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第4章 化学热力学初步 第4章 化学热力学初步 一、热力学中的一些常用术语 一、热力学中的一些常用术语 一、热力学中的一些常用术语 一、热力学中的一些常用术语 一、热力学中的一些常用术语 一、热力学中的一些常用术语 一、热力学中的一些常用术语 一、热力学中的一些常用术语 一、热力学中的一些常用术语 一、热力学中的一些常用术语 二、热力学第一定律、热化学和盖斯定律 1. 热力学第一定律 1. 热力学第一定律 2. 热化学与热化学方程式 （1）热化学 （2）反应热 （3）焓和焓变 （3）焓和焓变 （4）热化学方程式 （4）热化学方程式 （5）热力学标准态 3. 盖斯定律 3. 盖斯定律 3. 盖斯定律 4. 生成焓和标准生成焓 （1）生成焓和标准生成焓 （2）稳定单质 （3）标准生成焓与反应热的关系 （3）标准生成焓与反应热的关系 （3）标准生成焓与反应热的关系 （3）标准生成焓与反应热的关系 三、热力学第三定律和标准熵 1. 化学反应的自发性 1. 化学反应的自发性 1. 化学反应的自发性 1. 化学反应的自发性 2. 熵及熵变对反应方向的影响 2. 熵及熵变对反应方向的影响 2. 熵及熵变对反应方向的影响 2. 熵及熵变对反应方向的影响 3. 热力学第三定律和标准熵 3. 热力学第三定律和标准熵 3. 热力学第三定律和标准熵 3. 热力学第三定律和标准熵 3. 热力学第三定律和标准熵 3. 热力学第三定律和标准熵 3. 热力学第三定律和标准熵 四、热力学第二定律和吉布斯自由能 1. 吉布斯自由能 1. 吉布斯自由能 1. 吉布斯自由能 1. 吉布斯自由能 1. 吉布斯自由能 2. 热力学第二定律 3. 标准生成吉布斯自由能 3. 标准生成吉布斯自由能 3. 标准生成吉布斯自由能 4. 温度对吉布斯自由能变化的影响 4. 温度对吉布斯自由能变化的影响 4. 温度对吉布斯自由能变化的影响 4. 温度对吉布斯自由能变化的影响 4. 温度对吉布斯自由能变化的影响 4. 温度对吉布斯自由能变化的影响 五、小结 五、小结 五、小结 对于?H和?S的正负号相同的反应（即?H＞0, ?S＞0和?H＜0, ?S＜0），改变反应温度，反应存在从自发到非自发、或者从非自发到自发的转变，这个转变的温度称为转向温度T转。 在转向温度T转时，系统处于平衡状态，可得： ?GT ≈?H298 – T·?S298 = 0 ? ? ? 2Na2O2(s)+2H2O(l)→4NaOH(s)+O2(g) [例题2] 求下列反应的标准摩尔反应热?rHm： ? 解：由公式(4-3)式计算 ?rHm =∑?f Hm(产物)–∑?f Hm (反应物) = [4?f Hm (NaOH,s) + ?f Hm (O2,g)] – [2?f Hm (H2O,l) + 2?f Hm (Na2O2,s)] ? ? ? ? ? ? ? 通过查表找出各产物和反应物的标准生成热数据，进行如下计算。 查表得： ?f Hm ( NaOH,s) = -426.7 kJ·mol-1 ?f Hm ( Na2O2,s) = -513.2 kJ·mol-1 ?f Hm ( H2O,l) = -285.83 kJ·mol-1 O2是稳定单质, ?f Hm (O2,g) = 0 求算反应热: ?r Hm = [4×(-426.7) + 0] – [2×(-513.2) + 2×(-285.83)] = -108.9 (kJ·mol-1) 是个放热反应 ? ? ? ? ? 1. 化学反应的自发性 2. 熵及熵变对反应方向的影响 3. 热力学第三定律和标准熵 自发的非吸热或非放热过程 使两种理想气体自发的相互混合的原因不是热效应 放热反应(?H＜0)在反应过程中体系能量降低，能自发进行，但有些吸热反应(?H＞0)也能自发进行，看来反应的焓变对反应进行的方向有一定的影响，但它不是唯一的影响因素。另外还有些非放热过程也是自发的。那么什么是影响反应自发进行的主要因素呢？ 混乱度 的概念 气体扩散，冰块融化，盐类在水中的溶解等自发过程中，体系具有了更大的混乱度。 热力学总结出规律：自发过程倾向于增大体系的混乱度，或者说增大体系的混乱度是自发过程的动力。 热力学中有两条重要的基本自然规律，即最低能量和最大混乱度，控制着所有物质体系的变化方向。例如水从高向低处流；位置高的东西不稳定；气体的自由扩散；最大混乱度相当于熵值的增大，物质体系在自发变化过程中倾