化學(xué)熱力學(xué)(全)課件

第二章化學(xué)熱力學(xué)基礎(chǔ)

ChemicalThermodynamicsChapter2授課教師：王虹蘇單位：化學(xué)教研室

1-第二章化學(xué)熱力學(xué)基礎(chǔ)ChemicalThermo反應(yīng)：A+B?C+D1)反應(yīng)能否發(fā)生？2)反應(yīng)可以進(jìn)行到什么程度？3)反應(yīng)過(guò)程的熱效應(yīng)如何？4)反應(yīng)進(jìn)行的速率?2-反應(yīng)：A+B?C+D2-本章主要內(nèi)容：第一節(jié)幾個(gè)基本概念第三節(jié)化學(xué)反應(yīng)的自發(fā)性第二節(jié)熱化學(xué)第四節(jié)吉布斯自由能3-本章主要內(nèi)容：第一節(jié)幾個(gè)基本概念第三節(jié)化學(xué)反應(yīng)的自第一節(jié)幾個(gè)基本概念1.1熱力學(xué)的一些基本概念1.2熱力學(xué)第一定律1.3焓4-第一節(jié)幾個(gè)基本概念1.1熱力學(xué)的一些基本概念4-化學(xué)熱力學(xué)：用熱力學(xué)原理研究物質(zhì)體系中的化學(xué)現(xiàn)象和規(guī)律，根據(jù)物質(zhì)體系的宏觀可測(cè)性質(zhì)和熱力學(xué)函數(shù)關(guān)系來(lái)判斷體系的穩(wěn)定性、變化方向和變化的程度。它是物理化學(xué)中較早發(fā)展起來(lái)的一個(gè)學(xué)科?；瘜W(xué)熱力學(xué)的作用：1)預(yù)測(cè)反應(yīng)發(fā)生的可能性2)判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向(判據(jù))3)判斷反應(yīng)進(jìn)行的限度(平衡問(wèn)題)5-化學(xué)熱力學(xué)：5-熱力學(xué)概述

—

研究對(duì)象研究對(duì)象能量間的轉(zhuǎn)換及其規(guī)律化學(xué)變化的方向和限度變化過(guò)程中所發(fā)生的能量效應(yīng)6-熱力學(xué)概述—研究對(duì)象研究能量間的轉(zhuǎn)換及其規(guī)律化學(xué)變化的方

熱力學(xué)概述

—方法和局限性不知道反應(yīng)的機(jī)理、速率和微觀性質(zhì)，只講可能性，不講現(xiàn)實(shí)性。局限研究對(duì)象是大數(shù)量分子的集合體，研究宏觀性質(zhì)，所得結(jié)論具有統(tǒng)計(jì)意義。只考慮變化前后的凈結(jié)果，不考慮物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)和反應(yīng)機(jī)理。能判斷變化能否發(fā)生以及進(jìn)行到什么程度，但不考慮變化所需要的時(shí)間。7-熱力學(xué)概述—方法和局限性不知道反應(yīng)的機(jī)理、速率和系統(tǒng)與環(huán)境

狀態(tài)與狀態(tài)函數(shù)

過(guò)程和途徑

熱和功

1.1熱力學(xué)的一些基本概念8-系統(tǒng)與環(huán)境狀態(tài)與狀態(tài)函數(shù)過(guò)程和途徑熱系統(tǒng)或體系

環(huán)境系統(tǒng)：進(jìn)行科學(xué)研究時(shí)，被劃定的研究對(duì)象，就稱(chēng)為系統(tǒng)或體系。環(huán)境：在系統(tǒng)以外與系統(tǒng)密切相關(guān)，影響所能及的部分，則稱(chēng)為環(huán)境。特點(diǎn)：

1.是宏觀系統(tǒng)

2.系統(tǒng)要占有空間

3.系統(tǒng)是多種多樣的，可以是多相系統(tǒng)特點(diǎn)：

1.系統(tǒng)與環(huán)境之間有確定的界面

2.這種界面可以是真實(shí)的，也可是虛構(gòu)的

3.系統(tǒng)與環(huán)境的劃分不是固定不變的1系統(tǒng)與環(huán)境(systemandsurroundings)9-系統(tǒng)或環(huán)境系統(tǒng)：進(jìn)行科學(xué)研究時(shí)，被劃定的研究對(duì)象，就例10-例10-系統(tǒng)環(huán)境界面aCH3OH（l）CH3OH（g）＋空氣＋冰浴g-l界面（真實(shí)）bCH3OH（l＋g）空氣＋冰浴空氣-甲醇?xì)饨缑妫ㄌ摌?gòu)）11-系統(tǒng)環(huán)境界面aCH3OHCH3OH（g）g-l界面bCH3O1選水為系統(tǒng),燒杯及其中的空氣為環(huán)境。2選水及絕熱箱中的水蒸氣為系統(tǒng),燒杯和絕熱箱內(nèi)的除去水和水蒸氣的部分為環(huán)境。3選取絕熱箱內(nèi)部的所有物質(zhì)為系統(tǒng),箱外的部分為環(huán)境。12-1選水為系統(tǒng),燒杯及其中的空氣為環(huán)境。2選水及絕熱箱中的水蒸根據(jù)系統(tǒng)與環(huán)境之間的關(guān)系,把系統(tǒng)分為三類(lèi):選水為系統(tǒng)系統(tǒng)與環(huán)境之間，既有物質(zhì)交換，又有能量交換。(1)

敞開(kāi)系統(tǒng):(opensystem)13-根據(jù)系統(tǒng)與環(huán)境之間的關(guān)系,把系統(tǒng)分為三類(lèi):選水為系統(tǒng)(1(2)

封閉系統(tǒng):選整個(gè)燒杯為系統(tǒng)系統(tǒng)與環(huán)境之間沒(méi)有物質(zhì)的交換，但有能量的交換。(closedsystem)14-(2)封閉系統(tǒng):選整個(gè)燒杯為系統(tǒng)系統(tǒng)與環(huán)境之間沒(méi)有物質(zhì)的交選絕熱箱為系統(tǒng)系統(tǒng)與環(huán)境之間既無(wú)物質(zhì)交換，又沒(méi)能量交換。(3)隔離系統(tǒng):(isolatedsystem)15-選絕熱箱系統(tǒng)與環(huán)境之間既無(wú)物質(zhì)交換，又沒(méi)能量交換。(3)隔

