化學(xué)反應(yīng)基礎(chǔ)、熱效應(yīng)、方向

1、l六對基本物理化學(xué)概念六對基本物理化學(xué)概念l化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)：能量化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)：能量 焓、熱力學(xué)能焓、熱力學(xué)能 熱力學(xué)第一定律熱力學(xué)第一定律l化學(xué)反應(yīng)方向：判據(jù)化學(xué)反應(yīng)方向：判據(jù) 熵、吉布斯自由能熵、吉布斯自由能 熱力學(xué)第二、三定律熱力學(xué)第二、三定律l化學(xué)反應(yīng)限度：化學(xué)平衡化學(xué)反應(yīng)限度：化學(xué)平衡 平衡常數(shù)、影響因素平衡常數(shù)、影響因素 呂查德里定理呂查德里定理l化學(xué)反應(yīng)快慢：反應(yīng)速率、理論、影響因素化學(xué)反應(yīng)快慢：反應(yīng)速率、理論、影響因素 質(zhì)量作用定律、阿侖尼烏斯定律質(zhì)量作用定律、阿侖尼烏斯定律 碰撞理論、過渡態(tài)理論碰撞理論、過渡態(tài)理論l化學(xué)熱力學(xué)化學(xué)熱力學(xué) 普通物理熱力學(xué)普通物理熱力學(xué)l催化劑催

2、化劑 化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡的影響、化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡的影響、l生物催化劑生物催化劑 酶酶 化學(xué)化學(xué)+生命科學(xué)、生物無機(jī)化學(xué)生命科學(xué)、生物無機(jī)化學(xué)l生物催化劑和仿生催化劑生物催化劑和仿生催化劑 化學(xué)對生命科學(xué)的重要作化學(xué)對生命科學(xué)的重要作用的典型。用的典型。l光化學(xué)反應(yīng)光化學(xué)反應(yīng) 生物體系的光合作用生物體系的光合作用 環(huán)境中的光催化技術(shù)環(huán)境中的光催化技術(shù) 化學(xué)與生物、環(huán)境兩門科學(xué)的深入交叉。化學(xué)與生物、環(huán)境兩門科學(xué)的深入交叉。l基本化學(xué)熱力學(xué)和動力學(xué)概念基本化學(xué)熱力學(xué)和動力學(xué)概念l化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)：熱力學(xué)第一定律化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)：熱力學(xué)第一定律l化學(xué)反應(yīng)的方向：熱力學(xué)第二、三定律化學(xué)反應(yīng)的

3、方向：熱力學(xué)第二、三定律l化學(xué)反應(yīng)限度：化學(xué)平衡化學(xué)反應(yīng)限度：化學(xué)平衡l化學(xué)反應(yīng)快慢：化學(xué)反應(yīng)速率化學(xué)反應(yīng)快慢：化學(xué)反應(yīng)速率l重點：熵、焓、吉布斯自由能概念重點：熵、焓、吉布斯自由能概念 熱力學(xué)三個定律熱力學(xué)三個定律 影響化學(xué)平衡與化學(xué)反應(yīng)速率的因素影響化學(xué)平衡與化學(xué)反應(yīng)速率的因素 化學(xué)平衡計算基礎(chǔ)化學(xué)平衡計算基礎(chǔ)第一節(jié)第一節(jié)基基 本本 概概 念念化學(xué)熱力學(xué)基本概念化學(xué)熱力學(xué)基本概念 熱力學(xué)概念熱力學(xué)概念物理化學(xué)基本概念物理化學(xué)基本概念 哲學(xué)基本概念哲學(xué)基本概念第一對概念：體系第一對概念：體系 環(huán)境環(huán)境體系：劃分出來的被研究的物質(zhì)系統(tǒng)、對象。體系：劃分出來的被研究的物質(zhì)系統(tǒng)、對象。環(huán)境：除體系

4、以外的其他所有部分。環(huán)境：除體系以外的其他所有部分。 例如：溶液反應(yīng)，例如：溶液反應(yīng)， 海洋、地球海洋、地球體系的劃分：體系的劃分： 體系與環(huán)境間的關(guān)系體系與環(huán)境間的關(guān)系 體系分為三大類：體系分為三大類： 物質(zhì)、能量交換物質(zhì)、能量交換 ？ 分類分類 物質(zhì)交換物質(zhì)交換 能量交換能量交換 敞開體系敞開體系 有有 有有 封閉體系封閉體系 無無 有有 孤立體系孤立體系 無無 無無 敞開體系敞開體系 封閉體系封閉體系 孤立體系孤立體系Open system Close system Isolated system第二對基本概念：體系的廣度與強(qiáng)度性質(zhì)第二對基本概念：體系的廣度與強(qiáng)度性質(zhì) 熱力學(xué)體系中，溫度

5、、壓力、體積、密度等宏觀性熱力學(xué)體系中，溫度、壓力、體積、密度等宏觀性質(zhì)稱作體系的質(zhì)稱作體系的熱力學(xué)性質(zhì)熱力學(xué)性質(zhì) (thermodynamic property of system)，簡稱為，簡稱為體系的性質(zhì)體系的性質(zhì)。 廣度性質(zhì)廣度性質(zhì) (Extensive property) (容量性質(zhì)容量性質(zhì))： 量值與體系中物質(zhì)的數(shù)量成正比量值與體系中物質(zhì)的數(shù)量成正比 具有加和性具有加和性 體積體積V、質(zhì)量、質(zhì)量m、熱容量、熱容量Cp、熱力學(xué)能、熱力學(xué)能U和焓和焓H等等 強(qiáng)度性質(zhì)強(qiáng)度性質(zhì) (Intensive property)： 量值取決于體系的自身特性，與物質(zhì)的數(shù)量無關(guān)量值取決于體系的自身特性，

6、與物質(zhì)的數(shù)量無關(guān) 不具有加和性。不具有加和性。 溫度溫度T、壓力、壓力p、濃度、濃度c、密度、密度d、粘度、粘度 等等第三對基本概念：狀態(tài)第三對基本概念：狀態(tài) 狀態(tài)函數(shù)狀態(tài)函數(shù)狀態(tài)狀態(tài)(State)：體系的基本性質(zhì)的集合：體系的基本性質(zhì)的集合狀態(tài)函數(shù)狀態(tài)函數(shù)(State function)：表征確定體系狀態(tài)的宏觀性質(zhì)：表征確定體系狀態(tài)的宏觀性質(zhì)如：溫度、壓力、體積、密度、能量、形態(tài)等，熱力學(xué)函如：溫度、壓力、體積、密度、能量、形態(tài)等，熱力學(xué)函數(shù)：數(shù)：U、H、G、S等。等。狀態(tài)函數(shù)的特點：狀態(tài)函數(shù)的特點：“狀態(tài)一定狀態(tài)一定 值一定、值一定、殊途同歸變化等、周而復(fù)始變化零。殊途同歸變化等、周而復(fù)始

