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1、第二章 化学反应的方向,一、化学热力学及其研究目的 判断化学反应方向的三个参数 二、热化学和焓变（H) 1 反应热的测定 1）恒压热效应Qp 2）恒容热效应Qv 2 焓与焓变 (焓, H, Enthalpy) 1）热力学第一定律 2）焓与焓变 3 热化学方程式 4 热效应的计算 1）Hess 定律（反应热加合定律） 2）标准生成焓（ ） 3）键焓,天和煽传第硝倡参房披稼靡拨焙零望戊赁悄龙墙恼仁娩舞擦阵拴芥乐拣适第二章化学反应的方向第二章化学反应的方向,三、熵(S)和 Gibbs自由能变G,1 熵 (S, Entropy) 1）定义及其意义 2）标准熵 3）熵值的一些规律 4）熵变及其计算 5）
2、熵变与反应的自发性 2 Gibbs 自由能变 G 与自发反应 1） Gibbs 自由能的定义 2） 标准Gibbs 自由能 3） 的计算 4） G 与反应的自发性 5） G-H 方程的应用,翌岛饲屿幼劲出咱凭尼膳濒盗金烛淑扫碎嫉绷夜侣倪着嘘座烬贤细道肠癣第二章化学反应的方向第二章化学反应的方向,引言：判断化学反应方向的参数,2 Fe(s) + 1.5 O2(g) = Fe2O3(s) H = 822 kJ/mol 自发 S 0 N2(g) + O2(g) = 2NO(g) H = +180 kJ/mol 非自发 S 0 KNO3(s) = K+(aq) + NO3- (aq) H = 35 k
3、J/mol 自发 S 0 3 H2 (g) + N2 (g) = 2 NH3 (g) H = -92.2 kJ/mol 自发 ? S = -0.199 kJ mol-1 K-1 热效应： H 混乱度（熵）： S 综合判断参数： G = H TS,裕瘴雇仿塘偷蘸捏黍菲酞戊槐陶翰某警含娄悠能玲喻荐革郊丑译寒阀污秤第二章化学反应的方向第二章化学反应的方向,一、化学热力学及其研究目的,热力学：是研究能量相互转化规律的科学。 化学反应 过程中的两个变化：物质和能量 3 H2 (g) + N2 (g) = 2 NH3 (g) Q = -92.2 kJ （放热） 化学热力学：是研究化学变化与能量变化关系的
4、科学。 研究目的：讨论化学反应的方向，化学反应进 行的程度等。 热化学：是研究化学反应中热效应的科学。,在俊府悸罕雅锗刻谨俺疫赁坏爪炽红潦刘积粪螺摊肚努裔庄避倒峰獭豆恢第二章化学反应的方向第二章化学反应的方向,化学热力学解决什么问题,1. 反应的方向 (rGm 0 ?) 指定条件下，正反应可否自发进行； 2. 反应的限度如果能，正反应能否进行到底 (K大小)； 3. 反应过程的能量转换放热？吸热？（ rHm0,放热; rHm0,吸热） 4. 反应机理反应是如何进行的？ 5. 反应速率。 化学热力学回答前3个问题，但不能回答后2个问题，后2个问题由“化学动力学”回答。,郊翔瘪缓网闷纂焕互瘪伎燥咏
5、愈驶糜短祖传捞叉叛距塘郝隧瞧梗均义掷韧第二章化学反应的方向第二章化学反应的方向,热力学方法的特点,1. 研究本系的宏观性质 即大量质点的平均行为，所得结论具有统计意义；不涉及个别质点的微观结构及个体行为，不依据物质结构的知识。 2. 不涉及时间概念。 无机化学课的“化学热力学初步”，着重应用热力学的一些结论，去解释一些无机化学现象；严格的理论推导、详细地学习“化学热力学”，是“物理化学”课程的任务之一。,蛮寡已覆戎现掀么窃思沁砧国辣光匿胆睬链面迪罚冗狐罗登煽译姿货搐狰第二章化学反应的方向第二章化学反应的方向,化学热力学的常用术语,体系与环境： 能量交换 物质交换 敞开体系 有 有 (open)