系統(tǒng)的性質(zhì)

要學(xué)會(huì)區(qū)分它們

體積(v)

質(zhì)量(m)

熵(S)等

溫度(T)壓強(qiáng)(P)摩爾熱容等廣度性質(zhì)又稱(chēng)為容量性質(zhì)，它的數(shù)值與系統(tǒng)的物質(zhì)的量成正比,這種性質(zhì)有加和性，在數(shù)學(xué)上是一次齊函數(shù)。強(qiáng)度性質(zhì)的數(shù)值取決于系統(tǒng)自身的特點(diǎn)，與系統(tǒng)的數(shù)量無(wú)關(guān)，不具有加和性，它在數(shù)學(xué)上是零次齊函數(shù)。

系統(tǒng)的性質(zhì)廣度性質(zhì)(extensiveproperty)強(qiáng)度性質(zhì)

(intensiveproperty)16-系統(tǒng)的性質(zhì)要學(xué)會(huì)區(qū)分它們

廣度性質(zhì)與強(qiáng)度性質(zhì)的關(guān)系每單位廣度性質(zhì)即強(qiáng)度性質(zhì)

廣度性質(zhì)÷廣度性質(zhì)=強(qiáng)度性質(zhì)廣度性質(zhì)×強(qiáng)度性質(zhì)=廣度性質(zhì)V/n=Vm

m/V=ρCp/n=Cp,m17-廣度性質(zhì)與強(qiáng)度性質(zhì)的關(guān)系每單位廣度性質(zhì)即強(qiáng)度性質(zhì)廣度性2狀態(tài)與狀態(tài)函數(shù)特點(diǎn)：

1、狀態(tài)一定，函數(shù)值一定。

2、系統(tǒng)始、終有定態(tài)，函數(shù)變化有定值。

3、系統(tǒng)恢復(fù)原態(tài)，函數(shù)恢復(fù)原值。

4、數(shù)學(xué)上，具有全微分的性質(zhì)。系統(tǒng)的一些性質(zhì)，其數(shù)值僅取決于系統(tǒng)所處的狀態(tài)，而與系統(tǒng)的歷史無(wú)關(guān)；它的變化值僅取決于系統(tǒng)的始態(tài)和終態(tài)，而與變化的途徑無(wú)關(guān)。這種特性的物理量稱(chēng)為狀態(tài)函數(shù)。狀態(tài):

系統(tǒng)的一系列物理量的總和，系統(tǒng)性質(zhì)的綜合表現(xiàn)。

P1,V1,T1P2,V2,T218-2狀態(tài)與狀態(tài)函數(shù)特點(diǎn)：系統(tǒng)的一些性質(zhì)，其數(shù)值僅取決于系狀態(tài)方程:

系統(tǒng)狀態(tài)函數(shù)之間的定量關(guān)系式。

對(duì)于一定量的單組分均勻系統(tǒng)，狀態(tài)函數(shù)T,P,V之間有一定量的聯(lián)系。經(jīng)驗(yàn)證明，只有兩個(gè)是獨(dú)立的，它們的函數(shù)關(guān)系可表示為：

T=f（P,V）

P=f（T,V）

V=f（P,T）例如，理想氣體的狀態(tài)方程可表示為：PV=nRT(stateequations)19-狀態(tài)方程:系統(tǒng)狀態(tài)函數(shù)之間的定量關(guān)系式。3過(guò)程和途徑途徑1途徑1途徑1途徑2途徑2

過(guò)程20-3過(guò)程和途徑途徑1途徑1途徑1途徑2途徑熱（Q）:

由于溫度不同，而在系統(tǒng)與環(huán)境間交換或傳遞的能量就是熱。熱量的符號(hào)：系統(tǒng)從環(huán)境吸熱為Q>0，“+”

系統(tǒng)從環(huán)境放熱為Q<0，“-”功（W）:

除熱量之外，系統(tǒng)與環(huán)境交換的其他能量。功的符號(hào)：環(huán)境對(duì)系統(tǒng)做功W>0，“+”

系統(tǒng)對(duì)環(huán)境做功W<0，“-”4熱和功21-熱（Q）:功（W）:4熱和功21-W=We+Wf

總功膨脹功、體積功(ExpansionWork)非膨脹功、非體積功(workexceptexpansionwork)22-W=We+Wf總功膨脹功、非Gas系統(tǒng)dlPextAsPext=外壓As

=活塞面積dl=位移dV=Asdl=氣體體積改變

W=Fdl=-PextAsdl=-Pextd(Asl)

W=-PextdV

W:微量功23-GasdlPextAsPext=外壓W=-P體系膨脹體系壓縮體系對(duì)環(huán)境做功環(huán)境對(duì)體系做功24-體系膨脹體系對(duì)環(huán)境做功24-功的計(jì)算⑴等容過(guò)程⑵自由膨脹（向真空膨脹）⑶等外壓過(guò)程

p外始終保持不變25-功的計(jì)算⑴等容過(guò)程⑵自由膨脹（向真空膨脹）⑶等外壓過(guò)程例題：解：等壓過(guò)程W為負(fù)值，表示系統(tǒng)對(duì)環(huán)境做功。3mol理想氣體，在外壓保持1×105Pa的條件下，由25℃，1×106Pa膨脹到25℃，1×105Pa。計(jì)算該過(guò)程的功。26-例題：解：等壓過(guò)程W為負(fù)值，表示系統(tǒng)對(duì)環(huán)境做功。3mol理想

系統(tǒng)狀態(tài)Ⅰ(P1

T1

V1)

系統(tǒng)狀態(tài)Ⅱ(P2

T2

V2)環(huán)境過(guò)程途徑Ⅰ途徑Ⅱ狀態(tài)函數(shù)物質(zhì)交換物質(zhì)交換能量交換

熱(Q)能量交換

功(W)小結(jié)27-系統(tǒng)系統(tǒng)環(huán)境過(guò)程途徑Ⅰ途徑Ⅱ狀態(tài)1.2熱力學(xué)第一定律“第一類(lèi)永動(dòng)機(jī)”28-1.2熱力學(xué)第一定律“第一類(lèi)永動(dòng)機(jī)”28-Joule,James(1818-1889)焦耳(Joule)和邁耶(Mayer)自1840年起，歷經(jīng)20多年，用各種實(shí)驗(yàn)求證熱和功的轉(zhuǎn)換關(guān)系，得到的結(jié)果是一致的。1熱力學(xué)第一定律

