状态函数熵( S ).PPTVIP

相变点下的相变是可逆过程，如 373 K 时， H2O ( l ) ——— H2O ( g ) 可逆且等温 则可由公式 △S=Qr/T 可逆过程的热温商，熵的名称源于此。 此式可以用来求得等温过程的 ?S 。 非等温过程，可用微积分求算。这将在物理化学中讲授。 两种趋势： 一是放热 ?H 0 ；另外一种熵增 ?S 0 当 ?H 0 时，?S 0 的过程有可能自发进行- 温度有关吗 当 ? S 0 时， ?H 0 的过程有可能自发进行- 温度有关吗 熵是物系混乱度的量度 熵的特性: ① S是体系的状态函数, ?S只与体系的始、终有关; ② S具有容量性质,其大小与体系中物质的量成正比; ③ S随温度T、压力p而变化; ④ 任何物质都有绝对熵; ⑤ 纯单质的熵不等于0; ⑥ 正、逆过程的?S大小相等符号相反, ?S正=-?S逆 ⑦ ?S的计算遵循盖斯定律. 熵的规律： ①同一物质，气态熵大于液态熵，液态熵大于固态熵 ST?(g) ST ? (l) ST ? (s) ②相同原子组成的分子中，分子中原子数目越多， 熵值越大； S ? ,O2 (g) S ? ,O3 (g) ④同一 类物质，摩尔质量越大，结构越复杂，熵值越 大；S? CuSO4(s) S? CuSO4·H2O(s) ③ 相同元素的原子组成的分子中，分子量越大熵值越 大； S?, CH3Cl(g) S? ,CH2Cl2 (g) S? ,CHCl3(g) ⑤固体或液体溶于水时，熵值增大，气体溶于水时，熵值减少 熵变的规律 ① 反应过程中气体计量系数增加的反应，反应?S? 0； ② 反应过程中气体计量系数减少的反应，反应的?S? 0 ③ 凡反应过程中气体计量系数不变的反 应，反应的?S? = 0 ④ 没有气体参加的反应，反应中物质总计量系数增加的反应 ?S? 0；反应中物质计量系数减少的反应，反应的 ?S? 0 3、热力学第三定律和标准熵 (the third law of thermodynamics standard entropy) 假设实现了 0 K，晶体粒子的热运动停止，粒子完全固定在一定位置上，微观状态数 ? 为 1，熵 S= 0 热力学第三定律: 任何纯净单质或化合物的完美晶体在绝对零度(0K)时的熵值为零. 1906年，［德］W.H.Nernst提出，经［德］Max Planch 和［美］G.N.Lewis等改进，提出了热力学第三定律： 纯物质完整有序晶体在0K时熵值为零S0 (完整晶体，0 K) = 0 0 K 稍大于0K 体系从 S = 0 的始态出发，变化到某温度 T ，比如 298 K 且 p = 1.013 ? 10 5 Pa ， S = 0 T = 0 T = 298 K p = 1.013 ? 10 5 Pa 标准熵:1mol物质在标准状态下所计算出的标准 熵值，用 S?m 表示，单位 J·K-1·mol－1。 用下面公式可计算已知反应的自由能变 ? rS? m ?rS?m = ? ? i S?m ( 生 ) － ? ? i S?m ( 反 ) 热力学第二定律：(the second law of thermodynamics) 孤立体系（绝热体系）的自发过程是体系熵增加的过程，即： 状态I ? 状态II，SII SI ?S=SII-SI 0 ?S 0，过程自发进行； ?S 0，逆过程自发进行； ?S = 0，平衡状态 ※ 用熵作过程自发性判据时必须用?S?孤立， 孤立体系 : 用?S?孤立， 非孤立体系： 影响化学反应的方向： ① 焓变?H ? ② 熵?S? 四、状态函数 吉布斯自由能 ( G ) 1、吉布斯自由能判据 1876年美国科学家Gibbs证明在等温等压下，如果一个反应能被用来作功，则该反应是自发的，反之为非自发. △V＜0 △T＜0 △p＜0 △U＜0 △G＜0 以上自发过程进行的方向都是(终态－始态)＜0 自然界自发变化过程的特点: 1 有一定的方