7、變化零。 并非所有的狀態(tài)函數(shù)都是獨立的，有些是相互關(guān)聯(lián)、相互并非所有的狀態(tài)函數(shù)都是獨立的，有些是相互關(guān)聯(lián)、相互制約的。制約的。 例如：例如：P、V、T、n四個只有三個是獨立的。四個只有三個是獨立的。(理想氣體氣態(tài)方程式理想氣體氣態(tài)方程式)第四對基本概念：過程與途徑第四對基本概念：過程與途徑過程過程 (Process)：體系從始態(tài)到終態(tài)變化的經(jīng)過。：體系從始態(tài)到終態(tài)變化的經(jīng)過。 總的整體結(jié)果。總的整體結(jié)果。途徑途徑 (Path)：完成變化經(jīng)過的具體步驟、路線。：完成變化經(jīng)過的具體步驟、路線。 具體的分立的結(jié)果。具體的分立的結(jié)果。過程：過程：恒溫過程、恒壓過程、恒容過程、絕熱過程等恒溫過程、恒壓過

8、程、恒容過程、絕熱過程等101.325 kPa278 K80 kPa278 K80 kPa328 K101.328kPa328 K101.325 kPa298 K101.325 kPa278 K恒壓過程恒壓過程恒溫恒溫恒壓恒壓恒壓恒壓恒壓恒壓恒壓恒壓恒溫恒溫過過程程與與途途徑徑示示意意圖圖第五對基本概念：熱和功第五對基本概念：熱和功 體系的狀態(tài)發(fā)生變化時，體系與環(huán)境之間必然伴體系的狀態(tài)發(fā)生變化時，體系與環(huán)境之間必然伴隨著能量的交換，其交換形式可概括為隨著能量的交換，其交換形式可概括為“熱熱”和和“功功”兩種。兩種。熱熱(Heat)(符號符號Q)：體系與環(huán)境之間因溫度的不同：體系與環(huán)境之間因溫度

9、的不同 而交換或傳遞的能量。而交換或傳遞的能量。 功功(Work)(符號符號W)：除了熱以外的一切交換或傳：除了熱以外的一切交換或傳 遞的能量遞的能量 熱和功的單位都采用熱和功的單位都采用J或或kJ。* 注意它們的正負(fù)號注意它們的正負(fù)號： 通常是站在通常是站在體系體系的立場來規(guī)定的：的立場來規(guī)定的： 體系從環(huán)境吸熱體系從環(huán)境吸熱 (獲得能量獲得能量)，Q為正值；為正值； 體系向環(huán)境放熱體系向環(huán)境放熱 (損失能量損失能量)，Q為負(fù)值。為負(fù)值。 環(huán)境對體系作功環(huán)境對體系作功 (獲得能量獲得能量)，W為正值為正值; 體系對環(huán)境作功體系對環(huán)境作功 (損失能量損失能量)，W為負(fù)值為負(fù)值 。 對于功對于功

10、(W)的正負(fù)符號規(guī)定，的正負(fù)符號規(guī)定， 有的書刊與此相反。有的書刊與此相反。 *功有不同的形式：功有不同的形式：體積功體積功 (膨脹功膨脹功)We：表示熱力學(xué)中涉及最多的功是體系：表示熱力學(xué)中涉及最多的功是體系因體積變化而與環(huán)境交換的功。因體積變化而與環(huán)境交換的功。非體積功非體積功 (非膨脹功，或有用功非膨脹功，或有用功)W：表示體積功以外的：表示體積功以外的其它功其它功 (如電功、表面功等如電功、表面功等)。*熱和功不是狀態(tài)函數(shù)：熱和功不是狀態(tài)函數(shù)：體系只有在狀態(tài)發(fā)生變化時才能與環(huán)境發(fā)生能量交換；體系只有在狀態(tài)發(fā)生變化時才能與環(huán)境發(fā)生能量交換；體系發(fā)生變化時吸收體系發(fā)生變化時吸收(或放出或放

11、出)熱、得到熱、得到(或給出或給出)功，既與功，既與變化的始終狀態(tài)有關(guān)，亦與變化所經(jīng)歷的途徑有關(guān)。變化的始終狀態(tài)有關(guān)，亦與變化所經(jīng)歷的途徑有關(guān)。相同的始態(tài)與終態(tài)間的同一變化過程，經(jīng)歷途徑不同，熱相同的始態(tài)與終態(tài)間的同一變化過程，經(jīng)歷途徑不同，熱和功的值就不同。和功的值就不同。計算某一變化過程中體系放出或得到的功或熱時，不能僅計算某一變化過程中體系放出或得到的功或熱時，不能僅看過程的始終狀態(tài)，而必須根據(jù)變化所經(jīng)歷的途徑來進(jìn)行；看過程的始終狀態(tài)，而必須根據(jù)變化所經(jīng)歷的途徑來進(jìn)行；與狀態(tài)函數(shù)明顯不同。與狀態(tài)函數(shù)明顯不同。第六對基本概念：相與相界面第六對基本概念：相與相界面相相 (Phase)：體系中

12、物理和化學(xué)性質(zhì)完全相同的部分。：體系中物理和化學(xué)性質(zhì)完全相同的部分。相界面相界面 (界面界面, Interface)將相與相分隔開來的部分。將相與相分隔開來的部分。相與相之間在指定的條件下具有明確的界面；相與相之間在指定的條件下具有明確的界面；在界面兩邊體系的性質(zhì)會有突躍變化；在界面兩邊體系的性質(zhì)會有突躍變化；處于界面上的原子或分子的受力情況與相內(nèi)部的不同，往處于界面上的原子或分子的受力情況與相內(nèi)部的不同，往往存在剩余引力，具有界面能。往存在剩余引力，具有界面能。體系中存在的界面越多，能量越高，體系越不穩(wěn)定。體系中存在的界面越多，能量越高，體系越不穩(wěn)定。鐵粉和硫磺粉鐵粉和硫磺粉汽汽水水冰冰油油

