浙江大學(xué)普通化學(xué)(第六版)第二章課件-化學(xué)反應(yīng)的基本原理與-大氣污染控制

第2

章化學(xué)反應(yīng)的基本原理與大氣污染控制

2.1化學(xué)反應(yīng)的方向和吉布斯函數(shù)變本章小結(jié)2.2化學(xué)反應(yīng)的限度和化學(xué)平衡2.3化學(xué)反應(yīng)速率2.4環(huán)境化學(xué)和綠色化學(xué)2在給定條件下能自動進(jìn)行的反應(yīng)或過程叫自發(fā)反應(yīng)或自發(fā)過程。自發(fā)過程的共同特征：具有單向性(逆過程不能自發(fā)進(jìn)行）有一定的限度(3)可用一定物理量判斷變化的方向和限度—判據(jù)2.1.1影響反應(yīng)方向的因素2.1化學(xué)反應(yīng)的方向和吉布斯函數(shù)變氣體向真空膨脹；

Δp

例如：熱量從高溫物體傳入低溫物體

ΔT

濃度不等的溶液混合均勻

Δc

鋅片與硫酸銅的置換反應(yīng)等

ΔG

自發(fā)過程的逆過程都不能自動進(jìn)行。當(dāng)借助外力，體系恢復(fù)原狀后，會給環(huán)境留下不可磨滅的影響。

反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行，還與給定的條件有關(guān)。

根據(jù)什么來判斷化學(xué)反應(yīng)的方向或者說反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行呢？自然界中一些自發(fā)進(jìn)行的物理過程中，如物體下落、高山流水等，都伴有能量的變化，系統(tǒng)的勢能降低或損失了。這表明一個系統(tǒng)的勢能有自發(fā)變小的傾向，或者說系統(tǒng)傾向于取得最低的勢能。在化學(xué)反應(yīng)中同樣也伴有能量的變化，但情況要復(fù)雜的多。為此要考慮影響反應(yīng)方向的因素，所以要引進(jìn)新的熱力學(xué)狀態(tài)函數(shù)熵S

和吉布斯函數(shù)G。這樣，只要通過熱力學(xué)函數(shù)的有關(guān)計算而不必依靠實驗，即可知反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行和反應(yīng)進(jìn)行的限度。1反應(yīng)的焓變最低能量原理（焓變判據(jù)）：

1878年，法國化學(xué)家M.Berthelot和丹麥化學(xué)家J.Thomsen提出：自發(fā)的化學(xué)反應(yīng)趨向于使系統(tǒng)放出最多的能量。(298K)=-285.83kJ·mol-1H2(g)+O2(g)H2O(l)(298K)=-55.84kJ·mol-1H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)

焓變只是影響反應(yīng)自發(fā)性的因素之一，但不是唯一的影響因素。(放熱有利于反應(yīng)自發(fā)）有些吸熱反應(yīng)也能自發(fā)進(jìn)行。例如：H2O(l)H2O(g)CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)NH4Cl(s)→NH4+(aq)+Cl-(aq)=9.76kJ·mol-1=178.32kJ·mol-1=44.0kJ·mol-1

冰的融化建筑物的倒塌

另外，許多自發(fā)過程有混亂度增加的趨勢。

系統(tǒng)有趨向于最大混亂度的傾向，系統(tǒng)混亂度增大有利于反應(yīng)自發(fā)地進(jìn)行。

熵是系統(tǒng)內(nèi)物質(zhì)微觀粒子的混亂度(或無序度)的量度。S=klnΩ

k-----玻爾茲曼常數(shù)

Ω-----為系統(tǒng)的微觀狀態(tài)的數(shù)目(熱力學(xué)概率)。2反應(yīng)的熵變注:系統(tǒng)的混亂度愈大，熵愈大。熵是狀態(tài)函數(shù)。熵的變化只與始態(tài)、終態(tài)有關(guān)，而與途徑無關(guān)。混合前圖2.3混合熵示意圖混合后思考：兩種氣體混合過程的熵變?nèi)绾危?/p>

在隔離系統(tǒng)中發(fā)生的自發(fā)反應(yīng)必伴隨著熵的增加，或隔離系統(tǒng)的熵總是趨向于極大值。這就是自發(fā)過程的熱力學(xué)準(zhǔn)則，稱為熵增加原理。ΔS隔離≥0這就是隔離系統(tǒng)的熵判據(jù)。熱力學(xué)第二定律(2.2)克勞修斯(Clausius，1850)表述：不能把熱從低溫物體傳到高溫物體,而不產(chǎn)生其它影響。開爾文(Kelvin，1851)表述：不可能從單一熱源吸取熱量使之完全轉(zhuǎn)變?yōu)楣Γ灰鹌渌兓?。奧斯特瓦德(Ostward)表述：不可能制成第二類永動機。(第二類永動機：從單一熱源吸熱使之完全變?yōu)楣Χ涣粝氯魏斡绊憽?熱力學(xué)第二定律的另外表述方式*熱力學(xué)第三定律:

在絕對零度時，純物質(zhì)的完美晶體的熵值都等于零。(2.3)S

(0K)=0

熱力學(xué)第三定律也可以表述為“不能用有限的手段使一個物體冷卻到絕對零度”。熵變的計算熵值計算的參考點：

S(0K)=kln1=0思考：指定單質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)熵值是零嗎？Sm

(H+,aq,298.15K)=0又規(guī)定單位物質(zhì)的量的純物質(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的規(guī)定熵叫做該物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵.以Sm

表示。注意Sm

的SI單位為J.mol-1.

K-1。規(guī)定熵：從0K到TK時某物質(zhì)的熵變。

規(guī)律：(1)對于同一種物質(zhì)：

Sg

>Sl>Ss(3)對于不同種物質(zhì)：S復(fù)雜分子

>S簡單分子(4)對于混合物和純凈物：

S混合物

>S純物質(zhì)(2)同一物質(zhì)在相同的聚集狀態(tài)時，其熵值隨溫度的升高而增大。

S高溫>S低溫熵的性質(zhì)熵是狀態(tài)函數(shù)，具有加和性

對于物理或化學(xué)變化而論，幾乎沒有例外，一個導(dǎo)致氣體分子數(shù)增加的過程或反應(yīng)總伴隨著熵值增大。即：S>0；如果氣體分子數(shù)減少，S<0。

定性的判斷反應(yīng)的熵變

反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵變

rSm

(或簡寫為S?)