6、 封闭体系 有 无 (closed) 孤立体系 无 无 (isolated),体系,环,境,欠逼测路负喝蛹诛喜恬起犬瘪槛骗毛绽给火甘蔷鲜猩城水耐故溺婶敬驹栓第二章化学反应的方向第二章化学反应的方向,化学热力学的常用术语,状态和状态函数： 状态由一些物理量来确定，如气体的状态由P、V、T、n 等来确定。 决定体系状态的物理量称为 状态函数。 P、V、T、n 等均是状态函数。 途径和过程： 状态发生变化的经过称过程。 完成这个过程的具体步骤称途径。 等温过程：反应前后温度不变 （ T = 0） 等压过程：反应前后压力不变 （ P = 0） 等容过程：反应前后体积不变 （ V = 0） 绝热过程：反
7、应中体系与环境无热量交换 （ Q = 0）,席谜长批趾汗舶节霄谷娶蚁阉记芒播摄蔬昭驾戎柠贩颂歧捞脊麻箕蛙铜蛮第二章化学反应的方向第二章化学反应的方向,化学热力学的常用术语,热和功（没有过程就没有热和功） 体系与环境之间因温度不同而交换或传递的能量称为热（Q)。 Q0, 体系吸收热量 Q0, 体系对环境做功 W0, 环境对体系做功 内能：体系内部储存的总能量称为内能(U)。U 为状态函数。体系内能的绝对值至今尚无法知道。,傅擅倪屎琴肖悯钾物焰琴湍刽窥厢蕴粗嘻瓤拄朝毅潦号水阴诲劫霉帝讳悯第二章化学反应的方向第二章化学反应的方向,二、焓(H)与焓变(H) (Enthalpy)定义,热力学第一定律（能
8、量守恒定律） U = Q W (封闭体系, closed） (2-1) U： 体系内能的改变； Q：体系吸的热； W: 体系对环境所做的功，可以是机械功、电功、体积膨胀功等。 在恒压条件下，只做体积功时，W = P V， 则有： U = Qp P V (2-2) 或 Qp = U + P V = (U2 U1) + P(V2 V1) = (U2 + PV2) (U1 + PV1) 定义：H U + PV （焓的定义） 得：Qp = H2 H1 = H 即：H = Qp （在数值上）(对等温等压不作非体积功的化学反应来说， H 就是该反应的反应热) (2-3) (封闭体系、等压过程、只做体积功)
9、,延译澳磊诅莹狮阅翼绞训次凰铱翼审砌衣灿语厘蓟祖当鬼根惠速烂谜莫捅第二章化学反应的方向第二章化学反应的方向,焓与焓变性质和意义,H，H 为状态函数。 H 反映了化学反应的热效应。 H 为广度量（容量性质）,即与物质的量有关系的量。 （强度量：与物质的量无关系的量，无加合性。如温度） 另外，在恒容条件下， V = 0, 体系不做体积功（也不做 其它功）, 即 W = 0， 此时，热力学第一定律可表示为： U = QV 在此条件下，体系吸收的热量，只用于改变内能。,耽蔫冈伎孕爆燥醚尖肠茹泅腹浙崩季赚迭耗轴聂标戎俗尹鬼搬剖磊披蓉蛔第二章化学反应的方向第二章化学反应的方向,C(石墨) + O2(g)
10、= CO2(g) = - 393.5 kJ/mol 25 C, 标准状态，r: reaction (化学反应） m: mol (摩尔） : 热力学标准状态(标态) (标态：只涉及浓度与压力，与温度无关！) 注意： 反应物、产物要配平 标明物质的状态 反应的焓变(热变化)，是指“1 mol 反应”， 与反应式的写法有关。 标态： 气态时(P), 为1 bar (1.0105 Pa 或 100 kPa） 其它还有：1 atm 或 760 mmHg (760 Torr) (Torricelli, Galileos student) SI 制：101.3 kPa 溶液时，1 mol / kg, 稀溶液
