化学热力学基础 .pptVIP

第三节 化学反应的方向 一、化学反应的自发性 二、熵（S） 1. 熵与标准摩尔熵 2. 熵变的计算 三、热力学第二定律 例 题 2-6 1. 吉布斯自由能 1. 吉布斯自由能 习 题 2．化学平衡常数 ② 对于复相反应，因为纯固体、纯液体的浓度视为常数，所以在标准平衡常数表达式中不必列出。例如： ③ 在稀溶液中进行的反应，由于溶剂是大量的，溶剂的浓度可视为常数而不必列入标准平衡常数表达式中。例如： 第二章第四节 2．化学平衡常数 ④ 多重平衡规则：如果某一化学反应可由两个或几个化学反应相加得到，则该反应的平衡常数等于各反应的标准平衡常数的乘积，如 某反应N=反应1+反应2+······+反应i，则： 第二章第四节 如果某一化学反应可由两个化学反应相减得到，则该反应的平衡常数等于两个反应的平衡常数之商，如 某反应N=反应1?反应2，则： 三、化学平衡的移动 1．浓度对化学平衡移动的影响 对于在一定温度下达平衡的任意反应： 当Q/ =1时，Q= ，?rGm=0，反应达平衡状态； 当增加反应物浓度或减少生成物浓度时，则Q＜ ，?rGm＜0，反应正向移动； 当增加生成物浓度或减少反应物浓度时，则Q＞ ，?rGm＞0，反应逆向移动。 第二章第四节 例 题 2-11 解： 已知某温度时，反应 的标准平衡常数为4.00。若反应体系中 c(C2H5OH)= c(CH3COOH)=2.50mol·L?1， c(CH3COOC2H5)= 5.00 mol·L?1 c(H2O)=0.50mol·L?1，问：此时反应向何方进行？ 第二章第四节 2．压力对化学平衡移动的影响 （1）改变体系的体积以改变体系的总压力 对任意气相反应 平衡时有 第二章第四节 当反应体系的体积被压缩至原来的1/x（x＞1）时，则体系的总压力增加至原来的x倍，体系中各组分的分压也相应增加至原来的x倍，此时反应商为 3. 标准摩尔燃烧焓 例如：在298.15 K及标准压力下： 根据标准摩尔生成焓的定义可知 利用标准摩尔燃烧焓求反应热的通式为： 第二章第二节 例 题 2-4 已知乙醇的标准摩尔燃烧焓为?1366.95kJ·mol?1，求乙醇的标准摩尔生成焓。已知 解： 第二章第二节 例 题 2-5 在298.15K时，在弹式量热计（体积不变）中，将5.0g液态苯完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)，放热209.2kJ。计算该反应的 和 。 解： 第二章第二节 一、化学反应的自发性 自发过程：就是在一定条件下，不需要外力帮助就能自动发生的过程。 例如： （1）热量总是自发地由高温物体流向低温物体； （2）溶液总是由高浓度向低浓度扩散； （3）常温常压下，甲烷可以燃烧生成CO2和水； （4）将Zn片放入CuSO4溶液中的反应。 自发过程（反应）的特征是：一切自发过程都有一定的变化方向（即总是沿单方向进行）和限度（进行的最大限度是体系达到平衡）。 第二章第三节 究竟是什么因素决定着自发过程的方向呢？ (2) 冰在常温下的融化过程； KCl等盐类的晶体在水中的溶解。 第二章第三节 由此可见，决定着反应自发方向的因素有两个：一个是能量变化，即体系趋向于能量最低；另一个是混乱度的变化，即体系将趋向于最高混乱度。 1. 熵与标准摩尔熵 体系的混乱度用热力学函数熵(S)来描述。体系越混乱，熵值越大。S是状态函数，单位：J· K?1，其变化量与途径无关。 热力学第三定律：在热力学温度0K时，任何纯物质的完美晶体的熵值都等于0。 任何纯物质从温度0K升温到TK时的熵变为： ?S = ST－S0 = ST ST为该物质在温度TK时的熵值，称为规定熵或绝对熵。 第二章第三节 0K 0K 标准摩尔熵的规律： ●同一物质，298.15K时 在标准状态下，1mol物质的熵值称为该物质的标准摩尔熵，用符号 表示。（单位：J. mol?1·K?1)。 ●相对分子质量相近，分子结构对称的， 小 ●结构相似， 随相对分子质量增大而增大 ●同一物质，温度越高，其熵值越大。 第二章第三节 （1）化学反应的熵变 化学反应的熵变可由物质的 求得： （2）等温可逆过程体系熵变的计算： R指可逆过程，QR指可逆过程的热效应