10-10无机化学教案

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1、2-1-1熵1.熵与熵变（1）熵：可以看作是体系混乱度(或无序度)的量度。用S表示。（2）热力学第三定律：对于纯物质的晶体，在热力学零度时，熵为零。（3）熵的定义：在绝对零度时,任何纯净完整晶态物质的熵等于零，从熵值为零的状态出发，使体系变化到一个大气压和某温度T时熵的改变量称为该物质在标准状态下的摩尔绝对熵值，简称为标准熵，用SOm表示，单位：J·mol-1·K-1（4）规律：①凡反应过程中气体计量系数增加的反应，反应ΔSOm>0；②凡反应过程中气体计量系数减少的反应，反应的ΔSOm<0③凡反应过程中气体计量系数不变的反应，反应的ΔSOm=0④没有气体参加的反应，反应

2、中物质总计量系数增加的反应ΔSOm>0；反应中物质计量系数减少的反应，反应的ΔSOm<02.化学反应中过程熵的计算ΔrSOm=[∑(SOm生成物)]–[∑(SOm反应物)]2-1-2自由能与化学反应进行的方向1876年美国科学家Gibbs证明在等温等压下，如果一个反应能被用来作功，则该反应是自发的，反之为非自发。1.自由能函数的定义例：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)Zn+Cu2+=Zn2++Cu热力学第一定律：ΔU=Q+W等温可逆条件下：ΔU=Qr+WmaxQr：可逆过程吸收或放出的热量；Wmax：最大功；W’max：最大有用功；ΔG=W’ma

3、xG：定义的新函数，自由能函数，意义：①当ΔG<0时，W’max<0,表明自由能被用来对环境作最大有用功，是自发过程。②当ΔG>0时，W’max>0,表明过程非自发，要使过程进行，必须由环境对体系做功。2.标准生成自由能ΔfGOm在热力学标准态下，由处于稳定状态的单质生成1mol纯物质时，反应的自由能变化为该物质的标准生成自由能。用ΔfGOm单位：kJ·mol-1规定：在标准态下，稳定单质的生成自由能ΔfGOm=03.化学反应中过程自由能变ΔfGOm的计算aA+bB===cC+dDΔrGOm=[∑(ΔfGOm生成物)]–[∑(ΔfGOm反应物)]4.吉布斯-赫姆霍兹方程

4、ΔG=ΔH-TΔSΔrGOm（T）=ΔrHOm-TΔrSOm5.反应自发性的判断根据ΔrG大小来判断：ΔrG<0,正向反应自发ΔrG＝0,处于平衡状态ΔrG>0,正向反应非自发，逆向反应自发2-2-1化学反应速率2-1-1化学反应速率的定义：化学反应速率：——单位时间内反应物或产物浓度改变的量的绝对值。aA+bB===gG+dDnB：物质B在反应式中的计量系数。对于反应物，取负值，表示减少；对于生成物，取正值，表示增加。化学反应速率：r=︱ΔnB/Δt︱对于在体积一定的密闭容器里进行的化学反应，可以用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示：①平均速率r=︱Δ

5、cB/Δt︱②瞬时速率r=︱dcB/dt︱影响反应速率的因素内因：反应的活化能大小外因：浓度、温度、催化剂2.2.2化学反应活化能1．碰撞理论（CollisionTheory）有效碰撞的条件：相互碰撞的分子应用合适的碰撞取向，相互碰撞的分子必须有足够的能量，反应速率与碰撞频率Z，分子有效碰撞分数f，以及方位因子p有关r=Z·P·fZ碰撞因子P频率因子f能量因子2．过渡状态理论要点：在反应物相互接近时，要经过一个中间过渡状态，即形成所谓的活化络合物，活化络合物既可以分解为反应物分子，也可以分解为产物分子。活化络合物和反应物(或生成物)存在能垒，这一能垒被称为正反应（或逆反

6、应）的活化能讨论：比较过渡态理论的活化能与碰撞理论的活化能Ea正-Ea逆=△rH活化能是决定反应速率的内在因素2.2.3影响化学反应速率的因素浓度对化学反应速率的影响1.基元反应：对于简单反应，反应物分子在有效碰撞中经过一次化学变化就能转化产物的反应。2.基元反应的化学反应速率方程式：可由质量作用定律描述。k称为反应的数率常数:①可理解为当反应物浓度都为单位浓度时的反应速率；②k由化学反应本身决定，是化学反应在一定温度时的特征常数；③相同条件下，k值越大，反应速率越快；④k的数值与反应物的浓度无关。3．非基元反应：反应物分子需经几步反应才能转化为生成物的反应。4．非基元

7、反应的速率方程式不能只根据反应式写出其反应速率方程，必须根据实验测定的结果及验证，推出反应的反应机理复杂的非基元反应→分成若干个基元反应→反应最慢的一步作为控制步骤最慢的一个反应就控制了该复杂反应的反应速率5．反应级数基元反应aA+bB=gGrB=k(cA)a·(cB)ba+b表示该反应级数。对于物质A是a级反应，对物质B是b级反应。6．反应级数的意义：①表示了反应速率与物质的量浓度的关系；②零级反应表示了反应速率与反应物浓度无关7．速率常数的单位零级反应:r=k(cA)0k的量纲为mol·dm-3·s-1一级反应:r=kcA；k的量纲为