《化学反应的方向》PPT课件

2020/5/14,第一节化学反应的方向和吉布斯自由能变,无机化学多媒体电子教案,第二章化学反应的方向、速率和限度,第一节化学反应的方向和吉布斯自由能变,2020/5/14,2-1-1化学反应的自发过程,2-1-1化学反应的自发过程,自发过程,例如:水总是自动地从高处向低处流，铁在潮湿的空气中易生锈。,例如：欲使水从低处输送到高处，可借助水泵作机械功来实现。,2020/5/14,2-1-2影响化学反应方向的因素,2-1-2影响化学反应方向的因素,化学反应的焓变,2020/5/14,但实践表明:有些吸热过程(rHm0)亦能自发进行,可见，把焓变作为反应自发性的判据是不准确、不全面的。除了反应焓变以外，还有其它因素(体系混乱度的增加和温度等),也是影响许多化学和物理过程自发进行的因素。,2020/5/14,为什么有些吸热过程亦能自发进行呢?,2020/5/14,为什么有些吸热过程亦能自发进行呢?,反应前后对比,不但物质的种类和“物质的量”增多,并产生了热运动自由度很大的气体,整个物质体系的混乱程度增大。,2020/5/14,化学反应的熵变,2020/5/14,化学反应的熵变,例如：我们将一种纯晶体物质从0K升到任一温度(T)，并测量此过程的熵变量(S)，则该纯物质在TK时的熵(ST)SST-S0ST-0ST,2020/5/14,2020/5/14,2020/5/14,例,解：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),2020/5/14,化学反应的吉布斯自由能变热化学反应方向的判据,摩尔吉布斯自由能变量(简称自由能变)，以rGm表示，单位：kJmol-1,rGmrHmTrSm,2020/5/14,化学反应的吉布斯自由能变热化学反应方向的判据,即:rGm0非自发过程，化学反应逆向进行,2020/5/14,化学反应的吉布斯自由能变热化学反应方向的判据,rGm0时,体系的G降低到最小值,反应达平衡。此即为著名的最小自由能原理。,2020/5/14,2020/5/14,2-1-3热化学反应方向的判断,2-1-3热化学反应方向的判断,2020/5/14,2020/5/14,例,试判断在298.15K、标准态下，反应CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)能否自发进行？,在298.15K、标准态下,分解不能自发进行。,2020/5/14,解：CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g),(2)解法,在298.15K、标准态下,分解不能自发进行。,2020/5/14,非标准摩尔吉布斯自由能变(rGm)的计算和反应方向的判断,等温、等压及非标准态下,对任一反应：cC+dDyY+zZrGm=rGm+RTlnJJ反应商,2020/5/14,例,MnO2(s)+4H+(aq)+2Cl-(aq)Mn2+(aq)+Cl2(g)+2H2O(l),2020/5/14,例,计算723K、非标准态下，下列反应的rGm，并判断反应自发进行的方向。2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)分压/Pa1.01041.01041.0108,2020/5/14,rGm0，反应自发向左进行,2020/5/14,2-1-4使用rGm判据的条件,2-1-4使用rGm判据的条件,例如：2NaCl(s)2Na(s)+Cl2(g)rGm0反应不能自发进行,但如果采用电解的方法(环境对体系作电功),则可使其向右进行。,2020/5/14,723K,p(SO2)=p(O2)=1.0104Pa、p(SO3)=1.0108Pa的非标准态