热化学11.3.ppt

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1、1.5化学反应的方向1.5.1自发过程热的传递：高温低温水的流动：高水位低水位气体扩散：高压区低压区在一定条件下，不须借助外力就能发生的过程，称为自发过程。自发过程的特点？1.具有明确的方向,具有单向性非自发过程能否进行？高温热传递低温环境必须对体系做功！2.自发过程有一定的限度P1＞P2P非平衡态平衡态3.自发过程具有做功的潜力。Cu2++Zn＝Cu+Zn2+设计成原电池，可做电功。水高→低物体高→低电流电势高→低体系在一定条件下总是自发地把能量释放出来，使势能降低。一个化学反应：势能,即H<0决

2、定过程方向的因素19世纪中叶的经验规律在无外界能量的参与下，反应总是朝着放热更多的方向进行CH4(g)+2O2(g)焓变与变化方向CO2(g)+2H2O(l)-74.80-393.5-285.5=2×(-285.5)+(-393.5)-(-74.8)=-890.3kJ.mol-1可以自发进行思考在一定温度、压强下，化学反应一定不能向着吸热的方向自发进行吗？KNO3(s)焓变与变化方向K+(aq)+NO3(g)△fHΘm/kJ.mol-1-494.6-252.4-207.4△rHΘm=(-207.4)+(

3、-252.4)-(-494.6)=34.8kJ.mol-1H2O(s)焓变与变化方向H2O(l)△fHΘm/kJ.mol-1-293.0-285.5=-285.5-(-293.0)=7.2kJ.mol-1违反E原理的过程也自发Why?自然界一定存在另一规律熵S体系混乱程度的度量1.5.2熵的概念熵是体系的一个宏观性质，是状态函数。熵变与自发过程进行的方向在孤立系统中，自发过程的结果使系统的熵值增加（热力学第二定律）混乱程度越大，熵值越大对一定量的某物质而言S（g）＞S（l）＞S（s）逼近0K到达0KN

4、eAr纯物质完整有序晶体在0K时的熵值为零S(完整晶体，0K)=0热力学第三定律1906年，[德]Nernst提出，1912年经[德]Planck和［美］Lewis等改进绝对熵△S＝Sm(T)－S0因S0＝0所以△S＝Sm(T)Sm(T)称为该物质的绝对熵。将1mol某纯物质理想晶体从0K加热到某一温度T，过程的熵变：标准熵在标准状态下，1mol纯物质的绝对熵叫做该物质的标准摩尔熵，简称标准熵。符号J·mol-1·K-1单位同一物质，1.温度N2(g)NO2(g)标准熵的一些规律3.不同物质，分子结构越

5、复杂，熵值越大S（高温）＞S（低温）F2(g)Cl2(g)Br2(g)I2(g)4.同系物中摩尔质量与标准摩尔熵值的关系？5.对气态物质,压力越高,熵值越小。298K时O2：100kPa600kPa203223245261205190化学反应的标准摩尔熵变标准状态下，发生1mol化学反应的标准摩尔熵变。符号J·mol-1·K-1单位化学反应aA+bB=dD+gG210.7191.5205.0熵变与变化方向状态1状态2S1S2熵变：△S=S2-S1判据：△S＞0,能自发进行？△S＜0,不能自发进行？解释1

6、.热从高温物体传向低温物体时ΔS<0，但为自发？2.水转化为冰的过程ΔS＜0，但T＜0℃时为自发？结论在等温、等压条件下，单独用△S,△H来判断变化的方向是不行的，必须将二者结合起来。192.3191.5130.6-46.100该反应低温不能自发进行，高温能自发进行。能否自发还和温度有关！G=H-TSGibbs方程G是状态函数吗？G的值求得吗？1.Gibbs函数（自由能）△G可求得！1.5.3吉布斯函数变与变化方向2.吉布斯函数变与变化方向△G＜０，自发过程△G＞０，非自发过程△G＝０，体系达到平衡态注

7、：该判据只适用于等温等压条件下的过程3.标准摩尔反应Gibbs自由能变标态下反应进度为1mol的化学反应，相应的自由能变化。单位等温，等压下反应在标准态时自发反应的判据利用有关热力学数据判断298.15K、标准状态下甲醇的分解反应能否自发进行。-239.2-74.60126.8186.3205.2不能6CO2(g)+6H2O(l)=C6H12O6(s)+6O2(g)298.15K时=2808-298.15×(-243.2)×10-3=2880kJ.mol-1>0不能自发进行判断该反应在298.15K下能

8、否自发进行？在标准状态和温度T下，由稳定单质生成1mol某物质时的Gibbs自由能变称为该物质的标准摩尔生成Gibbs自由能。标准摩尔生成Gibbs自由能判断：稳定单质的,和均为0。()碳化物TiCVCCr4CMn3CFe3C-236.4-142.26-85.77-4.1819.92以上碳化物中最稳定的是哪一种？gG+hHdD+eE稳定单质2NO(g)=N2(g)+O2(g)86.600计算298.15K时下列反应的，指出此条件下该反应能否