Wjhx-02-1原子軌道軌道的空間分布.ppt

2019/7/15,第一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)的方向 和吉布斯自由能變,無機(jī)化學(xué)多媒體電子教案,第二章 化學(xué)反應(yīng)的 方向、速率和限度,第一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)的方向 和吉布斯自由能變,2019/7/15,2-1-1 化學(xué)反應(yīng)的自發(fā)過程,2-1-1 化學(xué)反應(yīng)的自發(fā)過程,自發(fā)過程,例如: 水總是自動地從高處向低處流,鐵在 潮濕的空氣中易生銹。,例如：欲使水從低處輸送到高處，可借助 水泵作機(jī)械功來實(shí)現(xiàn)。,2019/7/15,2-1-2 影響化學(xué)反應(yīng)方向的因素,2-1-2 影響化學(xué)反應(yīng)方向的因素,化學(xué)反應(yīng)的焓變,2019/7/15,但實(shí)踐表明: 有些吸熱過程(rHm 0) 亦能自發(fā)進(jìn)行。,可見，把焓變作為反應(yīng)自發(fā)性的判據(jù)是 不準(zhǔn)確、不全面的。除了反應(yīng)焓變以外，還有其它因素(體系混亂度的增加和溫度等),也是影響許多化學(xué)和物理過程自發(fā)進(jìn)行的因素。,2019/7/15,為什么有些吸熱過程亦能自發(fā)進(jìn)行呢?,NH4Cl晶體中NH4+ 和Cl- 的排列是整齊有序的。NH4C1晶體進(jìn)入水中后，形成水合離子(以aq表示)并在水中擴(kuò)散。在NH4Cl 溶液中，無論是NH4+(aq)、Cl-(aq)還是水 分子，它們的分布情況比 NH4C1 溶解前 要混亂得多。,2019/7/15,為什么有些吸熱過程亦能自發(fā)進(jìn)行呢?,反應(yīng)前后, 不但物質(zhì)的種類和“物質(zhì)的量”增多, 并產(chǎn)生了熱運(yùn)動自由度很大的氣體, 整個物質(zhì)體系的混亂程度增大。,2019/7/15,化學(xué)反應(yīng)的熵變,2019/7/15,化學(xué)反應(yīng)的熵變,以此, 可求得在其它溫度下的熵值(ST)。 例如：我們將一種純晶體物質(zhì)從0K升到 任一溫度(T),并測量此過程的熵變 量(S), 則該純物質(zhì)在T K時的熵 S ST - S0 ST - 0 ST,2019/7/15,2019/7/15,2019/7/15,例,解： 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),注意熵的符號和單位,2019/7/15,化學(xué)反應(yīng)的吉布斯自由能變 熱化學(xué)反應(yīng)方向的判據(jù),摩爾吉布斯自由能變量(簡稱自由能變)， 以rGm表示，單位：kJmol-1。,rGm rHm T rSm,2019/7/15,化學(xué)反應(yīng)的吉布斯自由能變 熱化學(xué)反應(yīng)方向的判據(jù),即: rGm 0 自發(fā)過程, 化學(xué)反應(yīng)自發(fā)正向進(jìn)行 rGm = 0 平衡狀態(tài) rGm 0 非自發(fā)過程， 化學(xué)反應(yīng)逆向進(jìn)行,2019/7/15,化學(xué)反應(yīng)的吉布斯自由能變 熱化學(xué)反應(yīng)方向的判據(jù),rGm 0 時，體系的G降低到最小 值，反應(yīng)達(dá)平衡。此即為著名的最 小自由能原理。,2019/7/15,2019/7/15,2-1-3 熱化學(xué)反應(yīng)方向的判斷,2-1-3 熱化學(xué)反應(yīng)方向的判斷,2019/7/15,標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下，由最穩(wěn)定的純態(tài)單質(zhì)生成單位物質(zhì)的量的某物質(zhì)時的吉布斯自由能變。,2019/7/15,例,試判斷在298.15K、標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下，反應(yīng) CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)能否自發(fā)進(jìn)行？,在298.15K、標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下,反應(yīng)不能自發(fā)分解。,2019/7/15,解： CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g),(2)解法,在298.15K、標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下，反應(yīng)不能自發(fā)分解。,2019/7/15,非標(biāo)準(zhǔn)摩爾吉布斯自由能變(rGm) 的計(jì)算和反應(yīng)方向的判斷,等溫、等壓及非標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下, 對任一反應(yīng)： cC + dD yY + zZ rGm=rGm+RTlnJ J反應(yīng)商,2019/7/15,非標(biāo)態(tài)時：,例,MnO2(s) + 4H+(aq) + 2Cl-(aq) Mn2+(aq) + Cl2(g) + 2H2O (l),2019/7/15,例,計(jì)算723K、非標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下，下列反 應(yīng)的rGm，并判斷反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的方向。 2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) 分壓/Pa 1.0104 1.0104 1.0108,2019/7/15,rGm0，反應(yīng)自發(fā)向左進(jìn)行。,2019/7/15,2-1-4使用rGm判據(jù)的條件,2-1-4 使用rGm判據(jù)的條件,例如：2NaCl(s) 2Na(s) + Cl2(g), rGm 0 反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行,但如果采用電解的方法(環(huán)境對體系作電功), 則可使其向右進(jìn)行。,2019/7/15,723K, p(SO2) = p(O2) = 1.0104Pa、 p(SO3)=1.