无机及分析化学第二章 化学热力学基础.ppt

第三节 化学反应的方向 一、化学反应的自发性 二、熵（S） 1. 熵与标准摩尔熵 2. 熵变的计算 三、热力学第二定律 例 题 2-6 1. 吉布斯自由能 1. 吉布斯自由能 4. 可逆过程： 从始态到终态的过程中，无限增加中间过程， 即分为无限多的步骤完成，而每一步都接近 平衡态，是对平衡态的微扰，这一理想的变 化过程无限缓慢，在热力学中称为可逆过程。 相变点的相变看作可逆过程 水在沸点时蒸发 水在冰点时凝固 可逆过程做最大功 补充综合题 化学反应 A (g) + B (g) = 2 C (g)，A、B、C均为理想气体。在25℃标准态下，该过程分别以两个不同的途径完成： （1）不做功，放热 40 kJ； （2）做最大电功，放热 2 kJ， 则在（1）、（2）两种情况下， 第四节 化学反应的限度 化学反应的限度 在给定条件下（T, C, P等），一个化学反应究竟有多少反应物可以最大限度地转化成生成物，即化学平衡问题。研究化学平衡规律，对实际生产过程有着重要的指导意义。 对于任意状态下的反应，具有普遍实用意义的判据是 。那么，某一反应任意状态的 如何求得以及它与 之间有什么联系呢？ 小结 定压、定容化学反应热与化学反应的热力学能变、焓变的关系。 Qp= Qv + ΔnRT ΔH=ΔU+ ΔnRT (ΔH=Qp； ΔU= Qv) 化学反应热的计算 盖斯定律 标准摩尔生成焓 标准摩尔燃烧焓 一个过程或者一个化学反应是否自发进行的判断依据（熵变判据和自由能变判据） 小结 4. 各物理量符号的含义及相互关系 5. 熵变计算 化学反应在298.15K进行；化学反应在其它温度下进行；定温可逆过程；环境熵变计算；吉布斯-赫姆霍兹公式 6. 吉布斯自由能计算应用 判断化学反应的自发与否；判断可逆反应达到平衡条件改变后的移动方向；计算化学反应的平衡常数；计算相变点温度、和非自发反应的转化温度 小结 7. 化学反应等温式和平衡常数的有关计算 掌握浓度、压力、温度、催化剂对化学平衡的影响 习 题 例 题 2-10 解： 298.15K时，反应 的标准平衡常数为3.2。若反应前c(Ag+)=c(Fe2+) =0.10mol·L?1，计算反应达到平衡时各离子的浓度及 Ag+(aq)的转化率。 设平衡时c(Fe2+)为x mol·L?1，则 Ag+(aq) + Fe2+(aq) = Ag(s) + Fe3+(aq) 起始物质 0.10 0.10 0 平衡浓度 0.10?x 0.10?x x 第二章第四节 例 题 2-10 解： 298.15K时，反应 的标准平衡常数为3.2。若反应前c(Ag+)=c(Fe2+) =0.10mol·L?1，计算反应达到平衡时各离子的浓度及 Ag+(aq)的转化率。 得 x=0.020 mol·L?1 所以， c(Fe3+)=0.020 mol·L?1 c(Fe2+)=0.080 mol·L?1 c(Ag+)=0.080 mol·L?1 第二章第四节 2．化学平衡常数 （2）标准平衡常数的列式和多重平衡规则 ① 标准平衡常数表达式要与其化学反应计量方程式相对应。例如： 第二章第四节 2．化学平衡常数 ② 对于复相反应，因为纯固体、纯液体的浓度视为常数，所以在标准平衡常数表达式中不必列出。例如： ③ 在稀溶液中进行的反应，由于溶剂是大量的，溶剂的浓度可视为常数而不必列入标准平衡常数表达式中。例如： 第二章第四节 2．化学平衡常数 ④ 多重平衡规则：如果某一化学反应可由两个或几个化学反应相加得到，则该反应的平衡常数等于各反应的标准平衡常数的乘积，如 某反应N=反应1+反应2+······+反应i，则： 第二章第四节 如果某一化学反应可由两个化学反应相减得到，则该反应的平衡常数等于两个反应的平衡常数之商，如 某反应N=反应1?反应2，则： 三、化学平衡的移动 1．浓度对化学平衡移动的影响 对于在一定温度下达平衡的任意反应： 当Q/ =1时，Q= ，?rGm=0，反应达平衡状态； 当增加反应物浓度或减少生成物浓度时，则Q＜ ，?rGm＜0