第4章-化学热力学初步 近代化学导论课件.ppt

第4章 化学热力学初步 第4章 化学热力学初步 第4章 化学热力学初步 第4章 化学热力学初步 一、热力学中的一些常用术语 一、热力学中的一些常用术语 一、热力学中的一些常用术语 一、热力学中的一些常用术语 一、热力学中的一些常用术语 一、热力学中的一些常用术语 一、热力学中的一些常用术语 一、热力学中的一些常用术语 一、热力学中的一些常用术语 一、热力学中的一些常用术语 二、热力学第一定律、热化学和盖斯定律 1. 热力学第一定律 1. 热力学第一定律 2. 热化学与热化学方程式 （1）热化学 （2）反应热 （3）焓和焓变 （3）焓和焓变 （4）热化学方程式 （4）热化学方程式 （5）热力学标准态 3. 盖斯定律 3. 盖斯定律 3. 盖斯定律 4. 生成焓和标准生成焓 （1）生成焓和标准生成焓 （2）稳定单质 （3）标准生成焓与反应热的关系 （3）标准生成焓与反应热的关系 （3）标准生成焓与反应热的关系 （3）标准生成焓与反应热的关系 三、热力学第三定律和标准熵 1. 化学反应的自发性 1. 化学反应的自发性 1. 化学反应的自发性 1. 化学反应的自发性 2. 熵及熵变对反应方向的影响 2. 熵及熵变对反应方向的影响 2. 熵及熵变对反应方向的影响 2. 熵及熵变对反应方向的影响 3. 热力学第三定律和标准熵 3. 热力学第三定律和标准熵 3. 热力学第三定律和标准熵 3. 热力学第三定律和标准熵 3. 热力学第三定律和标准熵 3. 热力学第三定律和标准熵 3. 热力学第三定律和标准熵 四、热力学第二定律和吉布斯自由能 1. 吉布斯自由能 1. 吉布斯自由能 1. 吉布斯自由能 1. 吉布斯自由能 1. 吉布斯自由能 2. 热力学第二定律 3. 标准生成吉布斯自由能 3. 标准生成吉布斯自由能 3. 标准生成吉布斯自由能 4. 温度对吉布斯自由能变化的影响 4. 温度对吉布斯自由能变化的影响 4. 温度对吉布斯自由能变化的影响 4. 温度对吉布斯自由能变化的影响 4. 温度对吉布斯自由能变化的影响 4. 温度对吉布斯自由能变化的影响 五、小结 五、小结 五、小结 作业 （1）当?H＜0（放热），?S ＞0（混乱度增大）时： ?G 恒为负值，反应在任何温度下都可自发进行，有利于过程的自发性，例如： 2H2O2(g) → 2H2O(g) + O2(g) （2）当?H ＞0（吸热），?S ＜0（混乱度减小）时： ?G 恒为正值，反应在任何温度下都不能自发正向进行，例如： CO (g) → C(s) + O2(g) ?G = ?H – T ·?S （3）当?H ＞0（吸热），?S ＞0（混乱度增大）时： 只有T 值很大时， 才可能使?G 为负值，故反应需在高温下才能自发进行，例如： CaCO3(s) → CaO(s) + CO2(g) （4）当?H＜ 0（放热），?S ＜0（混乱度减小）时： 只有T 值很小时， 才可能使?G为负值，故反应需在低温下才能自发进行，例如： HCl (g) + NH3(g) → NH4Cl(s) 水冻成冰的过程也是只有在低温下才能自发进行的一个很好的实例。 对于?H 和?S 的正负号相同的反应（即?H＞0, ?S＞0和?H＜0，?S＜0），改变反应温度，反应存在从自发到非自发、或者从非自发到自发的转变，这个转变的温度称为转向温度T转。 在转向温度T转时，系统处于平衡状态，可得： ?GT ≈?H298K – T·?S298K = 0 ? ? ? 当温度高于T转时，反应自发； 对于?H＞0，?S＞0的反应： 当温度低于T转时，反应自发。 对于?H＜0，?S＜0的反应： (4-9) ?GT ≈?H298K – T·?S298K = 0 ? ? ? T转 = ? ?S298K ? ?H298K 反应物 产物 各种单质 3 2 1 ∑?f Hm （产物） ? ∑?f Hm （反应物） ? ?r Hm ? 途径1=途径(2+3) ?H3= ?H1－?H2 可以用物质的标准生成焓数据计算化学反应的热效应。由上图可得出一个计算化学反应的反应热或称为反应的焓变的公式： (4-3) ?rHm =∑?f Hm(产物)-∑?fHm(反应物) ? ? ? 要求会查表用标准生成热?f Hm 数据 求算某一反应的焓变?r Hm。 ? ? 2Na2O2(s)+2H2O(l)→4NaOH(s)+O2(g) 求下列反应的标准摩尔反应热?rHm： ? 解：由(4-3)式计算 ?rHm =∑?f Hm(产物)–∑?f Hm (反应物) = [4?f