《化學(xué)反應(yīng)的方向》PPT課件.ppt
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第二章化學(xué)反應(yīng)的方向,一、化學(xué)熱力學(xué)及其研究目的判斷化學(xué)反應(yīng)方向的三個參數(shù)二、熱化學(xué)和焓變（?H)1反應(yīng)熱的測定1）恒壓熱效應(yīng)Qp2）恒容熱效應(yīng)Qv2焓與焓變(焓,H,Enthalpy)1）熱力學(xué)第一定律2）焓與焓變3熱化學(xué)方程式4熱效應(yīng)的計算1）Hess定律（反應(yīng)熱加合定律）2）標(biāo)準(zhǔn)生成焓（）3）鍵焓,三、熵(S)和Gibbs自由能變?G,1熵(S,Entropy)1）定義及其意義2）標(biāo)準(zhǔn)熵3）熵值的一些規(guī)律4）熵變及其計算5）熵變與反應(yīng)的自發(fā)性2Gibbs自由能變?G與自發(fā)反應(yīng)1）Gibbs自由能的定義2）標(biāo)準(zhǔn)Gibbs自由能3）的計算4）?G與反應(yīng)的自發(fā)性5）G-H方程的應(yīng)用,引言：判斷化學(xué)反應(yīng)方向的參數(shù),2Fe(s)+1.5O2(g)=Fe2O3(s)?H?=－822kJ/mol自發(fā)?S??0N2(g)+O2(g)=2NO(g)?H?=+180kJ/mol非自發(fā)?S?＝0KNO3(s)=K+(aq)+NO3-(aq)?H?=35kJ/mol自發(fā)?S?>>03H2(g)+N2(g)=2NH3(g)?H?=-92.2kJ/mol自發(fā)??S?=-0.199kJmol-1K-1熱效應(yīng)：?H混亂度（熵）：?S綜合判斷參數(shù)：?G=?H－T?S,,,一、化學(xué)熱力學(xué)及其研究目的,熱力學(xué)：是研究能量相互轉(zhuǎn)化規(guī)律的科學(xué)?；瘜W(xué)反應(yīng)過程中的兩個變化：物質(zhì)和能量3H2(g)+N2(g)=2NH3(g)Q=-92.2kJ（放熱）化學(xué)熱力學(xué)：是研究化學(xué)變化與能量變化關(guān)系的科學(xué)。研究目的：討論化學(xué)反應(yīng)的方向，化學(xué)反應(yīng)進行的程度等。熱化學(xué)：是研究化學(xué)反應(yīng)中熱效應(yīng)的科學(xué)。,化學(xué)熱力學(xué)解決什么問題,1.反應(yīng)的方向(△rGm﹤0?)指定條件下，正反應(yīng)可否自發(fā)進行；2.反應(yīng)的限度——如果能，正反應(yīng)能否進行到底(K大小)；3.反應(yīng)過程的能量轉(zhuǎn)換——放熱？吸熱？（△rHm﹤0,放熱;△rHm﹥0,吸熱）4.反應(yīng)機理——反應(yīng)是如何進行的？5.反應(yīng)速率。化學(xué)熱力學(xué)回答前3個問題，但不能回答后2個問題，后2個問題由“化學(xué)動力學(xué)”回答。,熱力學(xué)方法的特點,1.研究本系的宏觀性質(zhì)即大量質(zhì)點的平均行為，所得結(jié)論具有統(tǒng)計意義；不涉及個別質(zhì)點的微觀結(jié)構(gòu)及個體行為，不依據(jù)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的知識。2.不涉及時間概念。無機化學(xué)課的“化學(xué)熱力學(xué)初步”，著重應(yīng)用熱力學(xué)的一些結(jié)論，去解釋一些無機化學(xué)現(xiàn)象；嚴(yán)格的理論推導(dǎo)、詳細(xì)地學(xué)習(xí)“化學(xué)熱力學(xué)”，是“物理化學(xué)”課程的任務(wù)之一。,化學(xué)熱力學(xué)的常用術(shù)語,體系與環(huán)境：能量交換物質(zhì)交換敞開體系有有(open)封閉體系有無(closed)孤立體系無無(isolated),體系,,,,,,,,,環(huán),境,,,,,化學(xué)熱力學(xué)的常用術(shù)語,狀態(tài)和狀態(tài)函數(shù)：狀態(tài)由一些物理量來確定，如氣體的狀態(tài)由P、V、T、n等來確定。決定體系狀態(tài)的物理量稱為狀態(tài)函數(shù)。P、V、T、n等均是狀態(tài)函數(shù)。途徑和過程：狀態(tài)發(fā)生變化的經(jīng)過稱過程。完成這個過程的具體步驟稱途徑。等溫過程：反應(yīng)前后溫度不變（?T=0）等壓過程：反應(yīng)前后壓力不變（?P=0）等容過程：反應(yīng)前后體積不變（?V=0）絕熱過程：反應(yīng)中體系與環(huán)境無熱量交換（Q=0）,化學(xué)熱力學(xué)的常用術(shù)語,熱和功（沒有過程就沒有熱和功）體系與環(huán)境之間因溫度不同而交換或傳遞的能量稱為熱（Q)。Q>0,體系吸收熱量Q0,體系對環(huán)境做功W0，熵（混亂度）增加,三、熵（S）（Entropy),熵是體系混亂度的量度。,Spontaneous(自發(fā))processeswilloccurwithoutintervention(干涉).,?Str=?Htr/Ttr,,,BoltzmannFormula,S=klnWk:Boltzmann常數(shù)（k=1.380710-23J/K)(thegasconstantpermolecule,R/NA)W:微觀狀態(tài)數(shù)(thatcorrespondtothesameenergy)S冰下載提示(請認(rèn)真閱讀)
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