，其計算及注意點與

rHm

的相似，對應(yīng)于反應(yīng)式：

r=B

(B)

(2.4a)Sm

Sm

r

=g

(G,s)+

d

(D,g)–

a

(A,l)-

b

(B,aq)(2.4b)SmSmSmSmSm

近似認(rèn)為反應(yīng)的熵變基本不隨溫度而變。即

r(T)≈

r(298.15K

)SmSm

可從熱力學(xué)推出，在恒溫可逆過程中系統(tǒng)所吸收或放出的熱量(以qr

表示)除以溫度等于系統(tǒng)的熵變S：

“熵”即由其定義“熱溫商”而得名。熵的變化可用可逆過程的熱(量)與溫(度)之商來計算。熵的熱力學(xué)定義*例2.1

試計算石灰石熱分解反應(yīng)的熵變和焓變，并初步分析該反應(yīng)的自發(fā)性

r(298.15K)=B

(B)

={(39.75+213.74)-92.959}J.mol-1.K-1=160.59J.mol-1K-1SmSm解：

f

(298.15K)/(kJ.mol-1)

-1206.92-635.09-393.509

(298.15K)/(J.mol-1.K-1)

92.939.75213.74SmHm={(-635.09)+(-393.509)-(-1206.92)}kJ.mol-1=178.32kJ.mol-1

r

(298.15K)B

fHm,B

(298.15K)

=Hm反應(yīng)的

r

(298.15K)為正值，表明此反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。從系統(tǒng)傾向于取得最低的能量這一因素來看，吸熱不利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。但

r

(298.15K)為正值,表明反應(yīng)過程中系統(tǒng)的熵值增大。從系統(tǒng)傾向于取得最大的混亂度這一因素來看，熵值增大，有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。因此，該反應(yīng)的自發(fā)性究竟如何還需要進(jìn)一步探討。HmSm例2.2

計算在101.325kPa

和

273.15K下，冰融化過程的摩爾熵變。已知冰的融化熱

qfus(H2O)=6007J.mol-1解：

在101.325kPa

大氣壓力下,273.15K(0oC)

為冰的正常熔點,所以此條件下冰熔化為水是恒溫、恒壓可逆相變過程，根據(jù)式(2.5)得標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵變

rSm

的計算：

r=B

(B)

(2.4a)Sm

Sm不可逆過程：恒溫、可逆過程：

r=B

(B)

(2.4a)Sm

Sm式(2.5)表明，對于恒溫、恒壓的可逆過程，TΔS

=qr

=ΔH。所以TΔS

是相應(yīng)于能量的一種轉(zhuǎn)化形式，可以與ΔH相比較。1875年，美國化學(xué)家吉布斯(Gibbs)首先提出一個把焓和熵歸并在一起的熱力學(xué)函數(shù)—G

(現(xiàn)稱吉布斯自由能或吉布斯函數(shù))，并定義：G≡H–TS對于等溫過程:3反應(yīng)的吉布斯函數(shù)變ΔG=ΔH–TΔS式(2.6)稱為吉布斯等溫方程或?qū)懗桑害Gm

=ΔrHm–TΔrSm(2.6)2.1.2

反應(yīng)自發(fā)性的判斷(ΔG)ΔG>0，非自發(fā)過程，過程能向逆方向進(jìn)行ΔG=0，平衡狀態(tài)1.以ΔG為判斷標(biāo)準(zhǔn)—最小自由能原理ΔG<0，自發(fā)過程，過程能向正方向進(jìn)行(2.7)ΔG=ΔH–TΔS表2.1熵判據(jù)和吉布斯函數(shù)判據(jù)的比較熵判據(jù)吉布斯函數(shù)判據(jù)系統(tǒng)隔離系統(tǒng)封閉系統(tǒng)過程任何過程恒溫、恒壓、不做非體積功自發(fā)變化的方向熵值增大，ΔS>0吉布斯函數(shù)值減小，ΔG<0平衡條件熵值最大，ΔS=0吉布斯函數(shù)值最小，ΔG=0判據(jù)法名稱熵增加原理最小自由能原理ΔG的物理意義：系統(tǒng)提供有用功的本領(lǐng)。-ΔG=-w'TΔS維持系統(tǒng)一定混亂程度所需能量，不能利用。ΔG

可以利用的能量-ΔG=-w'max

(2.9)式中，w'max表示最大電功（見第四章有關(guān)內(nèi)容）ΔH=ΔG

+TΔS注意：表2.2ΔH、ΔS

及T

對反應(yīng)自發(fā)性的影響反應(yīng)實例ΔHΔSΔG=ΔH–TΔS正反應(yīng)的自發(fā)性①H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)—+—自發(fā)(任何溫度)②2CO(g)=2C(s)+O2(g)+—+非自發(fā)(任何溫度)③CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(s)++升高至某溫度時由正值變負(fù)值升高溫度有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行④N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)——降低至某溫度時由正值變負(fù)值降低溫度有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行反應(yīng)可以自發(fā)進(jìn)行的最低或最高溫度，稱為轉(zhuǎn)變溫度Tc

(ΔG=0)：(2.10)不同反應(yīng)的轉(zhuǎn)變溫度的高低是不同的，它決定于ΔH與ΔS的相對大小，即Tc

決定于反應(yīng)的本性。注意：2

ΔG與G

的關(guān)系由于自發(fā)過程的判斷標(biāo)準(zhǔn)是ΔG(不是G)，而任意態(tài)時反應(yīng)或過程的吉布斯函數(shù)變ΔG

，會隨著系統(tǒng)中反應(yīng)物和生成物的分壓(對于氣體)或濃度(對于水合離子或分子)的改變而改變,ΔG與G

之間的關(guān)系可由化學(xué)熱力學(xué)推導(dǎo)得出，稱為熱力學(xué)等溫方程。對于一般反應(yīng)式(1.1a)，熱力學(xué)等溫方程可表示為(2.11b)對于一般化學(xué)反應(yīng)式熱力學(xué)等溫方程式可表示為R為摩爾氣體常數(shù)，pB為參與反應(yīng)的物質(zhì)B的分壓力，p