13、水水汽汽*對于相這個概念，要注意如下幾點：對于相這個概念，要注意如下幾點：(1) 氣體物質(zhì)：只有一個相氣體物質(zhì)：只有一個相(氣相氣相)，單相體系或均勻體系。，單相體系或均勻體系。(2) 固態(tài)物質(zhì)：除固溶體固態(tài)物質(zhì)：除固溶體(固體溶液固體溶液)外，每一種即為一外，每一種即為一 個相，物種數(shù)個相，物種數(shù) = 相數(shù)。多相體系或非均勻體系。相數(shù)。多相體系或非均勻體系。(3) 液態(tài)物質(zhì)：視其互溶程度通?？梢允且幌嘁簯B(tài)物質(zhì)：視其互溶程度通?？梢允且幌?水與酒精水與酒精 的混合物的混合物)、兩相、兩相(例如水和油的混合物例如水和油的混合物)、甚至三、甚至三 相共存相共存(例如水、油和汞的混合物例如水、油和汞

14、的混合物)。(4) 單相體系可能多種組分物質(zhì)單相體系可能多種組分物質(zhì) (如氣體混合物如氣體混合物)； 同一種物質(zhì)可能是多相體系同一種物質(zhì)可能是多相體系 (水、水蒸氣和冰三相存水、水蒸氣和冰三相存) 聚集狀態(tài)相同的物質(zhì)也不一定就是單相體系聚集狀態(tài)相同的物質(zhì)也不一定就是單相體系 (如油水分層的液態(tài)體系有兩相如油水分層的液態(tài)體系有兩相)。七、理想氣體狀態(tài)方程與分壓定律七、理想氣體狀態(tài)方程與分壓定律 1理想氣體狀態(tài)方程理想氣體狀態(tài)方程理想氣體的溫度理想氣體的溫度(T)、壓力、壓力(p)、體積、體積(V)和物質(zhì)的量和物質(zhì)的量(n)之間之間, 具有如下的方程式關(guān)系：具有如下的方程式關(guān)系： pV = nRT

15、 在在SI制中，制中，p的單位是的單位是Pa，V的單位是的單位是m，T的單位是的單位是K，n的單位是的單位是mol，摩爾氣體常數(shù)，摩爾氣體常數(shù)R的單位及數(shù)值為的單位及數(shù)值為:K15.273mol1m10414.22Pa1001325. 1nTpVR3353118.3145 Pa mKmol118.3145 J Kmol2理想氣體分子的特征理想氣體分子的特征嚴(yán)格遵守理想氣體狀態(tài)方程的氣體稱為理想氣體。嚴(yán)格遵守理想氣體狀態(tài)方程的氣體稱為理想氣體。* 理想氣體分子間的作用力極小，可忽略不計；理想氣體分子間的作用力極小，可忽略不計；* 理想氣體分子本身占有體積與其運(yùn)動空間相比極小，理想氣體分子本身占有

16、體積與其運(yùn)動空間相比極小， 可忽略不計?？珊雎圆挥?。 嚴(yán)格意義上的理想氣體實際上是不存在的。嚴(yán)格意義上的理想氣體實際上是不存在的。 實際氣體，分子間作用力主要為引力，在一定條件下實際氣體，分子間作用力主要為引力，在一定條件下 接近理想氣體條件接近理想氣體條件 溫度不太低，壓力不太高，可近似用溫度不太低，壓力不太高，可近似用 理想氣體狀態(tài)方程作有關(guān)理想氣體狀態(tài)方程作有關(guān)p、V、T、n 的計算。的計算。3、氣體的分壓定律、氣體的分壓定律 分壓力分壓力pi？ 某一組分氣體對器壁產(chǎn)生的某一組分氣體對器壁產(chǎn)生的(施加的施加的)壓力叫壓力叫該組分氣體的分壓力該組分氣體的分壓力 pB。等于該氣體單等于該氣體

17、單獨占有該容器時產(chǎn)生的壓力。獨占有該容器時產(chǎn)生的壓力。壓力分?jǐn)?shù)壓力分?jǐn)?shù) B = pB/p = nB/n摩爾分?jǐn)?shù)摩爾分?jǐn)?shù) xB = nB/n = pB/p 體積分?jǐn)?shù)體積分?jǐn)?shù) B = VB/V = nB/n (恒溫恒壓下恒溫恒壓下)* 氣體分壓定律：分壓力與總壓力的關(guān)系氣體分壓定律：分壓力與總壓力的關(guān)系假如容器中有假如容器中有A、B、C。等多種氣體，則：。等多種氣體，則： P = pA + pB + pC + = pB= nRT/V (總壓力等于分壓力之和總壓力等于分壓力之和) pA = xAP, pB = xBP (其中：其中：xB = nB/ n稱作摩爾分?jǐn)?shù)稱作摩爾分?jǐn)?shù))* * * 理想氣體嚴(yán)

18、格符合，實際氣體近似服從理想氣體嚴(yán)格符合，實際氣體近似服從nnPpnnPpnnPpnnPpmmCCBBAA.,l下列說法正確的是：下列說法正確的是：( )(A) 聚集態(tài)相同的幾種物質(zhì)混在一起，一定組成聚集態(tài)相同的幾種物質(zhì)混在一起，一定組成 單相體系；單相體系；(B) 若混合氣體各組分的摩爾分?jǐn)?shù)相等，則各組分若混合氣體各組分的摩爾分?jǐn)?shù)相等，則各組分 的物質(zhì)的量必然相等；的物質(zhì)的量必然相等；(C) 分壓定律對高壓氣體完全適用；分壓定律對高壓氣體完全適用；(D) 理想氣體狀態(tài)方程式適用于低溫高壓氣體。理想氣體狀態(tài)方程式適用于低溫高壓氣體?；旌蠚怏w質(zhì)量百分比：混合氣體質(zhì)量百分比：C4H10，15 %；