29-Joule,James焦耳(Joule)和邁耶(Mayer攪拌水作功開(kāi)動(dòng)電機(jī)作功壓縮氣體作功摩檫鐵片作功焦耳實(shí)驗(yàn)：a）摩擦水中的鐵片，使水溫升高。b）重物下落，帶動(dòng)葉片，攪動(dòng)水，使水升溫。c）機(jī)械功轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)發(fā)電，電流通過(guò)電熱絲使水溫升高。d）機(jī)械功壓縮汽缸，把汽缸放入水中，測(cè)水溫升高。絕熱封閉體系30-攪拌水作功開(kāi)動(dòng)電機(jī)作功壓縮氣體作功摩檫鐵片作功焦耳實(shí)驗(yàn)：絕熱即：1cal=4.1840J

這就是著名的熱功當(dāng)量，為能量守恒原理提供了科學(xué)的實(shí)驗(yàn)證明。31-即：1cal=4.1840J這

到1850年，科學(xué)界公認(rèn)能量守恒定律是自然界的普遍規(guī)律之一。能量守恒與轉(zhuǎn)化定律可表述為：

自然界的一切物質(zhì)都具有能量，能量有各種不同形式，能夠從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，但在轉(zhuǎn)化過(guò)程中，能量的總值不變。熱力學(xué)第一定律是熱現(xiàn)象領(lǐng)域內(nèi)的能量守恒與轉(zhuǎn)化定律，它可以表述為：“第一類(lèi)永動(dòng)機(jī)不能造成?！?2-到1850年，科學(xué)界公認(rèn)能量守恒定律是自然能量是系統(tǒng)的狀態(tài)函數(shù)。

熱力學(xué)第一定律是宏觀系統(tǒng)的能量守恒與轉(zhuǎn)化的定律。是從實(shí)踐中總結(jié)出來(lái)的，是不能推理證明的，只能用實(shí)踐來(lái)檢驗(yàn)，一百多年來(lái)人類(lèi)的實(shí)踐證明第一定律的正確性。33-能量是系統(tǒng)的狀態(tài)函數(shù)。熱力學(xué)第一定律是宏觀一般系統(tǒng)的總能量（E）由三部分組成：*系統(tǒng)整體運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能*系統(tǒng)在外場(chǎng)中的勢(shì)能*內(nèi)能（U）2

熱力學(xué)能動(dòng)能勢(shì)能內(nèi)能化學(xué)熱力學(xué)中，EK=0EP=0所以E=U，內(nèi)能是系統(tǒng)的能量總和。

UEEE++=PK1）系統(tǒng)的總能量E34-一般系統(tǒng)的總能量（E）由三部分組成：2熱力學(xué)能動(dòng)能

熱力學(xué)能也稱(chēng)內(nèi)能(Internalenergy)

，用符號(hào)U

表示，它是系統(tǒng)內(nèi)部能量的總和。

包括:系統(tǒng)內(nèi)分子運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能、分子間相互作用的勢(shì)能和分子內(nèi)各種粒子（原子、原子核、電子等）及其相互作用的能量等。35-熱力學(xué)能也稱(chēng)內(nèi)能(Internalenerg內(nèi)能的含義：系統(tǒng)內(nèi)質(zhì)點(diǎn)間的勢(shì)能：吸引能，排斥能

系統(tǒng)分子間的動(dòng)能：平動(dòng)能；轉(zhuǎn)動(dòng)能振動(dòng)能系統(tǒng)內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)能：核能電子運(yùn)動(dòng)能36-內(nèi)能的含義：系統(tǒng)內(nèi)質(zhì)點(diǎn)間的勢(shì)能：吸引能，排斥能36-2它的絕對(duì)值無(wú)法測(cè)定，當(dāng)系統(tǒng)狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，可以求出它的變化值。說(shuō)明：1熱力學(xué)能是狀態(tài)函數(shù)，用符號(hào)U表示，微小變化可用dU表示，單位是：J或者KJ。3當(dāng)系統(tǒng)由狀態(tài)A變化到狀態(tài)B時(shí)：37-2它的絕對(duì)值無(wú)法測(cè)定，當(dāng)系統(tǒng)狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，可以求1）由實(shí)驗(yàn)論證，熱、功、內(nèi)能三者的關(guān)系例1：把100克0℃水放在一絕熱套中，內(nèi)有電阻絲。水和電阻絲為系統(tǒng)，絕熱箱和電池為環(huán)境。

3熱力學(xué)第一定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式

38-1）由實(shí)驗(yàn)論證，熱、功、內(nèi)能三者的關(guān)系例1：把100克0℃H2O（l，0℃）H2O（l，50℃）始態(tài)A

終態(tài)BΔU1：絕熱過(guò)程中，系統(tǒng)內(nèi)能的變化。W1：絕熱過(guò)程中，環(huán)境對(duì)系統(tǒng)做功。Q1：絕熱過(guò)程中，系統(tǒng)與環(huán)境間沒(méi)有交換，Q1=0。39-H2O（l，0℃）H2O（l，系統(tǒng)為水，環(huán)境為恒溫槽。

例2：把100克0℃水放在密閉容器中，同時(shí)將此容器放在溫度為50℃的恒溫槽中。40-系統(tǒng)為水，環(huán)境為恒溫槽。例2：把100克0℃水放在密閉容等容過(guò)程中能量轉(zhuǎn)換：H2O（l，0℃）H2O（l，50℃）始態(tài)A

終態(tài)BΔU2：等容過(guò)程中，系統(tǒng)內(nèi)能的變化。W2：等容過(guò)程中，系統(tǒng)與環(huán)境間沒(méi)有做功。Q2：等容過(guò)程中，系統(tǒng)由環(huán)境吸收的熱量。

41-等容過(guò)程中能量轉(zhuǎn)換：H2O（l，0℃）例3：若將例2的容器外，加上電阻絲及電池。水和電阻絲為系統(tǒng)，電池和恒溫槽為環(huán)境。