為標(biāo)準(zhǔn)壓力(p

=100kPa)，Π為連乘算符。(2.11c)(211a)ΔrGm(T)=ΔrGm對于一般化學(xué)反應(yīng)式熱力學(xué)等溫方程式可表示為分壓定律為了確定混合氣體中某組分氣體i的分壓力，可用道爾頓分壓定律。理想氣體的分壓定律有兩個關(guān)系式。第一，混合氣體的總壓力p等于各組分氣體分壓力pi之和。即第二，混合氣體中某組分氣體i的分壓力等于混合氣體的總壓力p與該組分氣體的摩爾分?jǐn)?shù)xi

之乘積。即某組分氣體的分壓Pi

是在恒溫下，該組分氣體具有和混合氣體相同的體積時對器壁所產(chǎn)生的壓力。分體積、分溫度？工業(yè)和分析化學(xué)中常用各組分氣體的體積分?jǐn)?shù)來表示混合氣體的組成。某組分氣體的體積分?jǐn)?shù)等于其分體積與總體積之比即某組分氣體的分體積Vi

是在恒溫下將其壓縮到具有混合氣體總壓力時所占有的體積。2.1.3反應(yīng)的摩爾吉布斯函數(shù)變的計算及應(yīng)用1.298.15K

時反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾吉布斯函數(shù)變的計算(1)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時，由指定單質(zhì)生成單位物質(zhì)的量的純物質(zhì)時反應(yīng)的吉布斯函數(shù)變，叫做該物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成吉布斯函數(shù)：

f

，常用單位為kJ.

mol-1。

Gm反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾吉布斯函數(shù)變以

r

表示，對應(yīng)于反應(yīng)式(1.1a)，計算公式為：Gm

B

f

(B,298.15K)

r

(298.15K)=(2.16a)Gm,Gm任何指定單質(zhì)(注意磷為白磷)f=0并規(guī)定Δf(H+,aq)=0GmGmT=298.15K時的f

的數(shù)據(jù)列于附錄3中Gm對應(yīng)于反應(yīng)式(1.1b)，計算公式為：

r

(298.15K)=g

f

(G,s,298.15K)+d

f

(D,g,298.15K)

-a

f

(A,l,298.15K)-b

f

(B,aq,298.15K)(2.16b)GmGmGmGmGm(2)利用物質(zhì)的f

(298.15K)和

(298.15K)的數(shù)據(jù)求算：先求出

r

和

r

r

(298.15K)=

r

(298.15K)

298.15K.r

(298.15K)(2.16c)GmHmHmHmSmSmSm首頁

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末頁2其他溫度時的rGm的計算因反應(yīng)的焓變或熵變基本不隨溫度而變，即r

(T)

≈

r

(298.15K)或

r

(T)

≈

r

(298.15K)，則根據(jù)式(2.6)可得吉布斯等溫方程近似公式：HmHmSmSm并可由此式近似求得轉(zhuǎn)變溫度Tcr

≈

r

(298.15K)

T.

r

(298.15K)(2.18)HmSmGm(2.10b)上述幾個計算公式都是適用于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的，而實際的條件不一定是標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的。因此，反應(yīng)的rG

可根據(jù)實際條件用熱力學(xué)等溫方程(2.11)進(jìn)行計算，即3任意態(tài)時反應(yīng)的摩爾吉布斯函數(shù)變的計算

rGm

(T)=

rGm(T)+RTlnQ例2.3

試計算石灰石熱分解反應(yīng)的rGm(298.15K)、ΔrGm

(1273K)及轉(zhuǎn)變溫度Tc，并分析該反應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時的自發(fā)性。fGm(298.15K)/(kJ.mol-1)

-1128.79-604.03-394.359解：(1)

rGm(298.15K)

的計算方法(I)rGm(298.15K)

=={(-604.03)+(-394.359)-(-1128.79)}kJ.mol-1

=130.401

kJ.mol-1

B

fGm(B,298.15K)方法(II):先求得ΔrHm和ΔrSm

(見例2.1),則

rGm

(298.15K)=

rHm

(298.15K)-298.15K.

rSm

(298.15K)

=(178.32–298.15×160.59×10-3

)

kJ.mol-1

=130.44kJ.mol-1(3)反應(yīng)自發(fā)性的分析和Tc

的估算石灰石分解反應(yīng)，屬低溫非自發(fā)，高溫自發(fā)的吸熱的熵增大反應(yīng)，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時自發(fā)分解的最低溫度即轉(zhuǎn)變溫度可按式(2.10b)求得。(2)rGm

(1273K)的計算rGm

(1273K)≈rHm

(298.15K)–1273K·

rSm

(298.15K)

≈(178.32–1273×160.59×10-3)kJ.mol-1

=-26.11kJ.mol-1=1110.4K例2.4

已知空氣壓力p=101.325kPa，其中所含CO2的體積分?jǐn)?shù)為0.030%，試計算此條件下將潮濕Ag2CO3固體在110℃的烘箱中干燥時熱分解反應(yīng)的摩爾吉布斯函數(shù)變。問此條件下Ag2CO3(s)=Ag2O(s)+CO2(g)的熱分解反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行？有何辦法阻止Ag2CO3的熱分解？根據(jù)分壓定律可求得空氣中CO2的分壓根據(jù)公式(2.11)，在110℃即383K時可求得解：

f

Hm

(298.15K)/(kJ.mol-1)

-505.8-30.05-393.509Sm

(298.15K)/(J.mol-1.K-1)

167.4

121.3

213.74rHm

(298.15K)