19、C5H12，30 %；其余為；其余為C6H14；298 K 時總壓力為時總壓力為101kPa，求各個氣體分壓。，求各個氣體分壓。解：取解：取1 kg混合氣體考慮，其中所含的混合氣體考慮，其中所含的C4H10，C5H12，C6H14的的物質(zhì)的量分別為：物質(zhì)的量分別為：n(C4H10) = 1000 g 15 % / 58.1 gmol-1 = 2.58 mol n(C5H12) = 1000 g 30 % / 72.1 gmol-1 = 4.16 mol n(C6H14) = 1000 g 15 % / 86.1 gmol-1 = 6.39 mol (M(C4H10) = 58.1、M(C4H1

20、0) = 72.1、M(C4H10) = 86.1 (gmol-1)摩爾分?jǐn)?shù)分別為：摩爾分?jǐn)?shù)分別為：x(C4H10) = 2.58 / (2.58 + 4.16 + 6.39) = 2.58 / 13.13 = 0.1965 x(C5H12) = 4.16 / (2.58 + 4.16 + 6.39) = 4.16 / 13.13 = 0.3168 x(C6H14) = 6.39 / (2.58 + 4.16 + 6.39) = 6.39 / 13.13 = 0.4867則各氣體分壓分別為則各氣體分壓分別為p(C4H10) = 101.3 kPa 0.1965 = 19.9kPa； p(C5H

21、12) = 101.3 kPa 0.3168 = 32.1kPa； p(C6H14) = 101.3 kPa 0.4867 = 49.3 kPa答：答：2、化學(xué)熱力學(xué)概論、化學(xué)熱力學(xué)概論 什么是化學(xué)熱力學(xué)什么是化學(xué)熱力學(xué)2) 化學(xué)熱力學(xué)方法的特點化學(xué)熱力學(xué)方法的特點3) 研究化學(xué)熱力學(xué)的意義研究化學(xué)熱力學(xué)的意義1) 什么是化學(xué)熱力學(xué)什么是化學(xué)熱力學(xué)熱力學(xué)：熱力學(xué)：研究熱和其他形式能量間的轉(zhuǎn)換規(guī)律的科學(xué)研究熱和其他形式能量間的轉(zhuǎn)換規(guī)律的科學(xué)化學(xué)熱力學(xué)：化學(xué)熱力學(xué)：運(yùn)用熱力學(xué)的基本原理來研究化學(xué)現(xiàn)象以及與運(yùn)用熱力學(xué)的基本原理來研究化學(xué)現(xiàn)象以及與化學(xué)反應(yīng)有關(guān)的物理現(xiàn)象的一門科學(xué)。包括化化學(xué)反應(yīng)有關(guān)的

22、物理現(xiàn)象的一門科學(xué)。包括化學(xué)變化與能量傳遞、能量交換間的關(guān)系，化學(xué)學(xué)變化與能量傳遞、能量交換間的關(guān)系，化學(xué)變化發(fā)生的方向等。物理化學(xué)重要分支。變化發(fā)生的方向等。物理化學(xué)重要分支。2) 熱力學(xué)方法的特點熱力學(xué)方法的特點是實驗結(jié)果的歸納和演繹，不考慮證實。是實驗結(jié)果的歸納和演繹，不考慮證實。是宏觀的性質(zhì)、集合體的行為是宏觀的性質(zhì)、集合體的行為只論始終，不論過程只論始終，不論過程不涉及時間的概念不涉及時間的概念(速度、快慢速度、快慢)3) 研究化學(xué)熱力學(xué)的意義研究化學(xué)熱力學(xué)的意義化學(xué)反應(yīng)的能量變化：化學(xué)反應(yīng)的能量變化：吸熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)(少數(shù)少數(shù)) 放熱反應(yīng)放熱反應(yīng)(多數(shù)多數(shù))熱量變化熱量變化反應(yīng)物質(zhì)

23、化學(xué)鍵的能量變化相關(guān)反應(yīng)物質(zhì)化學(xué)鍵的能量變化相關(guān)能量的變化能量的變化分子穩(wěn)定性、化學(xué)鍵強(qiáng)度等信息分子穩(wěn)定性、化學(xué)鍵強(qiáng)度等信息化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行的方向：化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行的方向：化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的限度：化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的限度：可逆反應(yīng)、化學(xué)平衡；轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)率可逆反應(yīng)、化學(xué)平衡；轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)率第二節(jié)第二節(jié)化學(xué)反應(yīng)中的質(zhì)量守恒化學(xué)反應(yīng)中的質(zhì)量守恒和能量守恒和能量守恒l化學(xué)反應(yīng)中的能量關(guān)系化學(xué)反應(yīng)中的能量關(guān)系 解決兩個問題：解決兩個問題： 化學(xué)反應(yīng)中化學(xué)能和其它能量之間的關(guān)系化學(xué)反應(yīng)中化學(xué)能和其它能量之間的關(guān)系 判斷化學(xué)反應(yīng)的自發(fā)性判斷化學(xué)反應(yīng)的自發(fā)性l化學(xué)反應(yīng)化學(xué)反應(yīng) 一切變化

24、過程一切變化過程l質(zhì)量變化質(zhì)量變化 實際應(yīng)用實際應(yīng)用l能量變化能量變化 規(guī)律、成本規(guī)律、成本一、化學(xué)反應(yīng)的質(zhì)量守恒定律一、化學(xué)反應(yīng)的質(zhì)量守恒定律 (羅蒙諾索夫羅蒙諾索夫 (俄俄)、拉瓦錫、拉瓦錫 (法法)孤立體系中：無論發(fā)生何種變化或過程，體系孤立體系中：無論發(fā)生何種變化或過程，體系的總質(zhì)量始終保持不變。的總質(zhì)量始終保持不變。化學(xué)反應(yīng)中，物質(zhì)的質(zhì)量是守恒的。即參加反化學(xué)反應(yīng)中，物質(zhì)的質(zhì)量是守恒的。即參加反應(yīng)的全部物質(zhì)的質(zhì)量總和等于反應(yīng)后生成物的應(yīng)的全部物質(zhì)的質(zhì)量總和等于反應(yīng)后生成物的質(zhì)量總和。質(zhì)量總和。物質(zhì)不滅定律：質(zhì)量既不能創(chuàng)造，也不能毀滅，物質(zhì)不滅定律：質(zhì)量既不能創(chuàng)造，也不能毀滅，只能從一

