普通化学（景晓燕）第二章 化学反应的方向、限度和速率.pptxVIP

普通化学 第二章 化学反应的方向、限度和速率第二章 化学反应的方向、限度和速率2.1化学反应的方向和吉布斯自由能变2.2化学平衡与平衡移动2.3化学反应速率2.1 化学反应的方向和吉布斯自由能变影响化学反应方向的因素1状态函数—熵2吉布斯自由能3化学反应方向的判断42.1.1 影响化学反应方向的因素1．自发过程的不可逆性2．影响化学反应方向的因素(1)(2)(3) (4)2.1.2 状态函数—熵1．熵的概念熵是体系内部质点混乱度或无序度的量度，用符号S表示。熵值小，对应于混乱度小或较有序的状态。不同的物质，不同的条件，其熵值不同。因此，熵是描述物质混乱度大小的物理量。2.1.2 状态函数—熵2．热力学第三定律 在绝对零度时，任何纯物质的完美晶体的熵等于零，此为热力学第三定律。 ，ST即为该纯物质在温度T时的熵，称为规定熵。1 mol纯物质在标准状态下的规定熵称为该物质的标准摩尔熵，用 表示，其单位是J·mol-1· K-1。2.1.2 状态函数—熵3．反应的熵变 或(2.1)化学反应的标准摩尔熵变等于生成物的总标准摩尔熵减去反应物的总标准摩尔熵。在孤立体系的任何自发过程中，体系的熵总是增加的，这是热力学第二定律。也称为熵增加原理。ΔS孤立 ≥ 0 　(2.2)2.1.2 状态函数—熵例2.1 试计算298.15 K、100 kPa下， 的 和 并初步分析该反应的自发性。解：查附录得： / kJ·mol-1 ?1207.6 ?634.9 ?393.5 / J·mol-1·K-1 91.7 38.1 213.8根据式(1.8)得：2.1.2 状态函数—熵根据式(2.1)得:2.1.3 吉布斯自由能1.吉布斯自由能 (2.3) (2.4)2. 标准摩尔生成吉布斯自由能3. 化学反应的标准摩尔吉布斯自由能变的计算或　 　 (2.5)2.1.3 吉布斯自由能例2.2 已知反应,计算该反应的标准摩尔吉布斯自由能变 解： 0 0 ?95.32.1.4 化学反应方向的判断1. 化学反应方向的吉布斯自由能变判据表2.1 恒压下ΔH、ΔS和T对反应自发性的影响类　型ΔHΔSΔG=ΔH－TΔS反应的自发性举　 例（1）－＋ －任何温度下是自发变化（2）＋－ ＋任何温度下是非自发变化（3）＋＋升高至某温度时，由＋值变－值升高温度，有利于反应能自发进行（4）－－降低至某温度时，由＋值变－值降低温度，有利于反应能自发进行2.1.4 化学反应方向的判断2．化学反应的标准摩尔吉布斯自由能变（）为判据 (2.6)例2.3 由例2.1的计算结果，试判断反应 在298.15 K和1500 K温度下正反应是否能自发进行？2.1.4 化学反应方向的判断解：? ，因此该反应在298.15K时不能自发进行。因为 (1500 K) ＜ 0，因此在1500 K时，该反应可以自发进行。2.2 化学平衡与平衡移动可逆反应与平衡常数1标准平衡常数与标准摩尔Gibbs自由能变2化学平衡的移动32.2.1 可逆反应与平衡常数1．可逆反应在一定条件下，反应既能由反应物变为生成物，也能由生成物变为反应物的反应称为可逆反应。2．平衡常数 ① 经验平衡常数 (2.7) (2.8)2.2.1 可逆反应与平衡常数② 标准平衡常数与平衡转化率(2.9) (2.10) （2.11）2.2.1 可逆反应与平衡常数例2.4 实验测得SO2氧化为SO3的反应在1000 K时，各物质的平衡分压为 ， ，计算1000 K时反应 的标准平衡常数 。解：根据标准平衡常数的定义式： 2.2.2 标准平衡常数与标准摩尔Gibbs自由能变1．化学反应等温方程式 (2.12)对于气相反应：(2.13)对于水溶液中的反应：(2.14)2.2.2 标准平衡常数与标准摩尔Gibbs自由能变2. 标准平衡常数与标准摩尔Gibbs自由能变 (2.15) (2.16)2.2.2 标准平衡常数与标准摩尔Gibbs自由能变例2.5　 是高温加工处理钢铁零件时涉及脱碳氧化或渗碳的一个重要化学平衡式，试分别计算该反应在298 K、1173 K时的标准平衡常数 ，并简单说明其意义。已知 , 2.2.2 标准平衡常数与标准摩尔Gibbs自由能变解：2.2.3 化学平衡的移动 (2.17)1．浓度对化学平衡的影响2．压力对化学平衡的影响2.2.3 化学平衡的移动例2.6 已知反应 在325 K，总压力p为100 kPa达平衡时，N2O4的转化率为50.2 % 。试求：(1) 反应的 ；(2) 相同温度下，若压力p变为5?100 kPa，求N2O4的平衡转化率。2.2.3 化学平衡的移动解：(1)(2) ?