=82.24kJ.mol-1

ΔrSm

(298.15K)=167.6J.mol-1·K-1首頁

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末頁為避免Ag2CO3

的熱分解應(yīng)增大CO2

的體積分?jǐn)?shù)，使rGm(383K)>0結(jié)論rGm(383K)=

rGm(383K)+RTln{p(CO2)/p

}=[82.24-383×0.1676]kJ.mol-1

+0.008.314kJ.mol-1.K-1×383K×ln(30Pa/105Pa)=(18.05-25.83)kJ.mol-1=-7.78kJ.mol-1首頁

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末頁*補充例題2.1：求反應(yīng)2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)能夠自發(fā)進(jìn)行的溫度。

f

Hm

(298.15K)/(kJ.mol-1)

90.25-110.5250-393.509

Sm

(298.15K)/(J.mol-1.K-1)

210.761197.674191.50213.74解：2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)ΔrHm

(298.15K)

=

f

Hm,B(298.15K)=[2×(-393.509)-0-2×(-110.525)-2×90.25

]kJ.mol-1=-746.468kJ.mol-1Sm,B(298.15K)ΔrSm

(298.15K)

==(2

×213.74+191.50-2×197.674-2×210.761)J.K-1.mol-1=-197.89J.K-1.mol-1因ΔrHm

(298.15K)和ΔrSm

(298.15K)均為負(fù)值，故降低溫度有利于反應(yīng)的自發(fā)進(jìn)行。從計算結(jié)果可以看出，反應(yīng)

2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)

在3772K以下均可自發(fā)進(jìn)行。因此使用適當(dāng)?shù)拇呋瘎┘纯蓪崿F(xiàn)汽車尾氣無害化治理。這就是尾氣無害化治理的熱力學(xué)理論依據(jù)。4ΔrG

和ΔrG的應(yīng)用估計、判斷任一反應(yīng)的自發(fā)性，估計反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的溫度條件，估計標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)K

(見2.2節(jié))，計算原電池的最大電功和電動勢(見4.1節(jié))，判斷高溫時單質(zhì)與氧氣結(jié)合能力的大小次序(見6.2.1節(jié))。思考:能用熱分解法消除CO污染嗎？CO(g)=C(s)+1/2O2(g)吸熱、熵減、任何溫度均非自發(fā)。2.2化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的程度和化學(xué)平衡對于恒溫恒壓下不做非體積功的化學(xué)反應(yīng)，當(dāng)ΔrG

<0時，系統(tǒng)在ΔrG

的推動下，使反應(yīng)沿著確定的方向自發(fā)進(jìn)行。隨著反應(yīng)的不斷進(jìn)行，ΔrG

值越來越大，當(dāng)ΔrG

=0時，反應(yīng)因失去推動力而在宏觀上不再進(jìn)行了，即反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)。ΔrG

=0

就是化學(xué)平衡的熱力學(xué)標(biāo)志或稱反應(yīng)限度的判據(jù)。平衡系統(tǒng):性質(zhì)不隨時間而變化。2.2.1

反應(yīng)限度的判據(jù)與化學(xué)平衡2.2.2平衡常數(shù)和多重平衡法則

Kp

與Kc

分別稱為壓力平衡常數(shù)與濃度平衡常數(shù)，稱為實驗平衡常數(shù)。(可能有量綱）(2.20)(2.19)1.標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)

K

與rGm

實驗表明，在一定溫度下，當(dāng)化學(xué)反應(yīng)處于平衡狀態(tài)時，以其化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)計量數(shù)（絕對值）為指數(shù)的各產(chǎn)物與各反應(yīng)物分壓或濃度的乘積之比為一個常數(shù)。例如，對于一般化學(xué)反應(yīng)。例如，對于合成氨反應(yīng)對于(石墨)(2.21)標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)K

(簡稱平衡常數(shù))。對于理想氣體反應(yīng)系統(tǒng)。當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時

rGm(T)=0，則熱力學(xué)等溫方程式(2.11a)可寫成(2.22)將式(2.21)代入式(2.23)可得K

只是溫度的函數(shù)。K

值越大，反應(yīng)進(jìn)行得越徹底，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越高。(2.23)(2.24a)(2.24b)決定式(1)K

表達(dá)式可直接根據(jù)化學(xué)計量方程式寫出：表達(dá)式幾點注意：(2)

K

的數(shù)值與化學(xué)計量方程式的寫法有關(guān)顯然，若已知500℃，則(3)K

不隨壓力和組成而變，但K

與rGm

一樣都只是溫度T的函數(shù),所以應(yīng)用式(2.24)時rGm必須與K

的溫度一致，且應(yīng)注明溫度。若未注明，一般是指T=298.15K。2多重平衡2.2.3化學(xué)平衡的有關(guān)計算

(2)當(dāng)涉及各物質(zhì)的初始量、變化量、平衡量時，關(guān)鍵是搞清楚各物質(zhì)的變化量之比即為反應(yīng)式中各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)之比。有關(guān)平衡計算中，應(yīng)特別注意：

(1)寫出配平的化學(xué)反應(yīng)方程式，并注明物質(zhì)的聚集狀態(tài)(如果物質(zhì)有多種晶型，還應(yīng)注明是哪一種)。例2.5

C(s)+CO2(g)=2CO(g)是高溫加工處理鋼鐵零件時涉及脫碳氧化或滲碳的一個重要化學(xué)平衡式。試分別計算該反應(yīng)在298.15K和1173

K時的平衡常數(shù)，并簡要說明其意義。解：

f

Hm

(298.15K)/(kJ.mol-1)

0-393.509-110.525

Sm

(298.15K)/(J.mol-1.K-1)

5.74213.74197.674(1)298.15K時=[2×(-110.525)-0-(-393.509)]kJ.mol-1=

172.459

kJ.mol-1ΔrHm

(298.15K)

=

f

Hm

(B，298.15K)=(2

×197.674-5.740-213.74)J.K-1.mol-1=

175.87

J.K-1.mol-1Sm

(298.15K)ΔrSm

(298.15K)

=(2)1173K時={172.5-298×0.1759}kJ.mol-1

=120.1kJ.mol-1

rGm

(298.15K)=

rHm

(298.15K)

T.

rSm

(298.15K)ln

K

=

-

rGm

(298.15K)

/RTK

=9.1×10-22

rGm

(1173K)

≈

rHm

(298.15K)

T.

rSm

(298.15K)={172.5-1173×0.1759}kJ.mol-1

=-33.83kJ.mol-1

ln

K

=

-

rGm

(298.15K)