42-例3：若將例2的容器外，加上電阻絲及電池。水和電阻絲為系統(tǒng)，系統(tǒng)內(nèi)能的改變是由兩部分構(gòu)成：

H2O（l，0℃）H2O（l，50℃）始態(tài)A

終態(tài)B1）環(huán)境電池對(duì)系統(tǒng)電阻絲做電功W3

2）系統(tǒng)從環(huán)境恒溫槽吸熱Q3

由熱力學(xué)第一定律，能量守恒與轉(zhuǎn)化：

43-系統(tǒng)內(nèi)能的改變是由兩部分構(gòu)成：H2O（l，0℃）

系統(tǒng)狀態(tài)Ⅰ(P1

T1

V1)

系統(tǒng)狀態(tài)Ⅱ(P2

T2

V2)熱(Q)功

(W)

在任何過(guò)程中，系統(tǒng)熱力學(xué)能的增加等于系統(tǒng)從環(huán)境吸收的熱與環(huán)境對(duì)系統(tǒng)所做的功之和。

系統(tǒng)的熱力學(xué)能改變是由于系統(tǒng)與環(huán)境之間進(jìn)行熱和功傳遞的結(jié)果。系統(tǒng)從環(huán)境吸熱為Q>0，“+”系統(tǒng)從環(huán)境放熱為Q<0，“-”環(huán)境對(duì)系統(tǒng)做功W>0,“+”系統(tǒng)對(duì)環(huán)境做功W<0，“-”｛U1U244-系統(tǒng)系統(tǒng)熱(Q)功(對(duì)系統(tǒng)的狀態(tài)發(fā)生某一微小變化時(shí)，熱力學(xué)第一定律可以表示為：

這是因?yàn)闊崃W(xué)能是狀態(tài)函數(shù)，數(shù)學(xué)上具有全微分性質(zhì)，其微小變化可用dU表示；Q和W不是狀態(tài)函數(shù)，是過(guò)程量，其微小變化用

表示。

這里的d，δ都是微分符號(hào)，d表示具有全微分性的，δ表示不具有全微分性的。45-對(duì)系統(tǒng)的狀態(tài)發(fā)生某一微小變化時(shí)，熱力學(xué)第一定律可1.3焓若系統(tǒng)的變化是在等容下進(jìn)行的，則dV=0，W=-PdV=0，

說(shuō)明：U是狀態(tài)函數(shù)（其微小變化用dU來(lái)表示）

，而Qv是過(guò)程量（其微小變化用δ來(lái)表示）。它們?cè)诤闳荨⒉蛔鞣求w積功的過(guò)程時(shí)僅僅只是在數(shù)值上是相等的。1定容熱QV46-1.3焓若系統(tǒng)的變化是在等容下進(jìn)行的，則dV=0，說(shuō)明彈式量熱計(jì)(Bombcalorimeter)最適用于測(cè)定物質(zhì)的燃燒熱。47-彈式量熱計(jì)(Bombcalorimeter)最適用2定壓熱QP若系統(tǒng)的變化是在等壓下進(jìn)行的，則

P2=P1=P外，W=-P外(V2-V1)=-P外V2+P外V1=-P2V2+P1V1由熱力學(xué)第一定律?U=Q+W=QP+W

（QP稱(chēng)為等壓熱效應(yīng)）?U=QP

+(-P2V2+P1V1)=U2-U1

QP

=(U2+P2V2)–(U1

+P1V1

)

48-2定壓熱QP若系統(tǒng)的變化是在等壓下進(jìn)行的，則48-這里，U、P、V都是狀態(tài)函數(shù)，故U+PV也是狀態(tài)函數(shù)，定義這個(gè)新的狀態(tài)函數(shù)為焓（H）：

這樣我們就得到：

QP

=H2–H1=△H或者對(duì)微小的變化：

δQP=dH焓變49-這里，U、P、V都是狀態(tài)函數(shù)，故U+PV也是狀態(tài)函數(shù)，定H是狀態(tài)函數(shù)，容量性質(zhì)，絕對(duì)值未知，具有狀態(tài)函數(shù)的一切性質(zhì)，只與始終態(tài)有關(guān)，與變化的途徑無(wú)關(guān)。利用等壓過(guò)程引出H，ΔH，在非等壓過(guò)程中也存在H、ΔH，但非等壓時(shí)ΔH≠Q(mào)p。單位J，KJ說(shuō)明：50-H是狀態(tài)函數(shù)，容量性質(zhì)，絕對(duì)值未知，具有狀態(tài)函數(shù)的一切性質(zhì)，1—熱量器;2—絕緣架;3—金屬外套、上有蓋4—恒溫水槽;5—攪拌器;6—水銀溫度計(jì);7—加熱器51-1—熱量器;2—絕緣架;3—金屬外套、上有蓋51-焓的定義式：

H=U+pV焓不是能量 雖然具有能量的單位，但不遵守能量守恒定律。焓是狀態(tài)函數(shù)定義式中焓由狀態(tài)函數(shù)組成。為什么要定義焓？為了使用方便，因?yàn)樵诘葔骸⒉蛔鞣桥蛎浌Φ臈l件下，焓變等于等壓熱效應(yīng)

。

容易測(cè)定，從而可求其它熱力學(xué)函數(shù)的變化值。

H

的小結(jié)52-焓的定義式：焓不是能量 雖然具有能量的單位，但不遵守能量第二節(jié)熱化學(xué)2.1反應(yīng)進(jìn)度2.2化學(xué)反應(yīng)的摩爾熱力學(xué)能變和摩爾焓變2.3熱化學(xué)方程式2.4Hess定律2.5標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓53-第二節(jié)熱化學(xué)2.1反應(yīng)進(jìn)度53-2.1

反應(yīng)進(jìn)度化學(xué)反應(yīng)一般可以寫(xiě)成如下形式：上式常寫(xiě)成下列簡(jiǎn)單形式：nB化學(xué)計(jì)量系數(shù)（反應(yīng)物為“-”，生成物為"+"）54-2.1反應(yīng)進(jìn)度化學(xué)反應(yīng)一般可以寫(xiě)成如下形式：nB反應(yīng)進(jìn)度的SI單位為mol。引入反應(yīng)進(jìn)度的優(yōu)點(diǎn)是，用任一種反應(yīng)物或產(chǎn)物表示反應(yīng)進(jìn)行的程度，所得值都是相同的。應(yīng)用反應(yīng)進(jìn)度時(shí)，必須指明化學(xué)反應(yīng)方程式。同樣

