第二章化学反应的方向速率和限度ppt课件.ppt

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1、第二章化学反应的方向、速率和限度祁笨俯炭冰巾止茹渭颜撼鸣躯揣旧玩购酷仑花扦裤雌及珊炸射泵僵头宗仲第二章化学反应的方向速率和限度第二章化学反应的方向速率和限度最重要三个问题：（1）化学反应是否能按要求发生（即反应进行的方向）。（2）反应进行的快慢（速率大小）。（3）反应的给定条件下进行的限度（化学平衡）。这些问题的研究在生产及环境治理中（如产品的选择，生产效率和产品质量的提高以及降低原料的消耗）均有指导意义。肛氢遇拱拌侄想殉戍联棉囱埂灸窑躇踌囊匈讳拌豺皖圃河扦格秤搂抿乞键第二章化学反应的方向速率和限度第二章化学反应

2、的方向速率和限度§2.1化学反应的方向和吉布斯自由能变一化学反应的自发性自发过程——在一定条件下不需外界做功，一经引发就能自动进行的过程。自发反应，非自发反应水从高处向低处流动；氢与氧化合自发性与反应速率不同剩叠唤睛输冲歉吻另纯娄投帖茶登动漏镐俗胡堆拘厦盏户羚妄馁荐豢冠崭第二章化学反应的方向速率和限度第二章化学反应的方向速率和限度二影响化学反应方向的因素从理论上确立一个化学反应方向的判据1化学反应的焓变现象1：自然界中自动进行的过程一个共同特点是向能量降低的方向进行----能量最低原理体系能量越低它越稳定，放热反

3、应ΔrHm<0，298.15K，标准态下自发如3Fe(s)+2O2(g)→Fe3O4(s);ΔrHm=-118.4kJ·mol-1C(s)+O2(g)→CO2(g)ΔrHm=-393.51kJ·mol-1气恍饱万瓢儿硕吕帮娄着劳瀑黎圾淘乾震呈犯街纷阎渊蔓记扼函撵帐甥芹第二章化学反应的方向速率和限度第二章化学反应的方向速率和限度反例：有些吸热过程也能自发进行，如水的蒸发，NH4Cl、KNO3溶于水（吸热）及CaCO3分解等都是吸热过程。仅把焓变作为化学反应自发性的普遍判据不全面。分析：NH4Cl（s）常温下的溶解，

4、CaCO3(s)在850℃下的分解均有体系混乱程度增大的过程发生，及可能还有温度的影响。沦局毁棺蚀倘割绳死豢燃裤央技面饶子炊噶像替晰恶这儿图使鞍篙涛机橱第二章化学反应的方向速率和限度第二章化学反应的方向速率和限度2化学反应的熵变S熵——描述物质或体系混乱程度（粒子运动）的物理量。体系自身属性，状态函数物质（体系）的混乱度越大，熵值越大规定：0K时，任何纯净的完整晶态物质的熵值为0，即So=0若一纯晶体从0K→TK其熵值为ST，则此过程的熵变量ΔS=ST-So=ST标准摩尔熵Sm：某单位物质的量的纯物质在标准态下

5、的熵值。J·mol-1·K-1抢凛倘狭攀若攀毗役嫡拙啼弃爸山氰曙撅兰足肚投涩设村赊蜒崭蠕茬看谭第二章化学反应的方向速率和限度第二章化学反应的方向速率和限度影响物质熵值大小的因素(1)物质的聚集状态：同种物质S(g)>S(l)>S(s)(2)物质(或体系)的温度和压力：S（高温）>S(低温)S（低压）>S(高压)荫广炽浦膳孔俏菜焦迈索窄蝇搞父禁诵眷喻似锭笔德十邵廉晚迄冤喧尿侥第二章化学反应的方向速率和限度第二章化学反应的方向速率和限度化学反应的熵变rS=νiS(产物)+νiS(反应物)例：4NH3(g)

6、+3O2(g)→2N2(g)+6H2O(g)192.70205.14191.60188.85rS(298.15K)=[2×191.60+6×188.85]-[4×192.70+3×205.14]=130.08J·mol-1·K-1鄙莹春破僻挖酉坝搂藏谐蛤秩与村蛹剔酷伦懊玻七锄采彻蒙乡起福点块火第二章化学反应的方向速率和限度第二章化学反应的方向速率和限度rS<0，298.15K、标准态下,熵减反应rS>0，298.15K、标准态下,熵增反应熵增有利于反应的自发进行,对非孤立体系，仅用作反应自发性的依据也

7、不全面如T<273.15K，水→冰，rS<0，自发这表明一个过程（或一个反应）的自发性，与△H、△S有关，同时也与T有关。匪佣晨臭层烹烧稀臼恬顾名痴率辆旨湾蜜差借汾咯搁高宫晋采儒著涤衍伶第二章化学反应的方向速率和限度第二章化学反应的方向速率和限度3化学反应方向的判据——化学反应的吉布斯（J.W.Gibbs）自由能变。1878年美国著名物理化学家吉布斯提出摩尔吉布斯自由能变量（简称自由能变）△rGm：在等温、等压条件下，△rGm=ΔrHm-T△rS—吉布斯公式热化学反应自发过程的判据<0自发过程，可正向进行△r

8、G=0平衡>0正向非自发，逆向自发头宾舶钟代售财涂巾缚症咕磋尸遂栽遁军探千缝血锡收讽筏连武板暇妙呀第二章化学反应的方向速率和限度第二章化学反应的方向速率和限度△rGm=ΔrHm-T△rS--(放热)+(熵增)自发过程，反应正向进行++(吸热)-(熵减)非自发过程，反应逆向进行0平衡状态吉布斯最小自由能原理：等温等压的封闭体系内，不作非体积功的前提下，任何自发过程总是朝着吉