/RTK

≈32結(jié)果討論T(K)

rGm

/

kJ.mol-1KC+CO2=2CO298.15120.19.1×10-22逆向自發(fā)鋼鐵滲碳1173-33.8332正向自發(fā)鋼鐵脫碳從計算結(jié)果可以看出，在常溫下堆放的煤炭是不會轉(zhuǎn)化成有毒的CO；反之在高溫條件下，則將有利于CO的生成。平衡分壓/kPa解：起始時物質(zhì)的量/mol1.22.00平衡時物質(zhì)的量/mol0.11.451.1反應(yīng)中物質(zhì)的量的變化/mol-1.10-1.10/2+1.10平衡時的摩爾分?jǐn)?shù)

x0.10/2.651.45/2.651.10/2.65

例2.6將1.2molSO2和

2.00molO2的混合氣體，在800K和101.325kPa

的總壓力下，緩慢通過

V2O5催化劑使生成SO3在恒溫恒壓下達(dá)到平衡后，測得混合物中生成的SO3為1.10mol。試?yán)蒙鲜鰧嶒灁?shù)據(jù)求該溫度下反應(yīng)2SO2+O2=2SO3的K

，

rGm

及SO2的轉(zhuǎn)化率，并討論溫度、總壓力的高低對SO2轉(zhuǎn)化率的影響。平衡分壓/kPa

(分壓定律)ΔrGm

(800K)=-RTln

K

=-8.314J.

K-1.

mol-1×800K×ln219=-3.58×104J.mol-1

此反應(yīng)為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，可判斷ΔrS

<0，而從上面計算已得ΔrGm<0，則根據(jù)吉布斯等溫方程式

G=

H

T.

S可判斷必為

rHm<0的放熱反應(yīng)，根據(jù)平衡移動原理，高壓低溫有利于提高SO2

的轉(zhuǎn)化率。（在接觸法制硫酸的生產(chǎn)實踐中，為了充分利用SO2，采用比本題更為過量的氧氣，在常壓下

SO2

的轉(zhuǎn)化率可高達(dá)96~98%，所以實際上無需采取高壓。）討論：2.2.4

化學(xué)平衡的移動及溫度對平衡常數(shù)的影響呂?查德里（A.L.LeChatelier）原理：

假如改變平衡系統(tǒng)的條件之一，如濃度、壓力或溫度，平衡就向能減弱這個改變的方向移動。因條件的改變使化學(xué)反應(yīng)從原來的平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)變到新的平衡狀態(tài)的過程叫化學(xué)平衡的移動。根據(jù)熱力學(xué)等溫方程式ΔrGm

=ΔrGm

+RTlnQ及ΔrGm=-RTln

K

，合并此兩式可得(2.26)(2.27)移動的判據(jù)K/Tln

K①rHm

<0放熱反應(yīng)②rHm

>0吸熱反應(yīng)圖2.2不同熱效應(yīng)時ln

K

與1/T關(guān)系圖由于

ln

K

=-ΔrGm

/RT和rGm

=

rHm

TrSm

可得(2.28a)

范特霍夫(van’tHoff)等壓方程式。J.H.van’tHoff(1852~1911)荷蘭物理化學(xué)家，因發(fā)現(xiàn)溶液中化學(xué)動力學(xué)法則和滲透壓的規(guī)律榮獲1901年諾貝爾化學(xué)獎。(2.28a)設(shè)某一反應(yīng)在不同溫度T1和T2時的平衡常數(shù)分別為K1

和K2，則

(2.28b)由此式可見,對于吸熱反應(yīng),溫度升高,增大；對于放熱反應(yīng),溫度升高,

減小?；瘜W(xué)平衡的移動或化學(xué)反應(yīng)的方向是考慮反應(yīng)的自發(fā)性，決定于rGm是否小于零；而化學(xué)平衡則是考慮反應(yīng)的限度，即平衡常數(shù)，它取決于

rGm

(注意不是rGm)數(shù)值的大小。注意：解：根據(jù)范特霍夫等壓方程式(2.28b)得：例2.7

已知反應(yīng)N2+3H2=2NH3的rHm

=-92.22kJ.mol-1。若室溫298K時的K1

=6.0×105，試計算700K時平衡常數(shù)K2

。則可見,對此放熱反應(yīng),T從298K升高到700K，K

下降了20億倍。2.3化學(xué)反應(yīng)速率影響反應(yīng)速率的因素：

反應(yīng)物的本性，反應(yīng)物的濃度和系統(tǒng)的溫度、壓力、催化劑

等宏觀量，光、電磁等外場。反應(yīng)速率的定義：對于化學(xué)反應(yīng)(2.30a)即用單位時間單位體積內(nèi)發(fā)生的反應(yīng)進(jìn)度來定義反應(yīng)速率υ。根據(jù)式(1.5)dξ=vB–1dnB，對于恒容反應(yīng)dcB=dnB/V，上式可寫成反應(yīng)速率的常用定義式：(2.30b)υ的SI單位：mol·dm-3

·s-1例如：對于合成氨反應(yīng)其反應(yīng)速率：2.3.1濃度的影響和反應(yīng)級數(shù)1.速率方程和反應(yīng)級數(shù)對于元反應(yīng)(即一步完成的反應(yīng))反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度的乘積成正比(質(zhì)量作用定律)。對于通式：υ

=k{c(A)}a

.

