大学化学热力学基础课件.pptVIP

(2) 状态和状态函数 (3) 过程和途径 体积功 (5) 热力学能(即内能) 热和功 功和热与途径的关系 热力学第一定律的数学表达式 焓的特点： (3)、反应进度和摩尔反应热 §3.2.2、 盖斯定律 § 3.2.3 生成热 3 、 标准生成热的应用 § 3.2.4 燃烧热 § 3.2.5从键能估算反应热 1. 自发变化 2. 焓和自发变化 5. 化学反应熵变 § 3.3.3 状态函数 吉布斯自由能 (G ) 3、 反应的标准自由能变（?rG?m） 4、 ?rG?m与?fG?m，?rG?m与?rGm的区别 练习 1、已知反应CO2(g)+2NH3(g)= (NH2)2CO(S)+H2O(l)， 试计算： (1) ?rH?m ； (2) 在标准状态下反应是否自发进行； (3) 使反应自发进行的最高温度为多少 [例] 计算反应 2SO2(g) ＋O2(g) →2SO3(g) 在298K时的标准熵变，并判断熵值是增 加还是减小。 解：查表得 2SO2(g) ＋O2(g) →2SO3(g) (J·mol·K-1) 248.11 205.03 256.65 = =2×256.65－[2×248.11＋205.03] = -187.95(J·mol-1 ·K-1) ＜0 反应的熵值减小 2 (SO3,g)－[2 (SO2,g)＋ (O2,g)] END 1、吉布斯自由能判据 某反应在恒温恒压下进行，且有非体积功，则热力学第一定律的表达式可写成 ?rU = Q + W 若体系对环境作功则有： ?rU = Q - W体 - W非 由热温熵的定义?S=Qr / T，Q = T?S ?rU =T?S - p?V - W非 即 -W非 = ?rU - T?S + p?V 等温等压时-W非 = ?rU - T?S + p?V =?(U+PV-TS)=?(H-TS) 定义G=H-TS G为自由能，即可以做其它功的能。 G 吉布斯自由能，状态函数，容量性质，单位焦耳 。 即 － W非 = ?G 或 - ?G = W非 在恒温恒压下一个封闭体系所能做的最大非体积功等于吉布斯自由能的降低，或者说自由能降低在数值上等于化学反应所能得到的最大有用功。把自发过程中用来作有用功的能叫自由能，其它能量以热的形式进入环境。 化学反应自发性的判据为： ?G 0 反应正向自发进行 ?G = 0 可逆反应处于平衡态 ?G 0 非自发，即反应逆向自发进行。若要反应正向自发进行必须从环境得功。 2、标准生成吉布斯自由能 热力学规定，某温度时，在 1.013 ? 10 5Pa 压强下，由处于标准状态的各种元素的稳定单质，生成标准状态的 1 mol 某物质时的自由能改变量，叫做这种温度下该物质的标准摩尔生成自由能,简称生成自由能。用 ?fG ?m 表示，单位 kJ · mol -1 。 规定： ?fG ?m (单质)=0 对任意反应可用下面公式计算已知反应的自由能变? rG ?m 利用 ?rG ?m 判断化学反应进行的方向。 A ?rG?m是容量性质，计算时要注意计量系数； B 正逆反应的?rG?m数值相等，符号相反； C 如果一个反应可以看成是几个反应的总和，则总反应的?rG?m等于各分反应的?rG?m的总和。 例 通过计算，判断下列反应能否自发进行。 H2O2 ( l ) ——— H2O ( l ) + 1/2 O2 ( g ) 解：查表得 ?fG?m ( H2O2， l ) = － 120.42 kJ · mol － 1 ?fG?m ( H2O，l ) = － 237.18 kJ · mol － 1 ?rG?m = ?fG?m ( H2O，l ) － ?fG?m ( H2O2，l ) = ( － 237.18 ) － ( － 120.42 ) = － 116.76 ( kJ · mol －1 ) ?rG?m 0， 常温下反应可以自发进行。 ?rG?m—标况下，各物质都处于标准态：气体分压为101.3KPa，溶液活度为1mol.L-1。可用于判断标况下反应的自发性。