大学化学第二章课件.ppt

例如： H2(g) + 　O2(g) → H2O(l) ?rGm(298.15K) = -237.13 kJ·mol-1 0 反应能自发向右进行, 但因反应速率极小, 可认为不发生反应； 若有催化剂或点火引发则可剧烈反应。 １２ ?rGm 0的反应与反应速率大小是两回事 4 * 影响自发性的因素有哪些? 又如何判断一个反应是否自发呢? 在研究各种体系的变化过程时,人们发现自然界的自发过程一般都是朝着能量降低的方向进行. 能量越低,体系的状态就越稳定. 化学反应一般也符合能量最低原理. 例如, 很多放热反应在标准状况能够自发进行. * 既然是判据, 就应该适用于所有情况,接收实践的检验. * * * 由上面这些例子可见, 这些能够自发进行的反应都是朝着混乱度增加的方向进行. 下面就对这些反应体系的混乱度和自发性之间的关系加以阐述. * 以上的反应虽然不能用焓判据来判断, 但有一个共性, 就是混乱度增加了. 经过研究其它的体系, 发现, 不能用焓判据来判断的, 就可以用混乱度来解释. 因此, 我们说, 混乱度也可以用来解释反应的自发性. * 混乱度只是一个形象的说法, 具体混乱度如何来定量衡量, 如何量化, 我们就要引出熵的概念. 也就是说, 熵是表征体系混乱程度的一个物理量. 体系越混乱, 熵值越大. 而具体而言, 熵又和微观状态数有密切的关系. 例如, ….. * * * * △G代表了化学反应的总驱动力，它就是化学家长期以来所寻找的、明确判断过程自发性的那个物理量！ * * 吉布斯函数的计算 1. ΔrGm?(T)= ΣBνBΔfGm,B?(T) 2.ΔrGm?(T)≈ΔrHm?(298.15K)-TΔrSm?(298.15K) 3.ΔrGm(T)=ΔrGm?(T)+RTlnПB(pB/p?)νB J RT （T） ln + = -RT ln 标准平衡常数的计算 1）标准平衡常数的定义 RT ln =- （T） ( T ) 2） 解： N2（g）+3H2（g） 2NH3（g） ΔfHm,B?/kJ.mol-1 0 0 -46.11 ΔfGm.B?/kJ.mol-1 0 0 -16.45 Sm,B?/J.mol-1.K-1191.61 130.684 192.45 ⑴ΔrGm?(298.15K)=-32.90kJ.mol-1 lnK?(298.15K)= 例题：计算合成氨反应在25℃和427℃时 的标准平衡常数，简单说明其意义。 lnK?(298.15K) =13.27 K?(298.15K)=5.8×105 ⑵ ΔrHm?(298.15K)=-92.22kJ.mol-1 ΔrSm?(298.15K)=-198.76J.mol-1.K-1 ΔrGm?(700K)≈ΔrHm?(298.15K)TΔrSm?(298.15K) ΔrGm?(700K)=46.91kJ.mol-1 lnK?(700K)= =-8.06 K?(700K)=3.2×10-4 讨论:合成氨是(-,-)型反应,低温自发，高温非自发。25℃时K?=5.8×105 反应很彻底；427℃时K?=3.2×10-4反应进行的程度较小。 温度 压力 浓度 温度对化学平衡的影响 K ? 在温度变化范围不大时 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 当温度为T1时， 当温度为T2时， 两式相减得： ? ? ? ? ? ? ? ? ? Van’t Hoff 方程式 对于吸热反应，?rH?m 0 ， 当 T2 T1 时，K?2 K?1 ，平衡右移； T2 T1 时，K?2 K?1 ，平衡左移。 对于放热反应，?rH?m 0 ， 当 T2 T1 时，K?2 K?1 ，平衡左移； T2 T1 时，K?2 K?1 ，平衡右移。 对于吸热反应，温度升高，K增大;对于放热反应,温度升高, K减小。 浓度对化学平衡的影响 对于溶液中的化学反应，平衡时, J = K 4.2.2 预测反应方向 当c(反应物)增大或c(生成物)减小时, J K 平衡向正向移动。 当c(反应物)减小或c(生成物)增大时, J K 平衡向逆向移动。 化学平衡的移动 当外界条件改变时，化学反应从一种平衡状态转变到另一种平衡状态的过程。 例题 25oC时，反应