{c(B)}b若為元反應(yīng)，則反應(yīng)速率方程為k稱為速率常數(shù)各反應(yīng)物濃度項指數(shù)之和(n=a+b)稱為反應(yīng)級數(shù)基元反應(yīng)和復(fù)雜反應(yīng)

基元反應(yīng)

由反應(yīng)物一步直接生成產(chǎn)物的反應(yīng)。也稱為元反應(yīng)。

復(fù)雜反應(yīng)

反應(yīng)的實際過程由幾個基元反應(yīng)組成的過程。雙分子基元反應(yīng)雙分子復(fù)雜反應(yīng)基元反應(yīng)和復(fù)雜反應(yīng)示意圖由一個元反應(yīng)構(gòu)成的化學(xué)反應(yīng)稱為簡單反應(yīng)，2NO+O2→2NO2

υ=k{c(NO)}2.

c(O2)三級反應(yīng)例如：

C2H5Cl→C2H4+HCl

υ=kc(C2H5Cl)

一級反應(yīng)

NO2+CO→NO+CO2

υ=kc(NO2).

c(CO)二級反應(yīng)根據(jù)反應(yīng)式直接得出速率方程。

由兩個或兩個以上元反應(yīng)構(gòu)成的化學(xué)反應(yīng)稱為復(fù)合反應(yīng)對于反應(yīng)：

2NO+2H2→N2+2H2O根據(jù)實驗結(jié)果得出速率方程為

υ=k{c(NO)}2.

c(H2)則可肯定此反應(yīng)決非元反應(yīng)。進(jìn)一步的反應(yīng)機理（又稱反應(yīng)歷程，即組成復(fù)合反應(yīng)的一系列元反應(yīng)的步驟）研究認(rèn)為這個反應(yīng)按照下列連續(xù)的過程進(jìn)行的：反應(yīng)機理為2NO+H2→N2+H2O2（慢）

H2+H2O2→2H2O（快）又如：H2+I2→

2HI，其速率方程為：

υ=kc(H2).c(I2)，告訴我們，該反應(yīng)也不是元反應(yīng)。對于一個具體的反應(yīng)，究竟是不是元反應(yīng)，應(yīng)以實驗結(jié)果為準(zhǔn)，切不可望文生義?？瓷先ニ坪跏窃磻?yīng)，但它的反應(yīng)機理：元素的放射性衰變，蔗糖水解，H2O2分解等屬于一級反應(yīng)。(2.32)將上式進(jìn)行整理并積分可得：(2.33a)或ln{c}=-kt+ln{c0}(2.33b)2一級反應(yīng)當(dāng)反應(yīng)物消耗一半所需的時間，稱為半衰期，符號為

t1/2。(2.34)60Co

的

t1/2

=5.2年14C

的

t1/2

=5730

年238U的

t1/2

=4.5×109年232Th

的

t1/2

=1.4×1010年14C

常用于文物的年代測定238U常用于地球的年齡測定232Th是半衰期最長的同位素60Co是醫(yī)用放射性同位素例如時間

tln

c圖2一級反應(yīng)以ln

c

對反應(yīng)時間

t作圖一級反應(yīng)的三個特征ln{c}對t作圖為一直線t1/2與反應(yīng)物起始濃度無關(guān)速率常數(shù)k的量綱為(時間)ˉ1*例如：實驗測得45℃N2O5在不同時間t

時的分壓如下反應(yīng)時間(秒)600120018002400300036004200p

(N2O5)(mmHg)247185140105765844反應(yīng)時間(秒)480054006000720084009600∝

p(N2O5)(mmHg)33241810530解：因在等溫等容條件下，氣體的分壓與其濃度成正比，故可根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作lg

p(N2O5)與反應(yīng)時間t的圖，得右圖。從圖中可以看出lg

p(N2O5)對t為一直線，因此

N2O5

的分解反應(yīng)為一級反應(yīng)。lg

p(N2O5)21500010000反應(yīng)時間(秒)附例：已知226Ra的半衰期為1590年，求此一級反應(yīng)的速率常數(shù)，并計算1mgRa的放射性強度為多少居里(居里的定義為每秒有3.7×1010次核衰變)。解：1mgRa含有的原子數(shù)為每秒鐘衰變的鐳原子數(shù)為1mgRa相當(dāng)?shù)姆派湫詮姸葹槔?.8

從考古發(fā)現(xiàn)的某古書卷中取出的小塊紙片，測得其中14C/12C的比值為現(xiàn)在活的植物體內(nèi)14C/12C的比值的0.795倍。試估算該古書卷的年代?？捎檬?2.34)求得此一級反應(yīng)速率常數(shù)k根據(jù)式(2.33a)及題意

c=0.795c0，可得：t=1900a解：已知，2.3.2溫度的影響和阿侖尼烏斯公式阿侖尼烏斯根據(jù)大量實驗和理論驗證，提出反應(yīng)速率與溫度的定量關(guān)系式：(2.35a)OT/K(a)(b)K/TO圖2.3常見反應(yīng)的速率常數(shù)k與T的關(guān)系S.A.Arrhenius(1859~1927)，瑞典物理化學(xué)家，因提出電解質(zhì)溶液理論，首創(chuàng)電離學(xué)說獲1903年諾貝爾化學(xué)獎。{k}若以對數(shù)關(guān)系表示(2.35b)或(2.35c)

A為指前因子，與速率常數(shù)k有相同的量綱；Ea

叫做反應(yīng)的活化能(也稱阿侖尼烏斯活化能)，常用單位為kJ.

mol-1；A與Ea都是反應(yīng)的特性常數(shù)，基本與溫度無關(guān)，均由實驗求得。阿侖尼烏斯公式的應(yīng)用求Ea：至今仍是動力學(xué)中求Ea的主要方法。(2)計算給定T時的k。注意：并非所有的反應(yīng)都符合阿累尼烏斯公式注意：(2.35c)(2.28b)動力學(xué)中阿侖尼烏斯公式所表達(dá)的k與T的關(guān)系，而熱力學(xué)中范特霍夫等壓方程式表達(dá)的K

與T的關(guān)系。兩者有著相似的形式。但前者中活化能Ea為正值，而后者中的反應(yīng)焓變可為負(fù)值也可為正值。例2.9在301K(28℃)時,新鮮牛奶約4h變酸，但在278K(5℃)的冰箱內(nèi)，鮮牛奶可保持48h才變酸。設(shè)在該條件下牛奶變酸的反應(yīng)速率與變酸時間成反比，試估算在該條件下牛奶變酸反應(yīng)的活化能。若室溫從288K(15℃)升到298K(25℃)，則牛奶變酸反應(yīng)速率將發(fā)生怎樣的變化。解：(1)反應(yīng)活化能的估算根據(jù)式(2.35c)(2)反應(yīng)速率隨溫度升高而發(fā)生的變化溫度從288K升高到298K，按式(2.35c)可得：所以反應(yīng)速率增大到原來速率的2.9倍。2.3.3

