人们总会思考一些问题当几种物质放在一起时a.能否发.ppt

在研究化学反应时,人们总会思考一些问题:(反应的方向)??(限度、平衡)???其中:a、c、d属于化学热力学问题b、e属于化学动力学问题第二章化学反应的基本原理大气污染思考题CaCO3(s)→CaO(s)+CO2(g)CO(g)+NO(g)=1/2N2(g)+CO2(g)反应能自发进行吗?或者说反应的方向性如何?、自发过程(反应)现象:水总是自动地从高处向低处流铁在潮湿的空气中易生锈这种在给定条件下不需要外加能量而能自己进行的过程或反应→自发过程(反应)例:C(s)+O2(g) → CO2(g)(在点燃下)Ag+(aq)+Cl-(aq) → AgCl(s)CaCO3(s)→CaO(s)+CO2(g)()等等。这些反应或过程均可称为自发反应或过程●自发过程(反应)不一定是迅速的自发过程(反应)只是指明了过程(反应)的可能性,与反应快慢是两回事能自发进行反应,并不一定意味着其反应速率一定很大例:氢和氧的化合反应在室温下其反应速率很小,容易被认为是一个非自发反应,事实上只要点燃或加入微量铂绒,即可发生爆炸反应。●不自发过程(反应)并不等于不能发生通过消耗外界能量做功可以使非自发过程进行例:常温下水虽然不能自发地分解为氢气和氧气,但可通过电解强行使水分解。认识自发过程(反应)注意点???如何从理论上来判断一个化学反应是否自发?分析自发反应(过程)有什么特点,判据是什么?C(s)+O2(g) →CO2(g)ΔHθ()=-·mol-1Ag+(aq)+Cl-(aq) →AgCl(s)ΔHθ()=-·mol-1┅┅ΔHθ()<0???自发反应(过程)H2O(s) (>273K)→ H2O(l)是自发的但其ΔHθ()>0,吸热所以,不能仅用ΔHθ来作为判据启示观察与归纳的时候,收集的证据一定要全面事实上,影响自发过程还有另外一个重要因素----熵二、熵变在一杯水中,滴加几滴红墨水,红墨水就会自动地扩散到整杯水中。这个过程不可能自发地逆向进行说明:过程能自发地向混乱度增加的方向进行归纳:混乱是自发的,不混乱是非自发的在化学热力学中:混乱度是用“熵”来表示的熵----系统内物质微观粒子的混乱度的量度,用符号S混乱度越大,熵值越大在统计热力学中:S=klnΩ--玻尔兹曼公式k--玻尔兹曼常数,k=R/NA≈×10-23J·K-1(R为摩尔气体常数,NA阿伏加德罗常数)Ω--(与一定宏观状态对应的)微观状态总数ABCD—ACBD--------上式将宏观性质熵(S)与微观状态总数(Ω)联系起来微观状态总数(Ω)越多,系统越混乱,熵越大在封闭且绝热系统(孤立系统、隔离系统)中,发生的自发反应必然伴随熵的增加,称为熵增加原理(热力学第二定律)。△S(隔离)>0自发过程△S(隔离)=:在什么情况下物质混乱度最小,即熵值为零呢? 热力学中规定:在温度为0K时,任何纯净的完整晶态物质的熵等于零,即S(0K)=0。这个状态是最不混乱。(这就是热力学第三定律,实际上是一种假设,无法达到绝对零度)微观状态数Ω=1S=kln1=0(1)有了上面的规定,若知道某一物质从0K到指定温度下的一些热化学数据如热容、相变热等,就可以求出此温度时的熵值。此熵值称为规定熵。     标准摩尔熵:单位物质的量的纯物质在标准条件下的规定熵,以符号Smθ表示。简称标准熵,。对吗?  (2)=0,即      Sθ(H+,aq,)=0→ 其它水合离子的标准熵值(参见附录) 注意如果某水合离子比水合氢离子混乱,则其 Sθ>0,相反 Sθ<0;所以水合离子的标准熵值有+,-单质和化合物的标准熵是以S=0得来的,所以均>0(3)(1)物质聚集状态(主要因素) S(g)>S(l)>S(s)Sθ(H2O,g,)=·mol-1·K-1>Sθ(H2O,l,)=·mol-1·K-1(2)温度影响同一物质,聚集状态相同时随温度的升高其标准摩尔熵值增大Sθ(CH4,g,)=·mol-1·K-1  Sθ(CH4,g,400K)=·mol-1·K-1  Sθ(CH4