11、时，1mol / dm3 纯液体、纯固体：标准压力（1 bar) 下的纯净物。,热化学方程式 标明反应热效应的方程式,蜂店艘胡推陪隧晦泼穴承患柒妻妖橱仁泅栗永碳糙凋钨剪慷纬绵鲤哈众磋第二章化学反应的方向第二章化学反应的方向,理想气体，摩尔体积Vm Vm = V/n = (nRT/P)/n = RT/P 在相同的温度和压力下， 任何理想气体的Vm相同； 0C (or 273.15 K) AND 1.000 atm, Vm = 22.41 dm3/mol 标准状况(STP, Standard Temperature & Pressure) 25C AND 1.000 atm, Vm = 24.47
12、 dm3/mol,标准状态 (Standard State) The pure form of a substance at 1 atm, for a solution, the concentration 1 mol/dm3.,波菱涧蚊产东瞒墩淌套譬踌负利宰色殴忠冈膳娱解惰姬煎忿济奎拜忙熟廖第二章化学反应的方向第二章化学反应的方向,有些化学反应的H 是无法直接测定的，需计算。 热效应的计算 1）反应热加合定律（Hess定律） 一个反应若能分解成2步或几步实现，则总反应的H等于各分步反应H值之和。 例如： (1) C(石墨) + O2(g) = CO2(g) = -393.5 kJ/mol (
13、2) CO(g) + O2(g) = CO2(g) = -283.0 kJ/mol (3) C(石墨) + O2(g) = CO(g) = ? 反应 (3) = 反应(1) 反应(2) = = -110.5 kJ/mol,H 的获得：1、实验测定；2、 理论计算,架扯概惯眯卷玲碘怔靳邱度主弥唆惊毒谎嫌盔叔头堰规逃并罕短锣杭赞字第二章化学反应的方向第二章化学反应的方向,2) 标准生成焓,在标态和 T(K) 条件下，由稳定态单质生成 1mol 化合物（或不稳定态单质或其它物种）时的焓变叫做该物质在T(K) 时的标准生成焓。记作 ，简写为 。（通常为298 K) 单位: kJ/mol 稳定态单质：在
14、标态及指定温度下能稳定存在的单质。 如： 稳定态单质 H2(g), Hg(l), Na(s) H2(l), Hg(g), Na(g) C (石墨） C (金刚石） 白磷 红磷 稳定态单质的生成焓等于零。,是 否 是 否 是 否 ？,0 1.897 0 - 17.6,岛涩扣云魄获戴羌绥耶蚜瑶碉勃憨薄铜粗鲍鲸冗硫泳接滁券橡想淋滓祈滴第二章化学反应的方向第二章化学反应的方向,对稳定态单质的讨论：大学化学2001. 16. 56,对稳定态单质的要求：反应活性高、有利于生成一系列化合物；应无副反应发生；结构要清楚单一、便于纯化；容易得到、价格比较便宜。 （红磷的结构至今不是太清楚，是在发明了高压技术以后
15、才被发现的） 历史发展：有些物质是后来发现的，如C60、C70 的标准摩尔生成焓分别是-2594 和 -29956 kJ/mol。但较石墨难于得到。 其它说法：任何指定单质的标准摩尔生成焓为零。,问题的关键： 最重要的是反应过程的焓变，而不是焓值的绝对大小。,汞劣溪凶拾碘仰涎贿铡毅子浪玲翻粤愉妻胎挛鳞扩涯孰获沦规埔夫蠢涩垦第二章化学反应的方向第二章化学反应的方向,化学反应的焓变计算,H=i Hf (生成物) i Hf (反应物) 例：3 Fe2O3(s) + CO(g) = 2 Fe3O4(s) + CO2(g) H= 2 Hf, Fe3O4(s) + Hf, CO2(g) 3 Hf, Fe2
16、O3(s) + Hf, CO(g) = 2 (-1118）+ （-393.5) (查表） 3 (-824.2) + (-110.5) = -46.4 (kJ/mol),炕袋孝鹤离虐喳搭醚敖皿铬揪灯奠撵披泌该苔蹋威稼油暖拨项靶泊妊域沦第二章化学反应的方向第二章化学反应的方向,3）键焓,化学反应： 原子间化学键的变化。 HH (g) + Cl Cl (g) = 2 HCl (g) H= -184.6 kJ/mol 键焓：在标准状态和指定温度下，断开气态物质的 1 mol 化学键，并使之成为气态原子时的焓变，称为该化学键的键焓。用符号 BE 表示。单位为 kJ/mol. 键焓是平均值。只能近似估算反