反應(yīng)的活化能和催化劑在不同的理論中，活化能的定義是不相同的。被人們廣泛接受的化學(xué)反應(yīng)速度理論有碰撞理論和過渡態(tài)理論。1活化能的概念碰撞理論只有具有足夠能量的反應(yīng)物分子的碰撞才有可能發(fā)生反應(yīng)。這種能夠發(fā)生反應(yīng)的碰撞叫有效碰撞。發(fā)生反應(yīng)的有效碰撞的分子，還必須沿著特定的方向碰撞。那些具有足夠高能量，能發(fā)生有效碰撞的分子稱為活化分子，要使普通分子成為活化分子所需最小能量稱為活化能。以氣體分子運動論為基礎(chǔ)，主要用于氣相雙分子反應(yīng)。例如：反應(yīng)發(fā)生反應(yīng)的兩個基本前提：

發(fā)生碰撞的分子應(yīng)有足夠高的能量

碰撞的幾何方位要適當(dāng)碰撞理論有效碰撞活化分子

活化能：Ea=E*-Ek過渡態(tài)理論具有足夠能量的分子彼此以適當(dāng)?shù)目臻g取向相互靠近到一定程度時，會引起分子或原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)的連續(xù)性變化，使原來以化學(xué)鍵結(jié)合的原子間的距離變長，而沒有結(jié)合的原子間的距離變短，形成了過渡態(tài)的構(gòu)型，稱為活化絡(luò)合物。例如：活化絡(luò)合物(過渡態(tài))反應(yīng)物(始態(tài))生成物(終態(tài))反應(yīng)過程能量EIE#EIIEa(正)Ea(逆)ΔE終態(tài)始態(tài)(過渡態(tài))III圖2.4反應(yīng)系統(tǒng)中活化能示意圖Ea(正)=E#-EIEa(逆)=E#-EII化學(xué)反應(yīng)過程中能量變化曲線Ea(逆)(正)(正)Ea(逆)EacEac例2.10

已知下列氨分解反應(yīng)的活化能約為300kJ.mol-1試?yán)脴?biāo)準(zhǔn)熱力學(xué)函數(shù)估算合成氨反應(yīng)的活化能。解：(1)先計算出該反應(yīng)的rHm

(298.15K)(2)設(shè)氨分解反應(yīng)為正反應(yīng)，已知其活化能Ea(正)≈300kJ.mol-1，則合成氨為逆反應(yīng)，其活化能為Ea(逆)。根據(jù)式(2.37)，作為近似計算，rHm可用rHm

(298.15K)代替，則可得：

穩(wěn)定性可分為熱力學(xué)穩(wěn)定性和動力學(xué)穩(wěn)定性兩類。一個熱力學(xué)穩(wěn)定系統(tǒng)必然在動力學(xué)上也是穩(wěn)定的。但一個熱力學(xué)上不穩(wěn)定的系統(tǒng)，由于某些動力學(xué)的限制因素(如活化能太高)，在動力學(xué)上卻是穩(wěn)定的(如合成氨反應(yīng)等)。2熱力學(xué)穩(wěn)定性與動力學(xué)穩(wěn)定性例如本章習(xí)題1(7)：在常溫下，空氣中的N2

和O2

能長期存在而不化合生成NO。且熱力學(xué)計算表明N2(g)+O2(g)=2NO(g)的

rGm

(298.15K)>>0，則N2

與O2

混合氣必定也是動力學(xué)穩(wěn)定系統(tǒng)。又如本章習(xí)題1(8)：已知CCl4

不會與H2O反應(yīng)，但反應(yīng) CCl4(l)+2H2O(l)=CO2(g)+4HCl(aq)

的

rGm

(298.15K)=–379.93kJ.

mol–1，則必定是熱力學(xué)不穩(wěn)定而動力學(xué)穩(wěn)定的系統(tǒng)。從活化分子和活化能的觀點來看，增加單位體積內(nèi)活化分子總數(shù)可加快反應(yīng)速率。

活化分子總數(shù)=活化分子分?jǐn)?shù)×分子總數(shù)分子總數(shù)活化分子分?jǐn)?shù)活化分子總數(shù)反應(yīng)速率增大濃度（或壓力）↑

–↑↑升高溫度–↑↑↑使用催化劑（降低活化能）–↑↑↑3加快反應(yīng)速率的方法催化劑能與反應(yīng)物生成不穩(wěn)定的中間化合物，改變了反應(yīng)歷程，降低了反應(yīng)的活化能。反應(yīng)過程能量Ea,1Ea,2Ea,3ΔEN2+H2NH3圖2.5合成氨反應(yīng)4催化劑（觸媒）例2.11

計算合成氨反應(yīng)采用鐵催化劑后在298K和773K時反應(yīng)速率各增加多少倍？設(shè)未采用催化劑時Ea1=254kJ.mol-1,采用催化劑后Ea2=146kJ.mol-1。解：設(shè)指前因子A不因采用鐵催化劑而改變，則根據(jù)阿侖尼烏斯公式(2.35b)式可得：當(dāng)

T=298K，可得：如果T=773K(工業(yè)生產(chǎn)中合成氨反應(yīng)時的溫度），可得：催化劑的主要特征（1）改變反應(yīng)途徑，降低活化能，使反應(yīng)速率增大（2）只能改變達(dá)到平衡的時間而不能改變平衡的狀態(tài)（3）有特殊的選擇性（4）對某些雜質(zhì)特別敏感助催化劑

