 1 反应的焓变 2 反应的熵变 热力学第二定律的另外表述方式* 熵的热力学定义* 标准摩尔熵变? rSm 的计算： 3 反应的吉布斯函数变 2.1.2 反应自发性的判断(ΔG) 2 ΔG与?G 的关系 2.1.3反应的摩尔吉布斯函数变的计算及应用 2 其他温度时的?rGm的计算 3 任意态时反应的摩尔吉布斯函数变的计算 4 ΔrG 和ΔrG的应用 2.2 化学反应进行的程度和化学平衡 2.2.2 平衡常数和多重平衡法则 2 多重平衡 2.2.3 化学平衡的有关计算 2.2.4 化学平衡的移动及温度对平衡常数的影响 2.3 化学反应速率 2.3.1 浓度的影响和反应级数 基元反应和复杂反应 2 一级反应 一级反应的三个特征 2.3.2 温度的影响和阿仑尼乌斯公式 2.3.3 反应的活化能和催化剂 碰撞理论 2 热力学稳定性与动力学稳定性 3 加快反应速率的方法 4 催化剂（触媒） 汽车尾气净化催化剂 5 酶催化和模拟酶催化 2.4 大气污染及其控制 2.4.1 环境化学与重要大气污染事件 2 大气圈的结构与组成 3 重要的大气污染事件 2.4.2 大气的主要污染物及控制 光化学烟雾 2 我国空气污染的主要特征 3 大气污染的控制和防治原理 2.4.3 全球性大气污染 2 温室效应与全球气候变暖 3 臭氧层空洞 氟利昂的功与过 2.4.4 清洁生产和绿色化学 *本章小结 本章小结（2） 本章小结（3） 本章学习要求 例2.11 计算合成氨反应采用铁催化剂后在 298 K和773 K时反应速率各增加多少倍？设未采用催化剂时 Ea1 = 254 kJ.mol-1,采用催化剂后 Ea2 = 146 kJ. mol-1。 解：设指前因子 A 不因采用铁催化剂而改变，则根据阿仑尼乌斯公式 (2.35b) 式可得： 当 T = 298 K，可得： 如果 T = 773 K(工业生产中合成氨反应时的温度），可得： 催化剂的主要特征 （1）改变反应途径，降低活化能，使反应速率增大 （2）只能改变达到平衡的时间而不能改变平衡的状态 （3）有特殊的选择性 （4）对某些杂质特别敏感 助催化剂 合成氨的铁催化剂α-Fe — Al2O3 — K2O中α- Fe是主催化剂， Al2O3 、K2O等是助催化剂。 催化剂毒物 如CO可使合成氨铁催化剂中毒 塑料中各种防老化剂大多属于负催化剂。 汽车尾气净化催化剂 多孔陶瓷为载体 Pt、Pd、Ru为主催化剂 CeO2为助催化剂 少量的铅即可使其中毒，从而失去催化活性。因此，安装这种尾气净化催化剂的汽车是不能够使用含铅汽油的。 多相催化反应 在使用催化剂的反应中多数催化剂为固体，而反应物则为气体或液体，这样的反应系统被称做多相催化反应。为了增大这类催化反应的速率，用来做催化剂的固体一般为多孔的或微细分散的，有时则把微细分散的催化剂（或称催化活性物质）散布在多孔性的载体上，以提高催化活性，同时可减小反应物流过时的阻力。反应主要在相界面上进行，决定反应速率的因素还有 接触面大小 扩散作用 酶(生物催化剂) 催化的特色 （1）高度的选择性 （2）高度的催化活性 （3）特殊的温度效应 （4）反应条件温和 0 T/K 图2.6 酶催化反应的速率常数k 与T 的关系 酶催化和模拟酶催化 (不符合Arrhenius公式) 近半个世纪以来，随着工业和交通运输的迅速发展，向大气中大量排放烟尘、有害气体、金属氧化物等，使某些物质的浓度超过它们的本底值并对人及动植物产生有害的效应，这就是大气污染。 主要热点问题： 全球性的酸雨 温室效应 臭氧层的破坏 光化学烟雾 1. 环境化学与环境污染物 环境科学是以实现人和自然和谐为目的,研究以及调整人与自然关系的科学。它是 20 世纪 70 年代初由多学科交叉渗透而形成的综合性新学科。环境化学既是环境科学的核心组成部分，也是化学学科的一个新的重要分支。它是以化学物质在环境中出现而引起的环境问题为研究对象，以解决环境问题为目标的一门新兴的交叉学科。它主要研究有害化学物质在环境介质中存在的浓度、形态和危害等问题。 三废：废气、废液和废渣 三致：致突变、致癌、致畸 环境污染物的来源： 工业：三废，量大、成分复杂、毒性强 农业：农药、化肥、农业废弃物等 交通运输：噪音、燃料燃烧的排放物等 生活：生活中的“三废” 等。 对流层顶 对流层 平流层顶 平流层 中间层 中间层顶 热层(电离层) N2、O2、Ar CO2、H2O N2、O2、O3 N2、O2+、O+、 NO+、O2、e - N2、O2、 O2+、NO+ 0 110 100 90 80 70 60 50 40