化學(xué)反應(yīng)的方向和吉布斯自由能變課件

化學(xué)反應(yīng)的方向和吉布斯自由能變課件CONTENTS化學(xué)反應(yīng)的方向吉布斯自由能與反應(yīng)方向化學(xué)反應(yīng)的熵變化學(xué)反應(yīng)的焓變吉布斯自由能與化學(xué)平衡化學(xué)反應(yīng)的方向01判斷依據(jù)根據(jù)反應(yīng)是否能夠自發(fā)進(jìn)行，需要綜合考慮焓變和熵變兩個(gè)方面。通常，自發(fā)反應(yīng)總是向著能量降低（焓變小于0）和混亂度增加（熵變大于0）的方向進(jìn)行。計(jì)算公式$DeltaG=DeltaH-TDeltaS$，其中$DeltaG$表示吉布斯自由能變化，$DeltaH$表示焓變，$T$表示溫度，$DeltaS$表示熵變。反應(yīng)自發(fā)性的判斷熵變表示系統(tǒng)混亂度的變化，若熵變?yōu)檎担瑒t表示混亂度增加；若熵變?yōu)樨?fù)值，則表示混亂度減小。熵變定義在等溫、等壓條件下，自發(fā)反應(yīng)總是向著混亂度增加的方向進(jìn)行，即熵增加的方向。影響方向熵變對(duì)反應(yīng)自發(fā)性的影響焓變對(duì)反應(yīng)自發(fā)性的影響焓變表示系統(tǒng)能量的變化，若焓變?yōu)檎?，則表示能量增加；若焓變?yōu)樨?fù)值，則表示能量減小。焓變定義在等溫、等壓條件下，自發(fā)反應(yīng)總是向著能量降低的方向進(jìn)行，即焓減少的方向。然而，在高溫條件下，由于溫度升高會(huì)使分子的運(yùn)動(dòng)速度加快，導(dǎo)致分子間的碰撞頻率增加，從而有可能使反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。因此，在考慮焓變對(duì)反應(yīng)自發(fā)性的影響時(shí)，需要考慮溫度的影響。影響方向吉布斯自由能與反應(yīng)方向02在等溫、等壓條件下，自發(fā)反應(yīng)總是向著吉布斯自由能降低的方向進(jìn)行，直到達(dá)到平衡狀態(tài)，此時(shí)吉布斯自由能達(dá)到最小值。$DeltaG=DeltaH-TDeltaS$，其中$DeltaH$為焓變，$DeltaS$為熵變，$T$為絕對(duì)溫度。吉布斯自由能的定義定義公式吉布斯自由能當(dāng)$DeltaG<0$時(shí)，反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行；當(dāng)$DeltaG>0$時(shí)，反應(yīng)不自發(fā)進(jìn)行；當(dāng)$DeltaG=0$時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。吉布斯自由能與反應(yīng)自發(fā)性的關(guān)系平衡常數(shù)在一定溫度下，可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度不再發(fā)生變化，此時(shí)各物質(zhì)的濃度冪之積與平衡常數(shù)呈正比關(guān)系。平衡常數(shù)公式$K=frac{c(A)cdotc(B)}{c(C)cdotc(D)}$，其中$c(A),c(B),c(C),c(D)$分別為A、B、C、D各物質(zhì)的濃度。吉布斯自由能與平衡常數(shù)的關(guān)系在一定溫度下，反應(yīng)的吉布斯自由能變化與平衡常數(shù)呈負(fù)相關(guān)，即$DeltaG<0$時(shí)，平衡常數(shù)$K>1$；$DeltaG>0$時(shí)，平衡常數(shù)$K<1$。吉布斯自由能與平衡常數(shù)的關(guān)系化學(xué)反應(yīng)的熵變03熵系統(tǒng)的混亂度或無序度的量度，用符號(hào)S表示。熵變反應(yīng)前后的熵變化量，用ΔS表示。熵的定義熵是系統(tǒng)內(nèi)分子運(yùn)動(dòng)無序性的量度。熵越大，表示系統(tǒng)內(nèi)分子運(yùn)動(dòng)越無序。對(duì)于封閉系統(tǒng)，熵增加意味著系統(tǒng)從有序走向無序。熵的物理意義如果反應(yīng)前后的熵變?chǔ)>0，則反應(yīng)自發(fā)向右進(jìn)行，即正向自發(fā)反應(yīng)。如果反應(yīng)前后的熵變?chǔ)<0，則反應(yīng)自發(fā)向左進(jìn)行，即逆向自發(fā)反應(yīng)。在等溫、等壓條件下，自發(fā)反應(yīng)總是向著熵增加的方向進(jìn)行。熵變與反應(yīng)方向的關(guān)系化學(xué)反應(yīng)的焓變040102焓的定義焓的單位是焦耳（J），國(guó)際單位制中的基本單位。焓是一個(gè)系統(tǒng)的能量，包括內(nèi)能和壓力勢(shì)能。在等溫、等壓條件下，焓變表示系統(tǒng)吸熱或放熱的能量。焓是系統(tǒng)內(nèi)能與壓強(qiáng)勢(shì)能之和，表示系統(tǒng)所具有的總能量。在化學(xué)反應(yīng)中，焓變表示反應(yīng)物和生成物之間能量的變化，即反應(yīng)熱。焓的物理意義焓變與反應(yīng)方向的關(guān)系當(dāng)一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的焓變?yōu)樨?fù)值時(shí)，表示該反應(yīng)放熱，自發(fā)反應(yīng)總是向著能量降低的方向進(jìn)行，因此該反應(yīng)可以自發(fā)進(jìn)行。當(dāng)一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的焓變?yōu)檎禃r(shí)，表示該反應(yīng)吸熱，自發(fā)反應(yīng)總是向著能量升高的方向進(jìn)行，因此該反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行。吉布斯自由能與化學(xué)平衡05在一定溫度下，可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，產(chǎn)物濃度系數(shù)次冪的乘積與反應(yīng)物濃度系數(shù)次冪的乘積之比。Kc或Kp，其中c代表濃度，p代表壓力。與反應(yīng)物和產(chǎn)物的濃度單位相關(guān)，通常為1或無單位。平衡常數(shù)平衡常數(shù)表達(dá)式平衡常數(shù)的單位平衡常數(shù)的定義03平衡常數(shù)與反應(yīng)自發(fā)性的關(guān)系平衡常數(shù)越大，反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的程度越大。01吉布斯自由能變化在等溫、等壓條件下，自發(fā)反應(yīng)總是向著吉布斯自由能減少的方向進(jìn)行。02平衡常數(shù)與吉布斯自由能變化的關(guān)系在一定溫度下，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，吉布斯自由能變化為0。平衡常數(shù)與吉布斯自由能的關(guān)系

平衡常數(shù)的應(yīng)用判斷反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的方向通過比較平衡常數(shù)的大小，可以判斷反