第4章：化学平衡 熵和Gibbs函数.pptVIP

第四章 化学平衡  熵和Gibbs函数 §4.1 标准平衡常数 4.1.1 化学平衡的基本特征 化学平衡： 425.4℃ H2(g)+I2(g) 2HI(g)系统的组成 4.1.2 标准平衡常数表达式 你能写出如下几个反应的K?表达式吗？ 4.1.3 平衡常数与 反应速率系数的关系 4.1.4 标准平衡常数的实验测定 §4.2 标准平衡常数的应用 4.2.1 判断反应的程度 4.2.2 预测反应的方向 4.2.3 计算平衡的组成 §4.3 化学平衡的移动 4.3.1 浓度对化学平衡的影响 4.3.2 压力对化学平衡的影响 4.3.3 温度对化学平衡的影响 4.3.4 Le Chatelier 原理 4.3.5 两个需要说明的问题 §4.4 自发变化和熵 4.4.1 自发变化 4.4.2 焓和自发变化 4.4.3 混乱度、熵和微观态数 4.4.4 热力学第三定律和标准熵 4.4.5 化学反应熵变和热力学第二定律 §4.5 Gibbs 函 数 4.5.1 Gibbs函数判据 4.5.2 标准摩尔生成Gibbs函数 4.5.3 Gibbs函数与化学平衡 1.平衡状态和标准平衡常数 判据:△G = 0 平衡状态---热力学标志 3.　化学反应的方向和吉布斯函数变 3.1　基本概念 (4) ΔrGm与ΔrGmθ 的关系 对于任意反应： (6) (ΔGθ)的计算 1.热力学第三定律 1906年，［德］W.H.Nernst提出，经［德］Max Planck 和［美］G.N.Lewis等改进。 纯物质完整有序晶体在0K时的熵值为零。　即 S *（完整晶体，0K）=0 0 K 稍大于0 K 2.标准摩尔熵 △S = ST - S 0 = ST ST---规定熵（绝对熵） 在某温度T 和标准压力下，单位物质的量的某纯物质B的规定熵称为B的标准摩尔熵。其符号为 ： 纯物质完整有序晶体温度变化 0K ?T K (B,相态,T) ，单位是J·mol-1 ·K-1 (单质,相态,298.15K)＞0 标准摩尔熵的一些规律： 同一物质，298.15K时 结构相似，相对分子质量不同的物质， 随相对分子质量增大而增大。 (s)＜ (l)＜ (g) (HF)＜ (HCl)＜ (HBr)＜ (HI) (CH3OCH3,g)＜ (CH3CH2OH,g) 相对分子质量相近，分子结构复杂的，其 大。 1.化学反应熵变的计算 (B,相态,298.15K) (298.15K) = ∑νB ＞0,有利于反应正向自发进行。 根据状态函数的特征，利用标准摩尔熵，可以计算298.15K时的反应的标准摩尔熵变。 B 对于化学反应： 0=ΣνBB (T,K) *2.热力学第二定律 在任何自发过程中，系统和环境的熵变化的总和是增加的。 4.5.3 Gibbs函数与化学平衡 4.5.2 标准摩尔生成Gibbs函数 4.5.1 Gibbs函数判据 G----Gibbs函数（Gibbs自由能） G是状态函数， 单位： kJ.mol-1 def Gibbs 函 数(变)判据： 在定温定压下，任何自发变化总是 系统的Gibbs 函数减小。 ① ② ③ ④ 反应方向转变温度的估算： 化学反应的标准摩尔Gibbs函数〔变〕 1.标准摩尔生成Gibbs函数 在温度TK下，由参考状态的单质生成物质B(且νB=+1时)的标准摩尔Gibbs函数变，称为物质B的标准摩尔生成Gibbs函数。 = -T (B,相态,T) ，单位是kJ·mol-1 (参考态单质,T)=0 2.用 计算 (B,相态,T) B 对于化学反应：0=ΣνBB (B,相态,298.15K) (298.15K) = ∑νB (T)≈ (298.15K)-T (298.15K) 如果T≠298.15K 用 只能判断标准状态下反应的方向。 等温方程式： 将此式代入前式得： 反应达到平衡时， J RT （T） ln + = （T） ( T )=0，J= RT ln =- （T） ( T ) J RT （T） ln + = -RT ln J （T） = -RT ln