化学反应的基本原理与大气污染课件.pptxVIP

2003-3-101化学反应的基本原理与大气污染

2003-3-102§2-1化学反应进行的方向和吉布斯函数变这就是反应的方向问题。它有重要的实际意义。已知：Fe2O3+C→2Fe+CO2可以向右进行；而Al2O3+C→2Al+CO2却不能发生。那么：CO+NO→CO2+N2

2003-3-103一化学反应的自发性自发过程：在一定条件下不需任何外力便可自动进行的过程。自发过程的特点(一)(1)水往低处流；(2)热向低温物体传递；(3)电流向低电位点流动；(4)气体向低压处扩散。这些过程的特点是什么？

2003-3-104这些过程的特点可归纳为：能量下降。即过程自发地趋向能量最低状态。自发过程 限度 判据 水流△h=0 △h0（h2h1）热的传导△T=0 △T0（T2T1）电流△E=0 △E0（E2E1）气体扩散△P=0 △P0（P2P1）

2003-3-105对于化学反应，判据是什么？是“ΔH0自发”吗?例1Zn+CuSO4→Cu+ZnSO4ΔrHm?=-111.44kJ.mol-10例2KNO3（s）→K+（aq）+NO3-（aq）ΔrHm?=+35.0kJ.mol-10例3CaCO3（s）→CO2（g）+CaO（s）ΔrHm?=+178kJ.mol-10影响化学反应自发性的因素还有混乱度和温度。

2003-3-106二熵变与化学反应自发进行的方向混乱度—组成物质的质点在一个指定空间区域内排列和运动的无序程度。例1密闭容器中气体的扩散:例2KMnO4溶液的扩散:不均匀均匀自发过程的特点(二)自发过程，系统的混乱度增大了.

2003-3-107热力学中，有两条重要的自然规律控制着所有物质系统的变化方向：1从过程的能量变化来看，物质系统倾向于取得最低能量状态；2从系统中质点分布和运动状态来分析，物质系统倾向于取得最大混乱度。熵:热力学中，系统的混乱度是用熵来量度的。符号:S,单位:J.K-1.mol-1.熵是状态函数,熵有绝对熵,第三定律）。298.15K时，参考态元素的标准摩尔熵不等于零；熵值与nB成正比。

2003-3-108熵变的计算注意:ΔrSm?(T)≈ΔrSm?(298.15K)化学反应的标准摩尔熵变可按下式计算：ΔrSm?(298.15K)=ΣBνBSm,B?(298.15K)例题：计算合成氨反应在298.15K时的熵变。解:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)Sm?/J.mol-1.K-1191.61130.684192.45按上式：ΔrSm?(298.15K)=ΣBνBSm,B?(298.15K)得:ΔrSm?(298.15K)=(2×192.45-191.61-3×130.684)J.mol-1.K-1=-198.462J.mol-1.K-1

2003-3-109熵判据用熵变判断反应自发性的标准是,对于孤立系统:大多数化学反应是非孤立系统，熵判据并不普遍适用。如：2SO2+O2→2SO3是一个自发过程,但ΔrSm?(T)=-188.00J.K-1.mol-10ΔS(孤)0自发过程ΔS(孤)=0平衡状态ΔS(孤)0非自发过程自发过程的特点（三）吉布斯提出：判断反应自发性的标准是：在恒温恒压下，如果某一反应无论在理论上或实践上可被利用来做有用功(W)，则该反应是自发的；如果必须从外界吸收功才能使一个反应进行，则该反应是非自发的。吉布斯定义了一个体现这种性质的函数G,其定义为:G=H-TS称吉布斯函数单位：kJ.mol-1

2003-3-1010三吉布斯函数与反应进行的方向恒温恒压下系统状态变化时,吉布斯函数变为：ΔG=ΔH-TΔS吉布斯函数判断反应方向的判据是：ΔG0自发过程ΔG0非自发过程