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普通化学第2章 化学反应的基本原理和大气污染 第2章 化学反应的基本原理和大气污染 2.1 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 第二章 教 学 大 纲 (6学时) 2.1 化学反应的方向和吉布斯函数变 理解反应方向及其影响因素： ΔG = ΔH－TΔS 掌握反应方向的判断，及ΔHθ、ΔSθ、ΔGθ、ΔG的有关计算。 §2.1 化学反应的方向和吉布斯函数变 2.1.1 影响反应方向的因素 1. 反应的焓变 2. 反应的熵变 3. 反应的吉布斯函数变 1.反应的焓变 Zn(s) + 2H＋(aq) === Zn2+ (aq) + H2(g) 　　自发反应 　　　　ΔrHmθ(298.15K)= -153.9 kJ?mol-1　＜ 0 　放热 CO2(g) === C(s) +O2 (g) 非自发反应 ΔrHmθ(298.15K)= 393.5 kJ?mol-1　＞ 0　　 吸热 1.反应的焓变 2.反应的熵变 2.反应的熵变 规定熵：以S(0K)＝0为基准，利用物质从绝对零度到指定温度下的热化学数据，所求出此温度时的熵值。 标准摩尔熵：单位物质的量的纯物质在标准条件下的规定熵。 　　符号为 Sm? ，单位为 J·mol-1 ·K-1 熵、标准摩尔熵 规律: 绝对零度时，纯净的完整晶态物质的熵等于零,即S(0K)=0。 熵、标准摩尔熵 反应的熵变 反应的标准摩尔熵变：　　　　　 反应的熵变与气体计量数的关系 规律： ① 凡反应过程中气体计量数增加的反应: ?rSm? 0 　凡反应过程中气体计量数减少的反应: ?rSm? 0 　凡反应过程中气体计量数不变的反应: ?rSm? = 0 ②没有气体参加的反应， 　反应中物质总计量数增加的反应: ?rSm? 0 　反应中物质计量数减少的反应: ?rSm? 0 2.1.2 反应的吉布斯函数变 吉布斯函数(Gibbs函数) 　　　1875年美国物理化学家吉布斯将H和S归并出一个热力学函数，即吉布斯自由能或吉布斯函数，其定义为： 　　　 G = H – T·S 2.1.2 反应的吉布斯函数变 标准摩尔生成吉布斯函数 (?fGm? 或?fG? ) 在标准状态时，由指定单质生成单位物质的量的纯物质时反应的吉布斯函数变。 单位是 kJ·mol-1 2.1.2 反应的吉布斯函数变 反应的吉布斯函数变?rG: ?rG = ?rH - ?r (T·S) 对于等温过程： 　 ?rG = ?rH - T · ?rS ?rGm = ?rHm - T · ?rSm 2.1.3反应的吉布斯函数变的计算 1.由?fGm?(298.15K)计算?rGm?(298.15K) aA(g) + bB(l) === gG(s) + dD(aq) 则反应的标准摩尔吉布斯函数变?rGm?为： ?rGm?(298.15K)= ?υB?fGm? (生成物,298.15K) + ?υB?fGm? (反应物298.15K) = g ?fGm?(G,s) + d ?fGm?(D,aq) －a ?fGm?(A,g) － b ?fGm?(B,l) 2.1.3反应的吉布斯函数变的计算 2. 由?fHm?(298.15K)、Sm?(298.15K)计算?rGm?(298.15K) ?rHm?(298.15K)= ?υB?fHm? (生成物,298.15K) + ?υB?fHm? (反应物298.15K) ?rSm?(298.15K)= ?υBSm? (生成物,298.15K) + ?υBSm? (反应物298.15K) ?rGm? = ?rHm? - T · ?rSm? 由?fHm?(298.15K)、Sm?(298.15K)计算?rGm?(298.15K) 例：