=1mol時(shí)，(1)表示生成了2mol的NH3，

(2)表示生成了1mol的NH3

。55-反應(yīng)進(jìn)度的SI單位為mol。同樣=1反應(yīng)進(jìn)度必須對(duì)應(yīng)具體的反應(yīng)方程式！mol/mol/mol/BBBnnn時(shí)時(shí)時(shí)210ttt

3.010.00

2.07.02.0

1.55.53.0()()()gNH2gH3gN322?+例:56-反應(yīng)進(jìn)度必須對(duì)應(yīng)具體的反應(yīng)方程式！mol/mol/mol/B2.2化學(xué)反應(yīng)的摩爾熱力學(xué)能變和摩爾焓變（一）反應(yīng)摩爾熱力學(xué)能變和摩爾焓變的定義

對(duì)于化學(xué)反應(yīng)：二者SI單位均為J·mol-1常用單位為kJ·mol-1

reaction反應(yīng)進(jìn)度為1mol當(dāng)反應(yīng)度進(jìn)為1mol時(shí)的熱效應(yīng)57-2.2化學(xué)反應(yīng)的摩爾熱力學(xué)能變和摩爾焓變（一）反應(yīng)摩爾熱力對(duì)無(wú)氣體參加的反應(yīng)：W=–pex

V=0對(duì)有氣體參加的反應(yīng)：由知（1）與的關(guān)系(relationshipbetweenand)58-對(duì)無(wú)氣體參加的反應(yīng)：W=–pexV=0對(duì)有氣體參2.3

熱化學(xué)方程式表示化學(xué)反應(yīng)及其反應(yīng)熱關(guān)系的化學(xué)反應(yīng)方程式：

寫(xiě)出計(jì)量方程式標(biāo)明聚集狀態(tài)等壓或等容標(biāo)明溫度吸熱反應(yīng)＋放熱反應(yīng)

-59-2.3熱化學(xué)方程式表示化學(xué)反應(yīng)及其反應(yīng)熱

表示化學(xué)反應(yīng)與反應(yīng)的摩爾焓變或摩爾熱力學(xué)能變關(guān)系的化學(xué)方程式稱(chēng)為熱化學(xué)方程式。書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式注意以下幾點(diǎn)：（1）習(xí)慣上將化學(xué)反應(yīng)方程式寫(xiě)在左邊，相應(yīng)的或?qū)懺谟疫叄瑑烧咧g用逗號(hào)或分號(hào)隔開(kāi)。實(shí)際上，一般給出的是。（2）注明各反應(yīng)物的溫度、壓力。若不注明，則表示為298K，1.013105Pa，即常溫常壓。60-表示化學(xué)反應(yīng)與反應(yīng)的摩爾焓變或摩爾熱力學(xué)能變關(guān)系

（3）注明反應(yīng)物和產(chǎn)物的聚集狀態(tài)，分別用s,l和g表示固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)，用aq表示水溶液，如果固態(tài)物質(zhì)存在不同的晶型，也要注明晶型，如石墨，金剛石等。（4）化學(xué)計(jì)量數(shù)可以是整數(shù)，也可以是分?jǐn)?shù)。同一化學(xué)反應(yīng)，當(dāng)化學(xué)計(jì)量數(shù)不同時(shí)，反應(yīng)的摩爾熱力學(xué)能變和摩爾焓變也不同。61-（3）注明反應(yīng)物和產(chǎn)物的聚集狀態(tài)，分別用s,l（5）注明熱效應(yīng)。見(jiàn)下面的實(shí)例：C(石墨)+O2(g)——CO2(g)rHm=－393.5kJ·mol－1(1)C(金剛石)+O2(g)——CO2(g)rHm=－395.4kJ·mol－1(2)H2(g)+1/2O2(g)——H2O(g) rHm=－241.8kJ·mol－1(3)H2(g)+1/2O2(g)——H2O(l)rHm=－285.8kJ·mol－1(4)2H2(g)+O2(g)——2H2O(l) rHm=－571.6kJ·mol－1(5)H2O(g)

——H2(g)+1/2O2(g)rHm=+241.8kJ·mol－1(6)

(3)和(6)對(duì)比，看出互逆的兩個(gè)反應(yīng)之間熱效應(yīng)的關(guān)系。

從(1)和(2)對(duì)比，看出注明晶型的必要性。

(3)和(4)對(duì)比，看出寫(xiě)出物質(zhì)存在狀態(tài)的必要性。

(4)和(5)對(duì)比，看出計(jì)量數(shù)不同對(duì)熱效應(yīng)的影響。62-（5）注明熱效應(yīng)。見(jiàn)下面的實(shí)例：C(石墨)+

1840年，瑞士籍俄國(guó)化學(xué)家Hess指出：一個(gè)反應(yīng)若在定壓（或定容）條件下分多步進(jìn)行，則總定壓（或定容）熱等于各分步反應(yīng)定壓（或定容）熱的代數(shù)和。俄國(guó)科學(xué)家蓋斯（Hess）2.4Hess定律

始態(tài)

終態(tài)

中間態(tài)實(shí)驗(yàn)總結(jié)63-1840年，瑞士籍俄國(guó)化學(xué)家He鈉和氯制備氯化鈉64-鈉和氯制備氯化鈉64-C＋O2CO+1/2O2CO2代數(shù)法：(2)–(3)=(1)65-C＋O2CO+1/2O2CO2代數(shù)法：(2)–(3)1.正、逆反應(yīng)的△rHm,，絕對(duì)值相等，符號(hào)相反。2.反應(yīng)的△rHm與反應(yīng)式的寫(xiě)法有關(guān)。3.同一物質(zhì)在反應(yīng)中的聚集狀態(tài)等條件應(yīng)相同。4.所選取的有關(guān)反應(yīng)，數(shù)量越少越好，以避免誤差積累。說(shuō)明：66-1.正、逆反應(yīng)的△rHm,，絕對(duì)值相等，符號(hào)相反。說(shuō)明：62.5

標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓

1熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（1）氣態(tài)物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，是指不論是純氣體還是在氣體混合物中，氣體分壓均為標(biāo)準(zhǔn)壓力(100kPa)，且表現(xiàn)理想氣體特性時(shí)，氣態(tài)假想狀態(tài)。（2）液態(tài)和固態(tài)純物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，分別是在標(biāo)準(zhǔn)壓力