合成氨的鐵催化劑α-Fe—Al2O3—K2O中α-Fe是主催化劑，Al2O3、K2O等是助催化劑。催化劑毒物

如CO可使合成氨鐵催化劑中毒塑料中各種防老化劑大多屬于負(fù)催化劑。汽車尾氣凈化催化劑多孔陶瓷為載體Pt、Pd、Ru為主催化劑CeO2為助催化劑少量的鉛即可使其中毒，從而失去催化活性。因此，安裝這種尾氣凈化催化劑的汽車是不能夠使用含鉛汽油的。汽車尾氣凈化催化劑多相催化反應(yīng)在使用催化劑的反應(yīng)中多數(shù)催化劑為固體，而反應(yīng)物則為氣體或液體，這樣的反應(yīng)系統(tǒng)被稱做多相催化反應(yīng)。為了增大這類催化反應(yīng)的速率，用來做催化劑的固體一般為多孔的或微細(xì)分散的，有時則把微細(xì)分散的催化劑（或稱催化活性物質(zhì)）散布在多孔性的載體上，以提高催化活性，同時可減小反應(yīng)物流過時的阻力。反應(yīng)主要在相界面上進(jìn)行，決定反應(yīng)速率的因素還有接觸面大小擴散作用酶(生物催化劑)催化的特色（1）高度的選擇性（2）高度的催化活性（3）特殊的溫度效應(yīng)（4）反應(yīng)條件溫和0T/K圖2.6酶催化反應(yīng)的速率常數(shù)k與T的關(guān)系5酶催化和模擬酶催化酶催化和模擬酶催化(不符合Arrhenius公式)2.4環(huán)境化學(xué)和綠色化學(xué)近半個世紀(jì)以來，隨著工業(yè)和交通運輸?shù)难杆侔l(fā)展，向大氣中大量排放煙塵、有害氣體、金屬氧化物等，使某些物質(zhì)的濃度超過它們的本底值并對人及動植物產(chǎn)生有害的效應(yīng)，這就是大氣污染。主要熱點問題：

全球性的酸雨

溫室效應(yīng)

臭氧層的破壞

光化學(xué)煙霧2.4.1環(huán)境化學(xué)與重要大氣污染事件1.環(huán)境化學(xué)與環(huán)境污染物環(huán)境科學(xué)是以實現(xiàn)人和自然和諧為目的,研究以及調(diào)整人與自然關(guān)系的科學(xué)。它是20世紀(jì)70年代初由多學(xué)科交叉滲透而形成的綜合性新學(xué)科。環(huán)境化學(xué)既是環(huán)境科學(xué)的核心組成部分，也是化學(xué)學(xué)科的一個新的重要分支。它是以化學(xué)物質(zhì)在環(huán)境中出現(xiàn)而引起的環(huán)境問題為研究對象，以解決環(huán)境問題為目標(biāo)的一門新興的交叉學(xué)科。它主要研究有害化學(xué)物質(zhì)在環(huán)境介質(zhì)中存在的濃度、形態(tài)和危害等問題。三廢：廢氣、廢液和廢渣三致：致突變、致癌、致畸環(huán)境污染物的來源：

工業(yè)：三廢，量大、成分復(fù)雜、毒性強

農(nóng)業(yè)：農(nóng)藥、化肥、農(nóng)業(yè)廢棄物等

交通運輸：噪音、燃料燃燒的排放物等

生活：生活中的“三廢”等。對流層頂對流層平流層頂平流層中間層中間層頂熱層(電離層)N2、O2、ArCO2、H2ON2、O2、O3N2、O2+、O+、NO+、O2、e-N2、O2、O2+、NO+0110100908070605040302010離地面高度

z/km160200240280320溫度T/K2大氣圈的結(jié)構(gòu)與組成表2.4干燥清潔空氣的組成(體積分?jǐn)?shù))氣體類別

氣體類別氮(N2)78.09氦(He)5.24×10-4氧(O2)20.95氪(Kr)1.0×10-4氬(Ar)0.93氫(H2)0.5×10-4二氧化碳(CO2)0.03氙(Xe)0.08×10-4氖(Ne)18×10-4臭氧(O3)0.01×10-4/%/%原因是冬季燃煤所致，主要污染物為顆粒物、SO2等黃色煙霧。12月10日大霧散去，4000人死亡，其中大部分是老人，感染支氣管炎和有關(guān)肺部疾病的患者達(dá)數(shù)千人。倫敦的警察舉著火把讓自己看清別人，也讓別人看清自己。倫敦?zé)熿F

1952.12.5~93重要的大氣污染事件原因是汽車排放的廢氣造成的，主要污染物是O3、PAN、醛類、NOx

等蘭色煙霧，死亡400人。這類污染容易在夏秋季、氣溫較高的氣象條件下形成。洛杉磯煙霧1952.12硝酸過氧酰酯類NOxCxHyO2紫外光逆溫層O385%PAN10%醛等光化學(xué)煙霧引發(fā)反應(yīng)成因總反應(yīng)危害強氧化性、強刺激性，會引起紅眼病等。光化學(xué)煙霧硝酸過氧酰酯類小高爐煉鋼土法煉鋅貴州威寧彝族回族苗族

自治縣二塘鎮(zhèn)

工人所在的金屬表帶磨光部有130多名工人，他們每天都要接觸二氧化硅、重金屬、三氯乙烯等可能導(dǎo)致職業(yè)病的有害物質(zhì)。

一名工人展示自己體檢的胸片30歲的人60歲的肺—工人“重金屬中毒”

山窩里的冶煉廠修了一條200多米的煙道直通向山頂?shù)臒焽?。廣西壯族自治區(qū)柳州金秀瑤族自治縣的七建鄉(xiāng)和三角鄉(xiāng)之間。人民網(wǎng)，2002年12月15日04:15

土法生產(chǎn)砒霜天真的孩子還不知道自己身上這些會發(fā)痛發(fā)癢的斑點意味著什么。As2O3大氣層中的某些微量組分，能讓太陽的短波輻射透過，加熱地面，而地面增溫后所放出的熱輻射（屬長波紅外輻射），卻被這些組分吸收，使大氣增溫，這種現(xiàn)象稱為溫室效應(yīng)。溫室氣體主要有CO2、CH4、N2O、CFC、O3等多原子分子。溫室效應(yīng)與全球氣候變暖表2.6大氣中溫室氣體的現(xiàn)有濃度、增長率及對增溫的作用名稱現(xiàn)有濃度/(mL·m-3)估計年增長率%對增溫的作用%CO23500.455平流層O30.1~10(隨高度變化)–0.5對流層O30.02~0.1(隨高度變化)0~0.7CH41.71~215N2O0