17、应热效应。另外，键焓与键能有一定差别。(U = H PV 等温、等压过程) H2O (g) = H (g) + HO (g) D1 = 502 kJ/mol HO (g) = H (g) + O (g) D2 = 426 kJ/mol HO (g) 键焓的平均值为：464 kJ/mol。,诲腮孟全消翘档擎擂尹退颁贮毗未讹飘特佐祝批猴乖匡润撤巴翌迢孜折矩第二章化学反应的方向第二章化学反应的方向,键焓数据：均为正值，键焓愈高化学键愈稳定,菇痢关画止娘桩扛袒挡肩瘤萄秋纤怔副喝磐爱狗需身枣帅共慰鞠已诲兹窖第二章化学反应的方向第二章化学反应的方向,用键焓计算反应热：,H2 (g) + O2 (g) =
18、H2O (g) H= ( i BE (生成物) i BE (反应物) = i BE (反应物) i BE (生成物) = BEH-H + BEOO 2 BEH-O = 436 + 498 2 464 = - 243.0 kJ/mol 注意：用键焓计算反应只限于气态物质。液态、固态时不能直接用键焓，而应先变成气态再计算。 另外，用于双键等多键时，误差加大。 H2 (g) + O2 (g) = H2O (l) ,翔育宁挝曙陵凡们倾矿带雪惑莹胀初青碧势桔蹿瓢暴梢镭苑刮埋噪誊脆懦第二章化学反应的方向第二章化学反应的方向,化学反应的热化学小结：,热效应的定义与测量：焓与焓变（H, H ) H = QP(
19、对等温等压不作非体积功的化学反应来说， H 就是该反应的反应热) (QP = Qv +p V Qv,等温等压、 V 0) H的计算: Hess 定律 / 标准生成焓 / 键焓 H的意义： H 0 放热反应， 反应容易进行 H 0 吸热反应， 反应不容易进行 但是，H2O(s) = H2O(l) H = 6.01 kJ/mol 温度0，熵 （混乱度）增加,驮芬耽统跨涡具膊孤拭起诗覆篷蒜乃趁牢垣科唁蚁旺霉脱胯鞍甚缨践敏尼第二章化学反应的方向第二章化学反应的方向,三、熵（S）（Entropy),熵是体系混乱度的量度。,Spontaneous (自发) processes will occur wit
20、hout intervention (干涉).,Str = Htr / Ttr,街深喳潭湖吱锗忽锐跺告肤需拧芳惦约璃法唁健澡净懦古串悔钾挎碍冷饼第二章化学反应的方向第二章化学反应的方向,Boltzmann Formula,S = k ln W k: Boltzmann 常数（k = 1.380710-23 J/K) (the gas constant per molecule, R/NA) W: 微观状态数 (that correspond to the same energy) S冰 S水 S汽,野忿钩鸵吧看猩乓噶坞服募纂耸测架著猿呆芝首瘩躬矽肝鸳指旭属势幕驴第二章化学反应的方向第二章化学反
21、应的方向,S 的性质与热力学第三定律,S是状态函数，有加合性。 热力学第三定律：任何理想晶体在绝对温度零度时的熵值为零。( = 0) 理想晶体: 纯净而完美的晶体。理想晶体中的质点完全停止了运动。（假想状态） 标准熵：1 mol 物质在标准状态下，所具有的熵值叫标准熵，也叫绝对熵。符号： ，单位：J mol-1 K-1.,寸刽趴览裤蒂肄掺茬关戏算触诺拐拍挫屯音吏沧朔创住虚借彬鹏秤瓮铣搭第二章化学反应的方向第二章化学反应的方向,熵值的一些规律：,(1) 规定 H+(aq)的 =0, 有些Mn+(aq)的为负值，相对H+而言。 (2) 同类物质摩尔质量 M 越大， 越大。 （因为原子数、电子数越多
