大学化学chapter2.ppt

* * 课堂练习4 在什么温度下,空气中的N2(g)和O2(g)可自发反应生成NO? 解: N2(g) + 1/2O2(g) 2NO (g) ?fHΘ kJ/mol 0 0 90.25 SΘ J/mol·K 191.5 205.03 210.65 ?f GΘ kJ/mol 0 0 86.57 T转 ? ?rHΘ / ?rSΘ = 7287K 自然界只有打雷放电时才能产生这样的高温。 4. 设计耦合反应 根据Hess定理，?rGΘ既是状态函数，就具有加和性。 根据这一性质，将一个不能自发进行的反应与一个自发趋势很大的反应组合成可自发进行的反应，称为耦合反应。 耦合的关键是设计化学反应将第一个反应的产物除去，使总反应的?rGΘ＜0。 例如： (1) TiO2(s) + 2Cl2 (g) TiCl4(g) + O2(g) ?rGΘ = 173.2kJ ? mol-1 反应不能发生 (2) C(石墨) + O2 (g) CO2 (g) ?rGΘ = -393.51kJ ? mol-1 反应趋势很大 将二者耦合，即(1)+ (2) 得： TiO2(s) + C(石墨) + 2Cl2 (g) TiCl4(g) + CO2 (g) ?rGΘ = - 220.31kJ ? mol-1 反应可以发生 作业: P106 5 (1), (3) 6 9 12 13 (1), (3). 15 (1), (3). 17、19 反应进度 (? ) 对反应 aA+bB=cC+dD def ni(t)-ni(t0) ? == ----------------- ?i 例 N2+3H2=2NH3 10s ? -0.1 -0.3 0.2 ? =-(-0.1)/1 =-(-0.3)/3 =(0.2)/2 =0.1mol 我们所说的进行了0.1mol反应, 实际上是指进行了0.1mol反应进度，而不是针对某一物质。 ? 始终为正,单位(mol) 对反应物取负 对生成物取正值 ?i * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 5）标准态下反应的熵变 对于化学反应 ?rSmΘ = ?( S )Θ生成物 - ? (S )Θ反应物 对于任一变化过程 ?S = ?H／T = Qp/T 例题 试计算下列反应的标准熵变： 解 查附录二可得反应中各物质的标准熵 192.34 205.03 210.65 188.72 3、化学反应自发的判据 自发过程可以用一定的物理量来判断其变化的方向和限度。如?H、 ?T、 ?P等。 化学反应用什么物理量来判断其变化的方向和限度？？？ 例1 2H2(g) + O2 2H2O(g) ; ?rHΘ= -484kJ/mol C(s) + O2(g) CO2(g); ?rHΘ= -394kJ/mol 3Fe(s) + 2O2(g) Fe3O4(s); ?rHΘ= -1121kJ/mol 此类反应发生时系统的能量降低，这是一切自然变化进行的方向。放热反应就是遵循能量最低原理的。任何系统都有趋向于能量最低的倾向。 H2CO3(aq) H2O(l) + CO2(g); ?rHΘ=19.3kJ/mol 2Ag2O(s) 4Ag(s) + O2(g); ?rHΘ= 30.6kJ/mol N2O3(g) NO2(g) + NO(g); ?rHΘ= 40.5kJ/mol 此类反应也能自发发生，虽然是吸热过程但反应发生时，系统中微粒运动状态从有序变成无序，即混乱度增加。任何系统都有趋向于最大混乱度的倾向。 例2 可见 决定过程的自发性取决于焓变和熵变两大因素。 从能量的角度看，即受过程的焓效应和熵效应（ ?rH 和T?rS）的影响。 2.5 Gibbs函数 Gibbs函数的定义 Gibbs函数的物理意义 Gi