无机及分析化学第二章课件.ppt

●水从高处流向低处●热从高温物体传向低温物体●铁在潮湿的空气中锈蚀●锌置换硫酸铜溶液反应Zn(s)+Cu2+(aq)＝Zn2+(aq)+Cu(s)自发变化：不需要外力帮助而能自动发生的变化 2.4热力学第二定律2.4.1化学反应的自发性*第62页，共107页，星期日，2025年，2月5日自发过程的特点：①一切自发过程都是单向地趋于平衡状态，其逆过程需要外加功才能完成。②自发过程都可利用来做有用功。*第63页，共107页，星期日，2025年，2月5日事实证明：不能用是放热还是吸热来判断化学反应的自发方向，同时自发反应不一定是迅速的。热力学表明，自发性由两个因素决定：1.系统趋向于最低能量；2.系统趋向于最大混乱度。冰融化、NH4NO3溶解是自发又吸热的.自发的化学反应：H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)△rHm0N2(g)+O2(g)=2NO(g)△rHm0*第64页，共107页，星期日，2025年，2月5日混乱度、熵和微观状态数体系有趋向于最大混乱度的倾向，体系混乱度增大有利于反应自发地进行。冰的融化建筑物的倒塌★混乱度许多自发过程有混乱度增加的趋势(randomness,entropymicroscopicstatenumbers)*第65页，共107页，星期日，2025年，2月5日2.4.2熵混乱度：系统的混乱程度称为混乱度。只能振动能相对移动自由运动H2O(s)————H2O(l)————H2O(g)混乱度增大熵(S)：是反映系统内部质点运动混乱程度的物理量。S=klnΩ，k为玻尔兹曼常数，Ω为微观状态数。*第66页，共107页，星期日，2025年，2月5日★熵与微观粒子状态数关系1878年，L.Boltzman提出了熵与微观状态数的关系S=klnΩS---熵Ω---微观状态数k---Boltzman常量玻耳兹曼(BoltzmannL,1844-1906)奥地利物理学家熵的微观实质*第67页，共107页，星期日，2025年，2月5日同一物质在气态的熵值总是大于液态的熵值，而后者又大于固态的熵值。物质的熵值随温度升高而增大。例如,CS2(l)在161K和298K时的值分别为103J·mol-1·K-1和150J·mol-1·K-1。N2(g)NO(g)NO2(g)1532102403.气态多原子分子的值比单原子分子大，例如：H2O（s）39.33H2O（l）69.91H2O（g）188.7*第68页，共107页，星期日，2025年，2月5日对摩尔质量相同的不同物质而言,其结构越复杂,越大.例如乙醇和它的同分异构体二甲醚的值分别为这是因为前者的对称性较低。6.同系物中摩尔质量越大，值也越大。例如：F2(g)Cl2(g)Br2(g)I2(g)2032232452614.对气态物质,压力越高,熵值越小。例如298K时O2在100kPa和600kPa的分别为*第69页，共107页，星期日，2025年，2月5日2.4.3热力学第二定律热力学第二定律：在孤立系统的任何自发过程中，系统的熵总是增加的。即△S孤0真正的孤立系统是不存在的，所以把环境与系统看成一个大系统的话可得△S系+△S环0若某一变化中△S系和△S环都已知的话则可用下式来判断该过程是否自发。即△S系+△S环0过程自发△S系+△S环0不可能发生的过程*第70页，共107页，星期日，2025年，2月5日