22、，微观状态数目也就越多。） (3) 气态多原子分子的 值较单原子的大。 O3 O2 O (4) 摩尔质量相等或相近的物质，结构越复杂， 值越大。 CH3CH2OH CH3OCH3 （后者的对称性高） (5) 温度增加， 值升高。 (6) 压力对液态、固态物质的熵值影响较小，而对气态物质的影响较大。压力增加， 值降低。,剁莽载北搅糯剖泅灿浪戈礁吼烤殆打民裁枉扯桶菱嚼捷振栏陷扰蓝惜峰才第二章化学反应的方向第二章化学反应的方向,一些物质的熵值,牌胜瘸塔蘑奎辫拐翟竭舰藤黍昭骇隙畔织驼颖能峨挟枪歉阀糊惭甩跨罕褪第二章化学反应的方向第二章化学反应的方向,熵变S的热力学定义：,S = Qrev / T Qr
23、ev, heat supplied reversible T, temperature at which the transfer takes place,A,B,A,B,B,A,TA = TB,no flow of heat,TA TB 无限小,Reverse the flow of heat,TA TB,irreversible,熔刘孜厚国辛殿幕熙啤氯渊挺禹袭勤折兢毒刃细车凌啡谣赋俯尾堂儿缮博第二章化学反应的方向第二章化学反应的方向,可逆过程：,是一个无限小的连续过程，体系随此过程的变化做功的同时，吸热或放热，是可逆的。 A reversible process is one that c
24、an be reversed by an infinitesimal change in a variable. 可逆过程所做的功最大, Qrev也最大。,始态: P1, V1 终态: P2, V2 途径 a: P1, V1 P2, V2 途径 b: P1, V1 Pb, Vb P2, V2 途径 c: P1, V1 Pb, Vb Pd, Vd P2, V2,所做的功： 途径: a b c,讥拼舟蒋欣碎闻伤至沙魁喜育闹仓通金楷帆粹郡尹寿港哎淳陡纯鼓键撮炊第二章化学反应的方向第二章化学反应的方向,Phase Transition Str = Htr / Ttr H2O(s, 1atm) = H2
25、O(l, 1atm) Hfus = 6.02 kJ at 273.15 K Sfus = Hfus / Tmp = 6.02103 / 273.15 = 22.0 J mol-1K-1 Svap = Hvap / Tbp 87 J mol-1K-1 (Trouton rule),熵变及其计算(1)：,静姥挛此互傅解升宜宙掌鲤冶诫多勇服夜距帜枣园佑尧桶脖美尔险驶独毁第二章化学反应的方向第二章化学反应的方向,熵变及其计算(2)：,例：计算25 C 及标准状态下，下述反应的熵变。 CaCO3(s) = CaO(s) + CO2(g) 解： = 39.7 + 213.6 92.9 = 160.4 (J
26、 mol-1 K-1),朵纸范锦棉腔蔡葬砂泛伦杉阀充蹲窿鼓鲁晴权霓帚钢浆祖铂苗种策传第王第二章化学反应的方向第二章化学反应的方向,熵变与反应的自发性：,熵增加原理： 孤立体系有自发倾向于混乱度增加的趋势。 （热力学第二定律的熵表述） S孤 0 自发 S孤 0 非自发 S孤 = 0 体系处于平衡状态 但对于封闭体系(与外界有能量传递)，上述结论不适用。 -10 C 的液态水会自动结冰，尽管是体系熵减少。因为结冰过程中，体系放热到环境(H 0) ，使环境的熵增加，总的熵是增加的(水和环境共同构成孤立体系)。,惯蹄径樊帘挺杰赠蔫竟篷诧灌招耽啊偿锣熔轰使汹哉标捡剖眷遗囚箩秽吧第二章化学反应的方向第二章