25、種形式轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N形式。只能從一種形式轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N形式。BBB0化學(xué)反應(yīng)方程式化學(xué)反應(yīng)方程式 (化學(xué)方程式、化學(xué)計量式化學(xué)方程式、化學(xué)計量式)B: 代表參加化學(xué)反應(yīng)的各種物質(zhì)，代表參加化學(xué)反應(yīng)的各種物質(zhì)， 包括反應(yīng)物和生成物包括反應(yīng)物和生成物 B: 物質(zhì)物質(zhì)B的化學(xué)計量數(shù)的化學(xué)計量數(shù) (各反應(yīng)物種化學(xué)式前系數(shù)各反應(yīng)物種化學(xué)式前系數(shù))含義：每進(jìn)行含義：每進(jìn)行1 mol反應(yīng)，有反應(yīng)，有 molB物質(zhì)發(fā)生變化物質(zhì)發(fā)生變化* * *：具有正負(fù)，且量綱為具有正負(fù)，且量綱為1的量；的量； 規(guī)定：反應(yīng)物為負(fù)；生成物為正規(guī)定：反應(yīng)物為負(fù)；生成物為正 可為整數(shù)可為整數(shù)(包括包括0)、分?jǐn)?shù)、分?jǐn)?shù) (化學(xué)反應(yīng)速率詳

26、介化學(xué)反應(yīng)速率詳介)1、熱力學(xué)能、熱力學(xué)能 (內(nèi)能內(nèi)能)熱力學(xué)能熱力學(xué)能 (內(nèi)能內(nèi)能) U 體系內(nèi)部能量的總和。體系內(nèi)部能量的總和。構(gòu)成：分子的平動能、轉(zhuǎn)動能，分子間勢能、構(gòu)成：分子的平動能、轉(zhuǎn)動能，分子間勢能、 電子運(yùn)動能、核能等。電子運(yùn)動能、核能等。熱力學(xué)能為體系狀態(tài)函數(shù)，與體系狀態(tài)對應(yīng)。熱力學(xué)能為體系狀態(tài)函數(shù)，與體系狀態(tài)對應(yīng)。絕對值無法知道，過程中的變化值可以測量。絕對值無法知道，過程中的變化值可以測量。熱力學(xué)能為體系的廣度性質(zhì)，具有加和性。熱力學(xué)能為體系的廣度性質(zhì)，具有加和性。二、二、 能量守恒能量守恒熱力學(xué)第一定律熱力學(xué)第一定律2、熱力學(xué)第一定律、熱力學(xué)第一定律能量守恒定律能量守恒定

27、律狀態(tài)狀態(tài)1 (U1) 狀態(tài)狀態(tài)2 (U2) 吸收熱量吸收熱量Q 對體系做功對體系做功W U = U2 - U1 = Q + W表述：能量既不能創(chuàng)造，也不能消滅；只可能在表述：能量既不能創(chuàng)造，也不能消滅；只可能在不同形式之間轉(zhuǎn)化，不同物質(zhì)之間傳遞；但轉(zhuǎn)化不同形式之間轉(zhuǎn)化，不同物質(zhì)之間傳遞；但轉(zhuǎn)化和傳遞過程中能量總值保持不變。和傳遞過程中能量總值保持不變。生產(chǎn)實踐中歸納總結(jié)出的規(guī)律，是自然界中普遍生產(chǎn)實踐中歸納總結(jié)出的規(guī)律，是自然界中普遍存在的基本規(guī)律。存在的基本規(guī)律。體系熱力學(xué)能發(fā)生變化必須與環(huán)境交換能量體系熱力學(xué)能發(fā)生變化必須與環(huán)境交換能量 (熱與功兩種形式，其正負(fù)值以體系為對象規(guī)定熱與功兩

28、種形式，其正負(fù)值以體系為對象規(guī)定)1、恒容熱效應(yīng)恒容熱效應(yīng)QV與熱力學(xué)能變與熱力學(xué)能變 如果體系的變化是在恒容的條件下，且不做如果體系的變化是在恒容的條件下，且不做其他非膨脹功其他非膨脹功 (W = 0，則：，則：W = We + W = 0) 此時：此時： U = Q + W = QV 即：即：熱力學(xué)能變熱力學(xué)能變等于等于恒容熱效應(yīng)恒容熱效應(yīng)?；蛘f：在恒容?；蛘f：在恒容的條件下，體系的熱效應(yīng)等于熱力學(xué)能的變化。的條件下，體系的熱效應(yīng)等于熱力學(xué)能的變化。 *在彈式量熱計中在彈式量熱計中, 通過測定恒容反應(yīng)熱的辦法，可獲通過測定恒容反應(yīng)熱的辦法，可獲得熱力學(xué)能變得熱力學(xué)能變 U的數(shù)值的數(shù)值 (配

29、位化學(xué)配位化學(xué))。三、三、 化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng) (熱力學(xué)第一定律來解決熱力學(xué)第一定律來解決)化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)Q：只做體：只做體積積功，且始態(tài)和終態(tài)功，且始態(tài)和終態(tài)具有相同溫度時，化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)吸收或放出的熱量具有相同溫度時，化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)吸收或放出的熱量2、恒壓熱效應(yīng)與焓變恒壓熱效應(yīng)與焓變在我們的實際生產(chǎn)中，很多的化學(xué)反應(yīng)都是在大氣層中在我們的實際生產(chǎn)中，很多的化學(xué)反應(yīng)都是在大氣層中(一個大氣壓，一個大氣壓，103 kpa)條件下條件下敞敞口體系口體系進(jìn)行的，這是一個進(jìn)行的，這是一個體積有變化，但壓力恒定的過程體積有變化，但壓力恒定的過程(恒壓過程恒壓過程)。為了方便

30、地研究恒壓過程中的問題，我們需要引入另一個為了方便地研究恒壓過程中的問題，我們需要引入另一個重要的熱力學(xué)狀態(tài)函數(shù)重要的熱力學(xué)狀態(tài)函數(shù)焓焓H (Enthalpy)。 焓變焓變 H化學(xué)反應(yīng)的恒壓熱效應(yīng)化學(xué)反應(yīng)的恒壓熱效應(yīng)現(xiàn)設(shè)體系的變化是在恒壓、只做膨脹功現(xiàn)設(shè)體系的變化是在恒壓、只做膨脹功 (不做不做其他功，如電功等其他功，如電功等)的條件下進(jìn)行的的條件下進(jìn)行的 狀態(tài)狀態(tài) 1 狀態(tài)狀態(tài)2(T1, V1, U1, p) (T2, V2, U2, p)吸收熱量吸收熱量Q對外做功對外做功W在此恒壓過程中：在此恒壓過程中： *體系吸收的熱量記作體系吸收的熱量記作 Qp *體系對環(huán)境所做的功體系對環(huán)境所做的功

