大学化学第二版(科学出版社)第一章第二节[汇总].ppt

高处水;1、自发过程 (spontaneous process) 在一定条件下不需要外力作用就能自动进行的过程。 2、自发反应 (spontaneous reaction) 在一定条件下不需要外界干涉就能自动进行的反应。 [讨论] 焓变(△H)能否作为反应自发进行的判据？ 　 由于大多数的自发反应是放热反应,所以曾有人用焓变(△H0)作为反应自发进行的判据，认为△H 越负,反应越能自发进行。这种说法正确吗？ (不正确) 如：研究发现某些反应在标准态下能自发进行，但它们的△H并不都小于零。;二、 熵 (entropy, S )及熵变;三、物质的标准摩尔熵(Sm?);四、反应的标准摩尔熵变(△rSm? )及计算 1）定义：在指定温度T和标准压力p?下,1mol反应的熵变,称为该反应的标准摩尔熵变。　 符号 ：△rSm?单位：J? mol-1?K-1 2）计算公式： 对于任意反应：0=ΣvRR 或aA + bB=dD+eE 标准态、298.15K时,化学反应的标准摩尔熵变有如下公式：;[例题]试计算下列反应???298.15K时的△rHm?和△rSm? 。 N2(g) +3H2(g) =2NH3(g) △fHm? (298.15K)/ (kJ?mol-1)0 0- 46.11 Sm? (298.15K) /(J?K-1?mol-1)191.5130.57192.3;;五、反应自发性的判断和吉布斯函数变 ; 3.化学反应自发性的判断标准 在恒温、恒压、不做非体积功的条件下, 化学反应 自发性的判断标准---- ΔG判据 ΔG 0 ， 自发反应 (反应向正方向自发进行） ΔG = 0 ， 平衡状态 ΔG 0 ， 非自发反应 (反应向逆方向自发进行);六、反应的摩尔吉布斯函数变及其计算 1、反应的标准摩尔吉布斯函数变△rGm?(T) 在指定温度T 和标准压力p?下,1mol 反应的吉布斯函数变,称为该反应的 标准摩尔吉布斯函数变。 记为： △rGm?(T) 单位： kJ ? mol-1 2、物质的标准摩尔生成吉布斯函数△fGm?(T) 在指定温度T和标准压力p?下,由最稳定的单质生成1mol 指定化合物时的 吉布斯函数变，称为物质的标准摩尔生成吉布斯函数。 记为： △fGm?(T)参考温度:298.15K 单位： kJ ? mol-1 规定：在298.15K时,任何指定单质和水合氢离子的标准摩尔生成吉布斯函数为零。 一些单质、化合物和水合离子在298.15K时的标准摩尔生成吉布斯函数的数据见附录4。; 3.标准态下反应的标准摩尔吉布斯函数变△rGm?(T)的 计算 (1)标准态、T=298.15K时的计算 ——根据物质的ΔfGm?(298.15K)的数据进行计算 对于任意反应:aA + bB =dD + eE 或0 =ΣvRR 有如下公式： (1) △rGm?(298.15K) ＝∑vi △fGm?(生成物) -∑vi △fGm?(反应物) (2) △rGm?(298.15K) =∑vR △fGm?(R)(298.15K);[例1-4]查附录4中 ΔfGm?(298.15K) 的有关数据,计算反应 2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g) 在298.15K时的标准摩尔吉布 斯函数变。并说明该反应在标准状态298.15K时能否向正方向 自发进行？ 解:查附录表4中各物质的标准摩尔生成吉布斯函数为： 2NO(g) + 2CO(g) = N2(g) + 2CO2(g) ΔfGm? (298.15K)/( kJ?mol-1)86.55 -137.170 -394.36 ΔrGm?(298.15K) ＝∑vi△fGm?(生成物) -∑vi△fGm?(反应物) =[0 + 2×(-394.36) ] – [2×86.55 + 2×(-137.17)] =- 687.48 kJ?mol-1 0 ∴ 在标准状态、298.15K时,该反应能向正方向自发进行。;（2）标准态、任意温度T时的计算 —— 根据G – H等温方程进行计算 吉布斯等温方程为：△G = △H - T△S ① 标准态,T=298.15K时： ΔrGm?(298.15K) = ΔrHm?(298.15K) – 298.15K?ΔrSm?(298.15K) ② 标准态,其他温度T≠298.15K时： ΔrGm?(T)= ΔrHm?(T) – T ? ΔrSm?(T) ∴ΔrGm?(T) ≈ ΔrHm?(298.15K) – T?ΔrSm?(298.15K);[例1-5]已知反应CaCO3(s) = CaO(s) + CO2(g) 的ΔrHm?(298.15K) = 178.32 kJ?mol-1 ，ΔrSm?(298