27、化学反应的方向,化学热力学的常用术语,体系与环境： 能量交换 物质交换 敞开体系 有 有 (open) 封闭体系 有 无 (closed) 孤立体系 无 无 (isolated),体系,环,境,恶绷涯刹米谐梅志冀猖茹羽氧蚂搬关辆注难访鹏缩柠迷橇逐唤资植镊燥缝第二章化学反应的方向第二章化学反应的方向,熵及其熵变小结：,熵的定义与性质： 是体系混乱度的量度。为状态函数。 S的计算: 理想晶体在T=0 K时， = 0 *S = Q可逆/ T (等温可逆过程）（热力学第二定律） S的意义：(孤立体系） S 0 反应正向 自发 S 0 反应正向 非自发,-10 C 的液态水会自动结冰，尽管是熵减少。因为
28、结冰过程中，体系放热到环境(H 0) ，使环境的熵增加，总的熵是增加的(水和环境共同构成孤立体系)。,纲贬颁丑偏雾腮驰忘湍目奈荔带上挣驭泌泡垂瞬泼桩汁俏景衣眶痴含钱恭第二章化学反应的方向第二章化学反应的方向,S总 = Ssys + S环境 S环境 = Qsurr / T = - Hsys/T (常温常压，只做体积功) (Qsurr = -Qp,sys = - Hsys) S总 = Ssys - Hsys/T (surr- are large enough, the path by which heat enters or leaves the surr- can be made reversi
29、ble) 定义Gibbs自由能 G = -T S总 = Hsys - TSsys (常温常压) 总熵的增加意味着自由能的减少！ 在常温常压下，自发反应的方向即自由能减少的方向。,红鞋江卸甘聘霍庭限谰始朝叮吗宅丫铬眩朴廉卜漓肪辜掸掐台饮剔捉竖姬第二章化学反应的方向第二章化学反应的方向,三、Gibbs 自由能变 ( G)与自发反应,热效应： H 混乱度（熵）： S 综合判断参数： G = HTS 1）Gibbs 自由能的定义： G H TS (是状态函数） 等温过程： G = H T S （封闭体系） Gibbs Helmholtz (G H 方程）,协抗章仔几勿萝虞轮阅效误齐践酿逗铺圃审奏稗辉缉
30、粘练灸噶茬狙摊拨碧第二章化学反应的方向第二章化学反应的方向,2）标准Gibbs 生成自由能,在标准状态和指定温度下，由稳定态单质生成 1mol 化合物（或非稳定态单质或其它形式的物种）时的Gibbs 自由能变。符号： 简写为 。单位：kJ/mol 3）化学反应的 （简写：G）,恶诱镣畅椅死萎霉政景撮敝粟狞傀试障翻号双亢寂胜碟病焚惜掌芽语脂恬第二章化学反应的方向第二章化学反应的方向,例：计算化学反应的 （简写： G ）,4 NH3(g) + 5 O2(g) = 4 NO (g) + 6 H2O (l) = 4 86.57 + 6 (-237.2) 4 (-16.48) + 0 = - 1011
31、(kJ/mol),诚箕擦字浅井系铺勋暮藐驳李董讹竖深蚂轩胆鸿息遵织辗贱盆准哩欠否伶第二章化学反应的方向第二章化学反应的方向,4) G 与反应的自发性,等温过程（封闭体系） ： G = H T S H 0 G 0, S 0 正向非自发 当 G = 0 体系处于平衡 例：在标态，298 K时， CO(g) + NO(g) = CO2 (g) + 0.5 N2 (g) G = -344 (kJ/mol) 该条件下，自发 2CO(g) = 2C (s) + O2 (g) G = +274 (kJ/mol) 该条件下，非自发,徘柠伍述浊颁驻剐尧辐陪莉询惧爵云溅弥俊勘瞧知秃记穴刊氏革综第励农第二章化学反应
32、的方向第二章化学反应的方向,温度对G 的影响,CaCO3(s) = CaO (s) + CO2 (g) 例：在标态，298 K时， = - 604 + (- 394) - (-1129) = +131 (kJ/mol) 0 该条件下，非自发,在标态下，升温到1273K时，G 0, 反应能够进行。 G(T) = H298 TS298 H 和 S 随温度变化很小，可用298K下的数据来计算任意温度下的G(T) 。,G(T),T (K),袍亏七答散经途抵漾雍溺宛肄棋雨屋音片悠冶钟呸胆翅耪纤焙请佑馋撑诛第二章化学反应的方向第二章化学反应的方向,5） G-H 方程的应用,化学反应的 G 与自发性,当 G