31、 W = -p ( V) = -p (V2-V1) 環(huán)境對體系所做的功環(huán)境對體系所做的功 W = -p ( V) = - p (V2-V1)于是根據(jù)熱力學(xué)第一定律，有如下的關(guān)系于是根據(jù)熱力學(xué)第一定律，有如下的關(guān)系： U2 - U1 = U = Q + W = Qp - p ( V) = Qp - p (V2 - V1) 所以：所以： Qp = (U2 - U1) + p (V2 - V1) = (U2 + pV2) - (U1+ pV1) 定義熱力學(xué)狀態(tài)函數(shù)定義熱力學(xué)狀態(tài)函數(shù) 焓，以焓，以H表示表示 H = U + pV 則則： Qp = (U2 + pV2) - (U1+ pV1) = H2

32、 - H1 = H重點理解重點理解 焓焓H是體系的狀態(tài)函數(shù)，只與始末狀態(tài)有關(guān)是體系的狀態(tài)函數(shù)，只與始末狀態(tài)有關(guān), 與過程路與過程路徑無關(guān)。徑無關(guān)。 恒壓過程中焓變值恒壓過程中焓變值 H等于等于體系的熱效應(yīng)體系的熱效應(yīng)Qp。其他變化。其他變化過程中則不成立，但并非說焓變值過程中則不成立，但并非說焓變值 H為零。為零。 焓代表了恒壓條件下體系所包含的與熱有關(guān)的能量，焓代表了恒壓條件下體系所包含的與熱有關(guān)的能量，具有能量量綱，單位是具有能量量綱，單位是J 或或 kJ。 因為經(jīng)常遇到的化學(xué)反應(yīng)都是在大氣層這樣一個恒壓因為經(jīng)常遇到的化學(xué)反應(yīng)都是在大氣層這樣一個恒壓環(huán)境中發(fā)生的，所以焓是一個極其重要的狀態(tài)

33、函數(shù)。環(huán)境中發(fā)生的，所以焓是一個極其重要的狀態(tài)函數(shù)。 焓與與熱力學(xué)能一樣，其絕對值無法確定。但狀態(tài)變焓與與熱力學(xué)能一樣，其絕對值無法確定。但狀態(tài)變化時體系的焓變化時體系的焓變H卻是確定的，而且是可求的。卻是確定的，而且是可求的。 焓是體系的廣度性質(zhì)，它的量值與物質(zhì)的量有關(guān)，具焓是體系的廣度性質(zhì)，它的量值與物質(zhì)的量有關(guān)，具有加和性。有加和性。(1) 對于一定量的某物質(zhì)而言，由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)或液態(tài)變對于一定量的某物質(zhì)而言，由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)或液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)都必須吸熱，所以有為氣態(tài)都必須吸熱，所以有: H(g) H(l) H(s)(2) 當(dāng)某一過程或反應(yīng)逆向進(jìn)行時，其當(dāng)某一過程或反應(yīng)逆向進(jìn)行時，其 H要改變

34、符號即：要改變符號即： H(正正)= - H(逆逆)(3) 對于任何化學(xué)反應(yīng)而言，其恒壓反應(yīng)熱對于任何化學(xué)反應(yīng)而言，其恒壓反應(yīng)熱Qp可由下式求可由下式求出：出： Qp= H= H生成物生成物-H反應(yīng)物反應(yīng)物(化學(xué)反應(yīng)中，可把反應(yīng)物看作始態(tài)，把生成物看作終態(tài)化學(xué)反應(yīng)中，可把反應(yīng)物看作始態(tài)，把生成物看作終態(tài)) H 0為吸熱反應(yīng)，為吸熱反應(yīng)， H T1 P2 P1 h2 h1 墨滴墨滴 Q 氣體氣體 液體液體 擴(kuò)散擴(kuò)散濃度、壓力、溫度、高度、電壓等梯度作為驅(qū)動力濃度、壓力、溫度、高度、電壓等梯度作為驅(qū)動力2、什么是化學(xué)反應(yīng)的方向、什么是化學(xué)反應(yīng)的方向一定條件下，不須借助外力做功而能自動進(jìn)一定條件下，

35、不須借助外力做功而能自動進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)方向行的化學(xué)反應(yīng)方向 (化學(xué)反應(yīng)的自發(fā)方向化學(xué)反應(yīng)的自發(fā)方向)。如：如： 2H2 + O2 = 2H2O Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2 AgNO3 + NaCl = AgCl + NaNO33、自發(fā)過程、自發(fā)反應(yīng)有哪些共同的特點？、自發(fā)過程、自發(fā)反應(yīng)有哪些共同的特點？ a) 具有單向性：單向自發(fā)，逆向則為非自發(fā)，但非自具有單向性：單向自發(fā)，逆向則為非自發(fā)，但非自 發(fā)并不等于不可能發(fā)生，只是說需要外力的推動。發(fā)并不等于不可能發(fā)生，只是說需要外力的推動。b) 自發(fā)的過程進(jìn)行有一定的限度，即最終達(dá)到平衡。自發(fā)的過程進(jìn)行有一定的限度，即最終達(dá)到平

36、衡。c) 自發(fā)的過程的內(nèi)在推動力是什么？自發(fā)的過程的內(nèi)在推動力是什么？ A、能量傾向于較低，達(dá)到最低趨勢、能量傾向于較低，達(dá)到最低趨勢 (如放熱反應(yīng)如放熱反應(yīng)) B、混亂度傾向于增加，達(dá)到最大的傾向、混亂度傾向于增加，達(dá)到最大的傾向 d) 具有做有用功的能力：通過一定裝置。具有做有用功的能力：通過一定裝置。 * 焓變不能作為判斷化學(xué)反應(yīng)的方向判據(jù)，嚴(yán)格意義焓變不能作為判斷化學(xué)反應(yīng)的方向判據(jù)，嚴(yán)格意義上講，不能單獨作為化學(xué)反應(yīng)方向判據(jù)。上講，不能單獨作為化學(xué)反應(yīng)方向判據(jù)。對于放熱反應(yīng)，可以作為判據(jù)；對于放熱反應(yīng)，可以作為判據(jù)；但存在少量吸熱反應(yīng)，仍但存在少量吸熱反應(yīng)，仍能自發(fā)進(jìn)行，所以不適合不全

