第二章反应热效应和化学反应方向.ppt

第二章反应热效应和化学反应方向
热力学中的常用术语
化学反应的热效应
化学反应的方向
本章要求:
1、了解热力学中的常用术语,掌握状态函数的特点;
2、掌握焓变及几种重要热效应的概念;
3、掌握盖斯定律、并能用于进行热化学的有关计算;
4、熟悉∆G与∆H及∆S的关系,并会应用吉布斯自由能变判断化学反应进行的方向。
本章重点:
1、状态函数的特点;
2、焓变及几种重要热效应的概念;
3、盖斯定律及热化学的有关计算;
4、应用吉布斯自由能变判断化学反应进行的方向。
引言:
什么叫热力学(thermodynamics)?
什么叫化学热力学?
化学热力学研究什么内容?
化学热力学的研究范围:
在研究化学反应时,当几种物质放在一起时,人们总会思考一些问题:
?
?
?
?
?
a, c, d 属于化学热力学问题,而 b, e 属于化学动力学问题。
化学热力学研究范围为:
涉及化学反应的热效应、化学反应方向与限度、化学平衡、溶液与相平衡、电化学热力学、表面与界面化学热力学等。
化学热力学的特点:
化学热力学解决化学反应中能量是如何转换的——热力学第一定律(能量守恒定律);
解决问题c(会发生怎样的能量变化?)——热力学第二定律;
化学热力学解决在指定条件下,化学反应朝哪个方向进行以及反应的限度,解决问题a(能否发生反应?)
,d(到什么程度时反应达到平衡?),——热力学第二定律。
化学热力学的局限性:
只描述了大量原子、分子等微粒构成的宏观系统的行为,对于个别分子、原子的性质,即微观粒子的性质的解决是无能为力的,所以对于被研究对象无需知道过程的微观进程,更不需要物质结构方面的知识。(例如)
化学热力学研究问题时没有时间概念,不涉及变化过程的速率问题。只能告诉你一个反应是否有可能发生,只阐明了发生化学反应的必要条件,却不充分,不能预测反应实际进行的速率快慢。(例如)
通过热力学计算可以预言,汽车尾气里的氮氧化物和一氧化碳可以相互反应转化为氮气和二氧化碳,还能计算出不同温度不同组成的反应转化率,但这个反应在分子水平上的微观机理(反应历程)却是化学动力学研究范畴,热力学无能为力。
热力学预言氢气和氧气即使在常温、常压下也会化合成水,但这只是可能性,却不是现实性。
实际上,氢气和氧气在常温、常压下即使放置千百年也不会看到水的生成。