第二章化学反应的方向和限度教材.pptVIP

反应的自发性 自发过程（Spontaneous Processes）:在一定的外界条件下， 能够自动发生的过程 过程 铁在潮湿的空气中锈蚀； ?????? 锌置换硫酸铜溶液反应自动进行。 例如： ΔHθ/kJ.mol-1 CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) 178.3 H2O(l)= H2O(g) 44.1 KNO3 (s)=K+ (aq)+ NO3- (aq) 35 b 热力学第三定律 Fe2O3(s) + 3 CO(g) = 2 Fe(s) + 3 CO2(g) 炼一吨 Fe 需多少焦炭（C）？ C(s) + 0.5 O2(g) = CO(g) 是否全部的C(s) 能转化成CO(g)，全部的Fe2O3(s) 和CO 能全部转化成Fe(s) 和 CO2(g)？ 答案：否！可逆反应! 在同一条件下能同时可向正逆两个方向进行的化学反应称为可逆反应，并把从左向右进行的反应称作正反应；从右向左进行的反应则称作逆反应。 应用平衡常数表达式几点注意： （3）平衡常数表达式与化学方程式的写法有关。 （4）平衡常数与温度有关，而与分压或浓度无关。 * H2(g) + 1/2O2 (g) →H2O(l) Na(s) + H2O(l) ? NaOH(aq) + 1/2H2(g) CH4(g) + 2O2 ? CO2(g) + 2H2O(g) 19世纪中叶，人们在大量实验的基础上曾提出一个经验规律： 在没有外界力量的参与下，反应总是超着放热的方向进行，也 就是Δ Hθ＜0的方向。 那么这种判断是否正确呢？是否具有普遍性呢？ §2.1 焓变与变化过程方向 Na(s) + H2O(l) ? NaOH(aq) + 1/2H2(g) ?rH?m = -184 kJ?mol-1 CH4(g) + 2O2 ? CO2(g) + 2H2O(g) ?rH?m = -802 kJ?mol-1 N2(g) +3H2(g)= 2NH3(g) ?H? = -92.22 kJ?mol-1 C(s)+O2(g)=CO2(g) ?H? = -393.5 kJ?mol-1 Zn(s)+2H+(aq)=Zn2+(aq)+H2(g) ?H? = -153.9 kJ?mol-1 上述反应都是放热反应， ?rH?都小于零！ 反应方向 能自发 ΔHθ0 ？ CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) H2O(l)= H2O(g) KNO3 (s)=K+ (aq)+ NO3- (aq) 真空 气体的扩散 混乱度增加了！ 无序 a 熵：在热力学中，描述系统混乱度大小的量度。系统 的混乱度越大，其熵值越大，用S来表示，与物质的聚集 状态、温度、分子或晶体结构有关。 §2.2 熵变与变化过程方向 1 熵与熵变 一些规律： ①同一物质：S(g) ＞S(l)＞S(s) ②同一物质相同聚集状态时，S（高温）＞S(低温)。 ③ 同温度、同聚集状态、同元素构成的分子， S(复杂分子)＞S(简单分子) ④S(混合物)＞S(纯物质) 在0K 时,系统内的一切热运动全部停止,纯物质完美晶体的微观粒子排列是整齐有序的,此时系统的熵值 ,“*”代表完美晶体. c 标准摩尔熵( Standard molar entropy) 在指定温度及标准态下，1 mol 物质的熵值称为此物质在该温度下的标准摩尔熵值，记作Smθ。单位：J.K-1.mol-1。 d 熵变 熵是状态函数，对任一反应其标准摩尔反应熵变为 【例】 求下列反应的 2HCl(g) = H2(g) + Cl2(g) △rSm 解:查 186.7 130.6 223.0 J.K-1.mol-1 △rSm =(130.6 + 223.0) - 2×186.7 = -19.8 J.K-1.mol-1 解 2 熵变与变化过程方向 例 2.7 试计算 2NO(g) = N2(g) + O2(g)的标准熵变 解 对于反应 2NO(g) = N2(g) + O2(g) SmΘ 210.7 195.1 205.0 ?r SmΘ= -24.9J.mol-1.k-1 0 ?r