37、面。能自發(fā)進(jìn)行，所以不適合不全面。 水的蒸發(fā)水的蒸發(fā) (吸熱吸熱) NH4Cl的溶解的溶解 N2O5 = 2NO2 + 1/2O2 其原因是其原因是: 只考慮了化學(xué)反應(yīng)能量這一個方面的因素。只考慮了化學(xué)反應(yīng)能量這一個方面的因素。但決定整個化學(xué)反應(yīng)方向的還有另外一個重要因素，即：但決定整個化學(xué)反應(yīng)方向的還有另外一個重要因素，即：“混亂度混亂度”的因素。的因素。因此，要全面考察化學(xué)反應(yīng)的方向，還必須引入一個新的因此，要全面考察化學(xué)反應(yīng)的方向，還必須引入一個新的熱力學(xué)狀態(tài)函數(shù)熱力學(xué)狀態(tài)函數(shù)熵。熵。二、物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)熵與化學(xué)反應(yīng)的熵變二、物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)熵與化學(xué)反應(yīng)的熵變 ？ 體系的混亂度與熵體系的混亂度與熵

38、？ 熱力學(xué)第三定律與物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾規(guī)定熵?zé)崃W(xué)第三定律與物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾規(guī)定熵 ？ 化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵變化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵變 ？ 熵變與化學(xué)反應(yīng)的方向熵變與化學(xué)反應(yīng)的方向熱力學(xué)第二定律熱力學(xué)第二定律1、體系的混亂度、體系的混亂度(Chaos)與熵與熵(Entropy)混亂度混亂度Q：體系內(nèi)部的混亂程度。：體系內(nèi)部的混亂程度。組成物質(zhì)的質(zhì)點在體系內(nèi)排列和運(yùn)動的無序程度。組成物質(zhì)的質(zhì)點在體系內(nèi)排列和運(yùn)動的無序程度。有序性、規(guī)整度的反義詞。有序性、規(guī)整度的反義詞。 熵熵S：表征體系混亂度的一種狀態(tài)函數(shù)：表征體系混亂度的一種狀態(tài)函數(shù) (S = klnQ)。 體系混亂度的量度。體系混亂度的量度。體系的

39、熵，就是指體系的混亂度，指體系內(nèi)部所有物體系的熵，就是指體系的混亂度，指體系內(nèi)部所有物質(zhì)的微粒排列不整齊、無規(guī)則的程度。質(zhì)的微粒排列不整齊、無規(guī)則的程度。廣度性質(zhì)，絕對值無法求得廣度性質(zhì)，絕對值無法求得但可規(guī)定但可規(guī)定，變化值可知。，變化值可知。什么情況下，混亂度、熵增加？什么情況下，混亂度、熵增加？ 物質(zhì)的聚集態(tài)變化：固態(tài)物質(zhì)的聚集態(tài)變化：固態(tài) 液態(tài)液態(tài) 0。 熱力學(xué)第二定律考慮問題必須要有一個重要的前提：熱力學(xué)第二定律考慮問題必須要有一個重要的前提：即體系是一個孤立體系。即體系是一個孤立體系。在有些情況下，似乎出現(xiàn)了一些違反熱力學(xué)第二定在有些情況下，似乎出現(xiàn)了一些違反熱力學(xué)第二定律的自發(fā)過

40、程，例如：生物的生長，水結(jié)冰。律的自發(fā)過程，例如：生物的生長，水結(jié)冰。其原因是因為涉及的不是一個孤立體系。其原因是因為涉及的不是一個孤立體系。必須將環(huán)境和體系加在一起同時考慮：必須將環(huán)境和體系加在一起同時考慮： S體系體系 + S環(huán)境環(huán)境 0三、吉布斯自由能三、吉布斯自由能(Gibbs Free Energy) ？吉布斯自由能變與自發(fā)反應(yīng)的方向？吉布斯自由能變與自發(fā)反應(yīng)的方向 ？ 化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾吉布斯自由能變化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾吉布斯自由能變 ？ 溫度對化學(xué)反應(yīng)的吉布斯自由能變溫度對化學(xué)反應(yīng)的吉布斯自由能變 及及 化學(xué)反應(yīng)方向的影響化學(xué)反應(yīng)方向的影響 ？ 壓力、濃度對反應(yīng)吉布斯自由能變的影響

41、壓力、濃度對反應(yīng)吉布斯自由能變的影響1 吉布斯自由能變與自發(fā)反應(yīng)的方向吉布斯自由能變與自發(fā)反應(yīng)的方向既然熵作為自發(fā)反應(yīng)方向判據(jù)的一個前提條件既然熵作為自發(fā)反應(yīng)方向判據(jù)的一個前提條件是體系必須是一個孤立體系，而一般的化學(xué)反是體系必須是一個孤立體系，而一般的化學(xué)反應(yīng)都不是在孤立體系中進(jìn)行的；應(yīng)都不是在孤立體系中進(jìn)行的；計算體系和環(huán)境的總的熵變也是非常困難的，計算體系和環(huán)境的總的熵變也是非常困難的，故實際情況中，故實際情況中，以熵變作為判據(jù)并不方便以熵變作為判據(jù)并不方便。 前已述及：自發(fā)的過程，其內(nèi)在的推動因前已述及：自發(fā)的過程，其內(nèi)在的推動因素有兩個方面：其一是能量的因素，其二還有素有兩個方面：其

42、一是能量的因素，其二還有混亂度即熵的因素。混亂度即熵的因素。 H僅考慮了能量的因素，不可作為判據(jù)；僅考慮了能量的因素，不可作為判據(jù)；而而 S僅考慮了混亂度的因素，也非全面。僅考慮了混亂度的因素，也非全面。 為了同時考慮能量和為了同時考慮能量和混亂度兩方面的因素，混亂度兩方面的因素，1876年年提提出一個新狀態(tài)函數(shù)出一個新狀態(tài)函數(shù)G作為作為等溫、等壓下化學(xué)反應(yīng)方等溫、等壓下化學(xué)反應(yīng)方向的判據(jù)：向的判據(jù)： G = H TS G = H (TS) 在等溫、等壓下在等溫、等壓下 G = H T S上式稱為吉布斯上式稱為吉布斯G赫姆霍茲赫姆霍茲H公式，從中我們看到，公式，從中我們看到， G中包含了中包含