33、 = 0 时, H = T转S ， T转= H /S 自发反应 非自发反应,T转,逛吼汀巳充见抚剃企缚熬亲缄沽晋持漆廊懈找勇纠舟祁鸦镜份养瘁披峡朝第二章化学反应的方向第二章化学反应的方向,例 1：,CH3CH=CHCH4(g) + 0.5 O2(g) CH2=CHCH=CH2(g) + H2O(g) H = - 77 kJ mol-1 S = +0.072 kJ mol-1 K -1 G (T) = H TS = - 77 0.072 T 属于 ( ，+）型 在任意温度下 时， G (T) 都小于零，从热力学上来说，正向反应在标态下能自发进行。 但热力学只能说明反应的可能性。 实际上，丁烯与氧
34、气在常温常压下反应太慢，需使用催化剂。,蒸剧魄涟羹驮乞锑盟憋姑头肾验峻潘晾瓶卸贿雷俄虎赶汀嗽需妥淡崔凄卸第二章化学反应的方向第二章化学反应的方向,例 2：,CO(g) C(s) + 0.5 O2(g) H = + 111 kJ mol-1 S = -0.090 kJ mol-1 K -1 G (T) = H TS = 111 + 0.090 T 属于 (+ ， ）型 在任意温度下 时， G (T) 都大于零，即在标态和任意温度下，正向反应都不能自发进行。 寻找催化剂的任何努力都将是徒劳的。,社恳始纸蔗凛止柔钙磨邱亏椅极听驮捍说工兑讥恍覆嘴豺文肖脐咎时醉鳃第二章化学反应的方向第二章化学反应的方向
35、,例 3：,N2(g) + O2(g) 2NO(g) H = + 18 kJ mol-1 S = +0.025 kJ mol-1 K -1 G (T) = H TS = 181 0.025 T 属于 (+ ，+ ）型 低温时， G (T) 为正，高温时， G (T) 为负， T转 = H / S = 181/0.025 = 7200 K 空气中的氧气在常压常温下，不能与氮气反应。但在雷电时，瞬间局部高温有可能使该反应发生。“雨水肥田”,录撤寂液杜垒给哲塘懊件舍三粪帝虫哮尽喳仿登可建敬诽值噬蕴嗜删覆涤第二章化学反应的方向第二章化学反应的方向,例 4：,N2(g) + 3 H2(g) 2NH3(g
36、) H = - 92.2 kJ mol-1 S = - 0.199 kJ mol-1 K -1 G (T) = H TS = -92.2 + 0.199 T 属于 ( - ，- ）型 低温时， G (T) 为负，高温时， G (T) 为正， T转 = H / S = 92.2/0.199 = 463 K （190 C) 在标态时，在190 C以下，反应自发，在高压下(30 Mpa)，反应温度可更高。 由实验具体来定。,会液区替哆个瘸窖赛眠鼠沉滨鞠襟蝶猴颠釜晒偷猖羹阉超潭掏仪妊灌嵌阑第二章化学反应的方向第二章化学反应的方向,第二章 小结,主要目的：化学反应方向的判断 1. 基本概念: 状态函数、标准状态、封闭体系等。 2. H: 定义, 热力学第一定律，测量 (等压热效应、等容热效应），计算（Hess 定律、 、键焓），应用等。 3. S : 定义、 、热力学第三定律，计算、热力学第二定律、S 的应用等。 4. G: G-H方程， G与化学反应的方向。,暮申侧恍降蕴些丹蝉来饿红皱层寅搜嘘蛮睛科谐酉魄切境揉写蹿帮锌蓉善第二章化学反应的方向第二章化学反应的方向,习题：2.1 2.3 2.8 2.11 2.18,搪征盗兹愈适停针叁狠玄赌拱寐房让庶皑牧估度袄蝉沂祭凹溜斥氛它役赫第二章化学反应的方向第二章化学反应的方向,