下純液態(tài)和純固態(tài)物質(zhì)的狀態(tài)。（3）溶液中的溶劑的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，為標(biāo)準(zhǔn)壓力

下，液態(tài)（或固態(tài)）的純物質(zhì)的狀態(tài)。溶液中的溶質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，為標(biāo)準(zhǔn)壓力下、質(zhì)量摩爾濃度bB=(1mol·kg-1)或濃度cB=(1mol·L-1)，并表現(xiàn)無(wú)限稀釋溶液時(shí)溶質(zhì)（假想）狀態(tài)。67-2.5標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓1熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（1）

指在溫度T下,由參考狀態(tài)單質(zhì)生成1mol物質(zhì)B的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變。C(石墨)C(金剛石)P(s,紅)P(s,白)H2O(g)H2O(l)0.000+1.987-17.60.000-241.80-285.84HF(g)HCl(g)HBr(g)HI(g)NaCl(s)PCl3(g)-271-92.31-36.40+25.9-411.15-287物質(zhì)2標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓任何一種穩(wěn)定單質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓都等于零。68-指在溫度T下,由參考狀態(tài)單質(zhì)生成1mol物質(zhì)B其中,C(石)為碳的參考狀態(tài)單質(zhì),O2(g)為氧的參考態(tài)元素,此反應(yīng)是生成反應(yīng)。所以此反應(yīng)的焓變即是CO2（g）的生成焓：

例如:

C(石)+O2(g)→CO2(g)ΔrHm(T)

ΔrHm(T)=ΔfHm

(CO2,g,T)

69-其中,C(石)為碳的參考狀態(tài)單質(zhì),O2(g)為氧的參規(guī)定：參考狀態(tài)單質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓為零。

參考狀態(tài)單質(zhì)，一般是指每種元素在所討論的溫度和壓力時(shí)最穩(wěn)定的單質(zhì)。書(shū)寫(xiě)相應(yīng)的化學(xué)方程式時(shí)，要使B的化學(xué)計(jì)量數(shù)νB=+1。計(jì)算反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變的通式為：70-規(guī)定：參考狀態(tài)單質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓為零。注意：

1ΔfHmB

(298.15K)是熱力學(xué)基本數(shù)據(jù)，可查表。單位：kJ.mol-1

2ΔrHm

(T)≈ΔrHm

(298.15K)；

3C（石）、H2（g）、O2（g）皆為參考態(tài)元素。參考態(tài)元素的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓為零。如：ΔfHm

(O2,g)=04由于ΔfHmB

與nB成正比，在進(jìn)行計(jì)算時(shí)B的化學(xué)計(jì)量數(shù)νB不可忽略。71-注意：1ΔfHmB(298.15K)是熱力學(xué)基本數(shù)例：計(jì)算下列反應(yīng)在298K時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓變.解：由表可查得各物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓：72-例：計(jì)算下列反應(yīng)在298K時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓變.解：由表可查定義：

1mol

物質(zhì)在指定溫度下完全氧化（燃燒）成指定產(chǎn)物的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變，稱(chēng)為該物質(zhì)在此溫度下的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓。記作3標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓

對(duì)于燃燒終點(diǎn)的規(guī)定，必須嚴(yán)格，

CCO2(g)；HH2O(l)；SSO2(g)； NNO2(g)；ClHCl(aq)。73-定義：3標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓對(duì)于燃燒終點(diǎn)的規(guī)定計(jì)算公式74-計(jì)算公式74-練習(xí)BC75-練習(xí)BC75-第三節(jié)化學(xué)反應(yīng)的自發(fā)性3.1

反應(yīng)熱與化學(xué)反應(yīng)方向3.2

熵變與化學(xué)反應(yīng)方向3.3

熱力學(xué)第二定律3.4熱力學(xué)第三定律3.5標(biāo)準(zhǔn)熵76-第三節(jié)化學(xué)反應(yīng)的自發(fā)性3.1反應(yīng)熱與化學(xué)反應(yīng)方向

在一定條件下，不需要環(huán)境提供非體積功就能發(fā)生的過(guò)程稱(chēng)為自發(fā)過(guò)程。

自發(fā)過(guò)程的共同特征：具有不可逆性——單向性有一定的限度——平衡態(tài)(3)可有一定物理量判斷變化的方向和限度——判據(jù)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

77-在一定條件下，不需要環(huán)境提供非體積功就能根據(jù)什么來(lái)判斷化學(xué)反應(yīng)的方向或者說(shuō)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行呢？尋找反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的判據(jù)78-根據(jù)什么來(lái)判斷化學(xué)反應(yīng)的方向或者說(shuō)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行呢？尋找反自然界中一些自發(fā)進(jìn)行的物理過(guò)程中，如物體下落等，都伴有能量的變化，系統(tǒng)的勢(shì)能降低或損失了。這表明一個(gè)系統(tǒng)的勢(shì)能有自發(fā)變小的傾向，或者說(shuō)系統(tǒng)傾向于取得最低的勢(shì)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。79-自然界中一些自發(fā)進(jìn)行的物理過(guò)程中，如物體下落等，都伴3.1反應(yīng)熱與化學(xué)反應(yīng)方向

能量最低原理:

自然界中,高能量體系總是自發(fā)地釋放能量,使自身處于較低的能量狀態(tài)。這是一個(gè)不需證明，自發(fā)變化普遍遵守的原理。

早在19世紀(jì)70年代，法國(guó)化學(xué)家Berthelot和丹麥化學(xué)家Thomson曾提出，反應(yīng)熱是判斷化學(xué)反應(yīng)方向的判據(jù)。并認(rèn)為在沒(méi)有外來(lái)能量干預(yù)的條件下，一切化學(xué)反應(yīng)都朝著放出能量最多的方向進(jìn)行。80-3.1反應(yīng)熱與化學(xué)反應(yīng)方向能量最低原理:對(duì)于化學(xué)反應(yīng)，判據(jù)是什么？是“ΔH<0

自發(fā)”嗎?81-對(duì)于化學(xué)反應(yīng)，判據(jù)是什么？是“ΔH<0自發(fā)”嗎?81-但是，有些反應(yīng)或過(guò)程卻是向吸熱方向進(jìn)行的。例如

