(理学)大学普通化学第2章

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1、1第2章化学反应的基本原理与大气污染2本章学习要求(4)了解大气的主要污染物，温室效应、臭氧层空洞、酸雨及光化学烟雾等综合性大气污染及其控制。了解清洁生产和绿色化学的概念。(3)了解浓度、温度与反应速率的定量关系。了解元反应和反应级数的概念。能用阿仑尼乌斯公式进行初步计算。能用活化能和活化分子的概念，说明浓度、温度、催化剂对化学反应速率的影响。了解链反应与光化学反应的一般概念。(1)了解熵变及吉布斯函数变的意义,掌握化学反应rG0m的近似计算，能应用rGm判断反应进行的方向。(2)掌握rG0m与K0的关系

2、及有关计算，理解浓度、压力和温度对化学平衡的影响。32.1化学反应的方向和吉布斯函数变2.2化学反应进行的程度和化学平衡2.3化学反应速率2.4大气污染及其控制目录第3讲（下）2.11.影响反应方向的因素2.反应自发性的判断3.判据的应用和计算4在给定条件下能自动进行的反应或过程叫自发反应或自发过程。自发过程的共同特征：2.1.1影响反应方向的因素2.1化学反应的方向和吉布斯函数变气体向真空膨胀；例如：热量从高温物体传入低温物体浓度不等的溶液混合锌片与硫酸铜的置换反应等ΔpΔTΔc?(1)具有不可逆性—单向性(

3、2)可有一定物理量判断变化的方向—判据(3)有一定的限度自发过程在给定条件下不需借助外力作用就能进行推动过程自发进行的动力来自系统本身，所以自发过程倾向于系统本身能量的降低自发只代表一种可能性，自发并不意味过程进行迅速自发过程的逆过程不能自发进行，但不表示不能实现倾向:(1)能量降低：(2)变混乱：？△H＜０△Ｕ＜０想象：51.反应的焓变△H＜０是自发进行的有利因素,但不能决定反应的方向2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)rH0m=-571.66kJ.mol-1H2O(s)=H2O(l)rH0m=44.

4、012kJ.mol-125ºC标准态条件下CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)rH0m=178.32kJ.mol-12.反应的熵变（1）熵（S）的定义：（2）热力学第三定律（3）物质的规定熵标准摩尔熵（4）熵的性质及大小规律（5）反应熵变△S的计算△S对反应自发性的影响?6（1）熵的定义：熵是系统内物质微观粒子的混乱度(或无序度)的量度。用符号S表示.统计热力学中S=klnΩk为玻尔兹曼常数(k=R/N)，Ω为系统的微观状态的数目(热力学概率——混乱度)。为维持总能量一定的某种热力学状态而可能有的微观

5、状态数。２.反应的熵变ACBDΩ=41与系统内微观粒子多少和种类有关2与能级和空间有关7（2）热力学第三定律在绝对零度时，一切纯物质的完美晶体的熵值都等于零。S(0K,纯物质，完美晶体)=0S混乱度与物质的聚集状态和温度等有关绝对零度时，理想晶体内分子的各种运动都将停止整齐有序Ω=1S=0根据一系列低温实验事实和推测总结出的经验定律8（3）物质的规定熵与物质的标准摩尔熵熵值计算的参考点：S(0K)=kln1=0思考：指定单质的标准熵值是零吗？Sm0(H+,aq,298.15K)=0又规定不等于零S(TK)=熵变

6、可以计算得到所以熵值是可知的物质熵值确定的依据:熵是状态函数，具有加和性（容量性质）数据见附录3S(TK)-S(0K)=S（0-TK）物质的标准摩尔熵—(298.15K)单位:J.mol-1.K-19可从热力学推出，在恒温可逆过程中系统所吸收或放出的热量(以qr表示)除以温度等于系统的熵变S：熵的热力学定义*例101.325kPa和273.15K下H2O（s）＝H2O（l）已知冰的融化热qfus(H2O)=6007J.mol-110①对于同一种物质：Sg>Sl>Ss③对于不同种物质：S复杂分子>S简单分子④

7、对于混合物和纯净物：S混合物>S纯物质②同一物质在相同的聚集状态时，其熵值随温度的升高而增大。S高温>S低温（4）熵的性质及物质标准熵值大小规律熵是状态函数，具有加和性一个导致气体分子数增加的过程或反应总伴随着熵值增大一条定性判断过程熵变的有用规律11（5）反应标准摩尔熵变的计算对于反应：依据该式利用附录3数据只能计算298.15K时反应在标准状态反应的摩尔熵变该式成立条件:温度升高没有引起物质聚集状态的改变12（6）熵变对反应自发性的影响△S>０是自发进行的有利因素，但不能决定反应的方向一个导致气体分子数增加

8、的过程或反应总伴随着熵值增大,对反应的自发进行是有利的.△S(孤立)>０自发过程△S(孤立)=０平衡状态热力学第二定律系统+环境=孤立系统13总结2.1.1影响反应方向的因素热力学第三定律自发反应倾向1、能量降低ΔH＜02、混乱度增大ΔS＞0S(0K)=0熵——S（1）熵的定义：（2）熵值计算的参考点：（3）物质的规定熵（S）和S0m(298.15K)规定：S0m(H+,aq,298.