43、了 H (能量能量)和和 S (混亂度混亂度) 兩方面的影響。兩方面的影響。 G判據(jù)全面可靠，其適用的條件是等溫、等壓，大部分判據(jù)全面可靠，其適用的條件是等溫、等壓，大部分化學(xué)反應(yīng)都可歸入到這一范疇之中?；瘜W(xué)反應(yīng)都可歸入到這一范疇之中?；瘜W(xué)熱力學(xué)：等溫、等壓、不做非膨脹功化學(xué)熱力學(xué)：等溫、等壓、不做非膨脹功(有用功有用功)的條件的條件下，自發(fā)的化學(xué)反應(yīng)總是向著體系吉布斯自由能降低的方下，自發(fā)的化學(xué)反應(yīng)總是向著體系吉布斯自由能降低的方向進(jìn)行。向進(jìn)行。 G判據(jù)判據(jù)： G 0，不自發(fā)進(jìn)行，要進(jìn)行需外力推動，不自發(fā)進(jìn)行，要進(jìn)行需外力推動， 但反向是自發(fā)的。但反向是自發(fā)的。 G = 0，處于平衡狀態(tài)。，

44、處于平衡狀態(tài)。2、化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾吉布斯自由能變、化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾吉布斯自由能變 a) 物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)生成吉布斯自由能物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)生成吉布斯自由能fGm 與焓一樣，在特定狀態(tài)下物質(zhì)與焓一樣，在特定狀態(tài)下物質(zhì) (所含所含)的吉布的吉布斯自由能的絕對值是無法求得的。人們采取的斯自由能的絕對值是無法求得的。人們采取的辦法是求取其相對值。規(guī)定：辦法是求取其相對值。規(guī)定： 在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，由最穩(wěn)定的單質(zhì)生成單位量在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，由最穩(wěn)定的單質(zhì)生成單位量(1 mol) 的純物質(zhì)的反應(yīng)過程中的標(biāo)準(zhǔn)吉布斯自的純物質(zhì)的反應(yīng)過程中的標(biāo)準(zhǔn)吉布斯自由能變，為該物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)生成吉布斯自由能由能變，為該物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)生成吉布斯自由能

45、,記記作：作：fGm 注意：單位：注意：單位：KJ mol-1 前面所述前面所述fHm、fSm與溫度的關(guān)系不大，但與溫度的關(guān)系不大，但fGm 與溫度密切相關(guān)，有表可查，書末附錄所列為與溫度密切相關(guān)，有表可查，書末附錄所列為298 K時的時的fGm 值。值。b) 化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾吉布斯自由能變化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾吉布斯自由能變rGm 及其計算及其計算 aA + bB = dD + eE 當(dāng)反應(yīng)體系中的所有物質(zhì)都處于熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)反應(yīng)體系中的所有物質(zhì)都處于熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時，反應(yīng)的吉布斯自由能變，稱為該反應(yīng)的狀態(tài)時，反應(yīng)的吉布斯自由能變，稱為該反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)吉布斯自由能變標(biāo)準(zhǔn)吉布斯自由能變rG 當(dāng)反應(yīng)進(jìn)度

46、等于當(dāng)反應(yīng)進(jìn)度等于=1時，稱為該反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩時，稱為該反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾吉布斯自由能變，記作爾吉布斯自由能變，記作rGm 。3、標(biāo)準(zhǔn)摩爾吉布斯自由能變的計算、標(biāo)準(zhǔn)摩爾吉布斯自由能變的計算 rGm = fGm (生成物生成物)fGm (反應(yīng)物反應(yīng)物)或：或： rGm = rHm T rSm 注意注意 :l注意用標(biāo)準(zhǔn)生成吉布斯自由能計算化學(xué)反應(yīng)的用標(biāo)準(zhǔn)生成吉布斯自由能計算化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾吉布斯自由能變，其形式與計算標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)摩爾吉布斯自由能變，其形式與計算標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變、標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵變完全一樣摩爾焓變、標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵變完全一樣.l但有一個根本性的區(qū)別，必須牢記：化學(xué)反應(yīng)但有一個根本性的區(qū)別，必須牢記：化學(xué)反應(yīng)

47、的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變、標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵變隨溫度的變化的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變、標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵變隨溫度的變化很小，可以忽略不計。很小，可以忽略不計。l但但 rGm 是一個溫度的函數(shù)，同一個反應(yīng)，在是一個溫度的函數(shù)，同一個反應(yīng)，在不同的溫度下，有不同的不同的溫度下，有不同的 rGm 值。值。 H2O2 (l) H2O (l) + 1/2O2 (g) fGm /kJmol-1 -120.42 -237.18 0 rGm = 1 fGm (H2O, l) + 1/2 fGm (O2, g) - 1 fGm (H2O2, l) = -237.18 kJmol-1 -120.42 kJmol-1) = -116.76 kJmol-

48、1答：該反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾吉布斯自由能變?yōu)榇穑涸摲磻?yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾吉布斯自由能變?yōu)?116.76kJmol-1。 Na2CO3 (s) + 2SiO2 (s) = Na2O 2SiO2 (l) + CO2 (g) fGm /kJmol-1 -1056.6 -856.67 -2262.2 -394.36 rGm = 1 fGm (Na2O 2SiO2, s) + 1 fGm (CO2, g) 1 fGm (Na2CO3, s) + 2 fGm (SiO2, s) = -2262.2 kJmol-1 + (-394.36 kJmol-1) (-1056.6 kJmol-1) + 2 (-856.57 kJmol-1) = +107.30 kJmol-1答：該反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變?yōu)榇穑涸摲磻?yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變?yōu)?107.30 kJmol-1，故室溫下不能利用，故室溫下不能利用Na2CO3和和SiO2合成合成Na2O 2SiO2。3、溫度對反應(yīng)吉布斯自由能變及反應(yīng)方向的影響溫度對反應(yīng)吉布斯自由能變及反應(yīng)方向的影響 吉布斯吉布斯赫姆霍茲公式赫姆霍茲公式: rGm = rHm T rSm 或：或： G= H T S應(yīng)用吉布斯應(yīng)用吉布斯赫姆霍茲公式，根據(jù)反應(yīng)的赫姆霍茲公式，根據(jù)反應(yīng)的 H、 S的的