在101.325kPa和高于273.15K（如283K）時(shí)，冰可以自發(fā)地變成水。又如，工業(yè)上將石灰石(主要組分為CaC03)煅燒分解為生石灰(CaO)和C02的反應(yīng)在1150K能順利分解得到生石灰。

82-但是，有些反應(yīng)或過(guò)程卻是向吸熱方向進(jìn)行的。例如這說(shuō)明反應(yīng)熱是影響化學(xué)反應(yīng)方向的重要因素，但不是決定反應(yīng)方向的唯一因素。

顯然，自發(fā)過(guò)程的推動(dòng)力除了焓變因素外，一定還有其它推動(dòng)力。這個(gè)推動(dòng)力是什么？83-這說(shuō)明反應(yīng)熱是影響化學(xué)反應(yīng)方向的重要3.2熵變與化學(xué)反應(yīng)方向

1混亂度

混亂度是指系統(tǒng)的不規(guī)則或無(wú)序的程度，系統(tǒng)越?jīng)]有秩序，其混亂度就越大。

冰的融化

建筑物的倒塌

84-3.2熵變與化學(xué)反應(yīng)方向1混亂度混合前混合后兩種氣體混合過(guò)程85-混合前混合后兩種氣體混合過(guò)程85-KMnO4溶液的擴(kuò)散:不均勻均勻86-KMnO4溶液的擴(kuò)散:不均勻均勻86-

此二例表明：

自發(fā)過(guò)程，系統(tǒng)的混亂度增大了。在孤立系統(tǒng)中，自發(fā)過(guò)程總是朝著系統(tǒng)混亂度增大的方向進(jìn)行而混亂度減少的過(guò)程是不可能實(shí)現(xiàn)的。2.當(dāng)混亂度達(dá)到最大時(shí)，系統(tǒng)就達(dá)到平衡狀態(tài)，這就是自發(fā)過(guò)程的限度。87-此二例表明：在孤立系統(tǒng)中，自發(fā)過(guò)程總是朝著系統(tǒng)混亂度增大

熱力學(xué)中，有兩條重要的自然規(guī)律控制著所有物質(zhì)系統(tǒng)的變化方向：1

從過(guò)程的能量變化來(lái)看，物質(zhì)系統(tǒng)傾向于取得最低能量狀態(tài)；2從系統(tǒng)中質(zhì)點(diǎn)分布和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)來(lái)分析，物質(zhì)系統(tǒng)傾向于取得最大混亂度。88-熱力學(xué)中，有兩條重要的自然規(guī)律控制著所有物質(zhì)系統(tǒng)的

表示系統(tǒng)中微觀粒子混亂度的一個(gè)熱力學(xué)函數(shù)（符號(hào)為S），系統(tǒng)的混亂度愈大，熵愈大。熵是狀態(tài)函數(shù)，熵的變化只始、終態(tài)有關(guān)，與途徑無(wú)關(guān)。2熵

熵變?chǔ)=S終

–S始

89-表示系統(tǒng)中微觀粒子混亂度的一個(gè)熱力學(xué)函ΔS孤>0自發(fā)過(guò)程ΔS孤

=0平衡狀態(tài)ΔS孤<0

非自發(fā)過(guò)程3.3熱力學(xué)第二定律

在孤立系統(tǒng)內(nèi),任何自發(fā)過(guò)程熵變總是增加的。這個(gè)定律也可稱(chēng)做熵增加原理。第二定律只適用于孤立系統(tǒng)，故可描述為：在孤立系統(tǒng)中，自發(fā)過(guò)程總是向熵增加的方向進(jìn)行。

90-ΔS孤>0自發(fā)過(guò)程3.3熱力學(xué)第二定律0K稍大于0K3.4熱力學(xué)第三定律

熱力學(xué)規(guī)定：在時(shí)，任何純物質(zhì)的完整晶體（原子或分子只有一種排列形式的晶體）的熵為零。Ω=1，S=klnΩS=091-0K稍大于0K3.4熱力學(xué)第三定律熱力學(xué)規(guī)定：在假設(shè)實(shí)現(xiàn)了0K，晶體粒子的熱運(yùn)動(dòng)停止，粒子完全固定在一定位置上，微觀狀態(tài)數(shù)

為1，熵S=0。這種觀點(diǎn)即為熱力學(xué)第三定律。92-假設(shè)實(shí)現(xiàn)了0K，晶體粒子的熱運(yùn)動(dòng)停止，粒子完全固定S=0T=0KT=298Kp=1.013105Pa3.5標(biāo)準(zhǔn)熵

將某純物質(zhì)從升高到溫度T，此過(guò)程的熵變就是溫度T時(shí)該純物質(zhì)的規(guī)定熵。比如298K，且p=1.013105Pa，93-S=03.5標(biāo)準(zhǔn)熵將某純物質(zhì)從升高到溫度T

純物質(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的摩爾規(guī)定熵稱(chēng)為該物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵，用符號(hào)表示，單位為J·K-1·

mol－1。任一化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵變均可利用下式求算：94-94-影響熵的因素主要有：

（1）物質(zhì)的聚集狀態(tài)：同種物質(zhì)的氣、液、固三態(tài)相比較，氣態(tài)的混亂度最大，而固態(tài)的混亂度最小。因此，對(duì)于同種物質(zhì)，氣態(tài)的摩爾熵最大，而固態(tài)的摩爾熵最小。

（2）分子的組成：聚集狀態(tài)相同的物質(zhì)，分子中的原子數(shù)目越多，混亂度就越大，其熵也就越大；若分子中的原子數(shù)目相同，則分子的相對(duì)分子質(zhì)量越大，混亂度就越大，其熵也就越大。Sm

(s)<Sm

(l)<Sm

(g)Sm

(CH4,g)

<Sm

(C2H6,g)

<Sm

(C3H8,g)95-影響熵的因素主要有：（2）分子的組成：聚集狀態(tài)相同的物質(zhì)，分

（3）溫度：溫度升高，物質(zhì)的混亂度增大，因此物質(zhì)的熵也增大。（4）壓力：壓力增大時(shí)，將物質(zhì)限制在較小的體積之中，物質(zhì)的混亂度減小，因此物質(zhì)的熵也減小。壓力對(duì)固體或液體物質(zhì)的熵影響很小，但對(duì)氣體物質(zhì)的熵影響較大。96-（3）溫度：溫度升高，物質(zhì)的混亂度增大，因此物質(zhì)已知H2，N2和NH3在298K的標(biāo)準(zhǔn)熵分別為130.6J·mol-1·K-1,191.5J·mol-1·K-1和192.3J·mol-1·K-1，試計(jì)算反應(yīng)3H2(g)+N2(g)2NH3(g)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵。=2×192.3J·mol-1·K-1

－3×130.6J·mol-1·K-1－1×191.5J·mol-1·K-1

=－198.3J?mol-1·K-197-已知H2，N2和NH3在298K的標(biāo)準(zhǔn)熵分別為1對(duì)于化學(xué)反應(yīng)，判據(jù)是什么？是“ΔH<0，ΔS>0

自發(fā)”嗎?98-對(duì)于化學(xué)反應(yīng)，判據(jù)是什么？是“ΔH<0，ΔS>0自發(fā)

石灰石(CaCO3)熱分解反應(yīng)的△rHm?(298.15K)和△rSm?(298.15K)并初步分析該反應(yīng)的自發(fā)性。CaCO3(s)＝CaO(s)

+

CO2(g)△rHm?(298.15K)

=178.33kJ·mol-1△rSm?(298.15K)＝160.5J·mol-1·K-1

反應(yīng)的△rHm?為正值，表明此反應(yīng)為吸熱反應(yīng),不利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。

反應(yīng)的△rSm?為正值，表明反應(yīng)過(guò)程中系統(tǒng)的熵值增大。有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。99-石灰石(CaCO3)熱分解反應(yīng)的△rHm?(298.1

因此，該反應(yīng)的自發(fā)性究竟如何？還需要進(jìn)一步探討。低溫非自發(fā)；高溫自發(fā)。溫度T影響100-因此，該反應(yīng)的自發(fā)性究竟如何？還需要進(jìn)一步探討。100-

大多數(shù)熵增加的吸熱反應(yīng)在室溫下不能自發(fā)進(jìn)行，但在高溫下可以自發(fā)進(jìn)行；而大多數(shù)熵減小的放熱反應(yīng)在室溫下能自發(fā)進(jìn)行，但在高溫下不能自發(fā)進(jìn)行。上述事實(shí)表明，反應(yīng)方向除了綜合熵增和焓減這兩個(gè)過(guò)程自發(fā)的趨勢(shì)外，還受溫度的影響。101-大多數(shù)熵增加的吸熱反應(yīng)在室溫下不能自發(fā)101102-102-第四節(jié)吉布斯自由能4.1吉布斯自由能變與化學(xué)反應(yīng)方向4.2標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成吉布斯函數(shù)4.3標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下化學(xué)反應(yīng)的摩爾吉布斯函數(shù)變的計(jì)算103-第四節(jié)吉布斯自由能4.1吉布斯自由能變與化學(xué)反應(yīng)方向4

反應(yīng)方向必須同時(shí)考慮焓變、熵變和溫度的影響。

G=H–TS單位：JG：恒溫恒壓下，系統(tǒng)做非體積功的能量。根據(jù)熱力學(xué)理論：△G=W’max

即系統(tǒng)吉布斯自由能的變化等于系統(tǒng)對(duì)外作的最大非體積功。

該函數(shù)是系統(tǒng)的狀態(tài)函數(shù)。吉布斯(GibbsJW,1839-1903)美國(guó)物理化學(xué)家4.1吉布斯自由能變與化學(xué)反應(yīng)方向1、吉布斯自由能（函數(shù)）104-反應(yīng)方向必須同時(shí)考慮焓變、熵變和溫度的影響。吉布2、吉布斯－亥姆霍茲方程對(duì)于等溫過(guò)程：

△G=△H-T△S

應(yīng)用于化學(xué)反應(yīng)：

若反應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下進(jìn)行，則

???均與反應(yīng)式的寫(xiě)法有關(guān)105-2、吉布斯－亥姆霍茲方程???均與反應(yīng)式的寫(xiě)法有關(guān)105-△G=△H-T

△S(吉布斯-亥姆霍茲公式)定義G=H-TSGGibbs函數(shù)（Gibbs

freeenergy）G是狀態(tài)函數(shù)，與焓一樣，人們只能測(cè)得或算得自由能變(△G)，而無(wú)法得到G本身。

106-△G=△H-T△S(吉布斯-亥姆霍茲公式)G1.△rGm判據(jù)

等溫,等壓,封閉體系,不做非體積功?！鱮Gm<0自發(fā)過(guò)程,反應(yīng)正向進(jìn)行△rGm=0平衡狀態(tài)△rGm>0非自發(fā)過(guò)程,反應(yīng)逆向進(jìn)行3、自發(fā)過(guò)程判據(jù)

結(jié)論：等溫定壓且不做非體積功條件下的自發(fā)過(guò)程，總是向著系統(tǒng)吉布斯自由能降低的方向進(jìn)行。107-1.△rGm判據(jù)3、自發(fā)過(guò)程判據(jù)4對(duì)△rGm=△rHm－T△rSm的討論情況△rHm的符號(hào)△rSm的符號(hào)△rGm的符號(hào)反應(yīng)情況1（－）（＋）（－）任何溫度下均為自發(fā)反應(yīng)2（＋）（－）（＋）任何溫度下均為非自發(fā)反應(yīng)3（＋）（＋）常溫（＋）高溫（－）常溫下非自發(fā)反應(yīng)高溫下為自發(fā)反應(yīng)4（－）（－）常溫（－）高溫（＋）常溫為自發(fā)反應(yīng)高溫為非自發(fā)反應(yīng)108-4對(duì)△rGm=△rHm－T△rSm的討論情況△rHm的H2(g)+F2(g)→2HF(g)△rHm?=-209kJ·mol-1△rSm?

=61J·mol-1·K-1△rGm?

<0任何溫度T時(shí)：都能自發(fā)。109-H2(g)+F2(g)→2HF(g)109-CO(ｇ)→C(石墨)+O2(g)△rHm?

=110.54kJ·mol-1△rSm?

=-89.7J·mol-1·K-1△rGm?

>0任何溫度T時(shí)：都不能自發(fā)。110-CO(ｇ)→C(石墨)+O2(g)110-CaCO3(s)CaO(s)+CO