化学反应的方向和吉布斯自由能变课件.pptVIP

021化学反应的方向和吉布斯自由能变第一节化学反应的方向和吉布斯自由能变

2.1.1化学反应的第2自章发化过学反程应的方向、速率和限度在一定条件下不需外界作功，一经引发就能自动进行的过程。例如:水总是自动地从高处向低处流,铁在潮湿的空气中易生锈。要使非自发过程得以进行,外界必须作功。例如：欲使水从低处输送到高处，可借助水泵作机械功来实现。注意：能自发进行的反应，并不意味着其反应速率一定很大

2.1.2影响化学反第2应章方化向学反的应因的素方向、速率和限度自发过程一般都朝着能量降低的方向进行。能量越低，体系的状态就越稳定。对化学反应,很多放热反应在298.15K,标准态下是自发的。例如:CH(g)+2O(g)→CO(g)+2HO(l)4222?H=-890.36kJ·mol-1rm

第2章化学反应的方向、速率和限度曾试图以反应的焓变(?H)作为反应自发rm性的判据。认为在等温等压条件下，当?rHm0时:化学反应自发进行?rHm0时:化学反应不能自发进行但实践表明:有些吸热过程(?H0)rm亦能自发进行。+例如1.NHCl(s)→NH-(aq)+Cl(aq)44?H=14.7kJ·mol-1rm122.AgO(s)→2Ag(s)+O(g)22?rHm=31.05kJ·mol-1

2.1.2影响化学反第2应章方化向学反的应因的素方向、速率和限度为什么有些吸热过程亦能自发进行呢例如1.NHCl(s)→NH+(aq)+Cl(aq)-?44?rHm=14.7kJ·mol-1NHCl晶体中NH4+和Cl的排列是整齐有-4序的。NHC1晶体进入水中后，形成水合离子(以aq表示)并在水中扩散。在NHCl44溶液中，无论是NH4+(aq)、Cl(aq)还是水-分子，它们的分布情况比NHC1溶解前4要混乱得多。

2.1.2影响化学反第2应章方化向学反的应因的素方向、速率和限度为什么有些吸热过程亦能自发进行呢?再如12.AgO(s)→2Ag(s)+O(g)222?rHm=31.05kJ·mol-1反应前后,不但物质的种类和“物质的量”增多,并产生了热运动自由度很大的气体,整个物质体系的混乱程度增大。

第2章化学反应的方向、速率和限度熵的概念：体系内组成物质粒子运动的混乱程度。熵是描述物质混乱度大小的物理量。物质(或体系)混乱度越大,对应的熵值越大。符号：S。单位:J?K-1在0K时,一个纯物质的完美晶体,其组分粒子(原子分子或离子)都处于完全有序的、排列状态,混乱度最小,熵值最小。把任何纯物质的完美晶体在0K时的熵值规定为零(S＝0)。0

第2章化学反应的方向、速率和限度熵的性质：熵是状态函数。温度升高,体系或物质的熵值增大。

第2章化学反应的方向、速率和限度标准摩尔熵某单位物质的量的纯物质在标准态下的熵值称为标准摩尔熵。符号：Sm单位：J·mol-1·K-1注意：(1)纯净单质在298.15K时S≠0；m(2)物质的聚集状态不同其熵值不同；同种物质S(g)S(1)S(s)mmm(3)物质的熵值随温度的升高而增大；(4)气态物质的熵值随压力的增大而减小。

第2章化学反应的方向、速率和限度因为熵是一种状态函数化学反应的标准摩尔反应熵变(?rSm)只取决于反应的始态和终态，而与变化的途径无关。?S＝Σ?S(生成物)+Σ?S(反应物)rmimim

第2章化学反应的方向、速率和限度例计算反应：2SO(g)+O(g)→2SO(g)的?S223rm解：2SO(g)+O(g)→2SO(g)223Sm/(J·mol-1·K-1)248.22205.138256.76?S＝2S(SO)-[2S(SO)+S(O)]rmm3m2m2={2(256.78)-[2(248.22)+205.138]}J·mol·K-1-1=-188.06J·mol-1·K-1注意熵的符号和单位

第2章化学反应的方向、速率和限度摩尔吉布斯自由能变量(简称自由能变)，以?G表示，单位：kJ·mol-1。rm吉布斯公式在等温、等压下,不作非体积功的前提下，化学反应摩尔吉布斯自由能变(?G)与rm摩尔反应焓变(?H)、摩尔反应熵变rm(?S)、温度(T)之间有如下关系:rm?G＝?H–T?Srmrmrm

第2章化学反应的方向、速率和限度在等温等压的封闭体系内不作非体积,、功,?G可作为热化学反应自发过程的判据。rm即: