概念、习题与解答
第二?/p>
化学反应基本原理
重点内容概要
1
、封闭系统影响反应方向的因素?/p>
焓减小(
?/p>
r
H
m
<0
)、熵增加?/p>
?/p>
r
S
m
>0
)都是有利因素。判断化学反应自发方向要综合
考虑系统?/p>
?/p>
r
H
m
?/p>
r
S
m
两个影响因素?/p>
吉布斯等温方程式?/p>
?/p>
r
G
m
=
?/p>
r
H
m
-T
?/p>
r
S
m
(
吉布斯函数定?/p>
G=H-TS
)
将焓和熵两个?/p>
素统一起来?/p>
2
、熵
熵是系统混乱度的量度?/p>
统计热力学定义:
S = kln
Ω
?/p>
熵值与温度、聚集状态、分子结构有关(
要求会利用规律比较熵值大?/p>
?/p>
同物、同温:
S(g)>S(l)>S(s)
同物、同状态:
S(
高温
)>S(
低温
)
同温、同状态:结构相似?/p>
S(
分子量大?/p>
)>S(
分子量小?/p>
)
?/p>
分子量相近时
S(
含原子数多的
)>S(
含原子数少的
)
S(
完美晶体?/p>
0K)=0
(热力学第三定律?/p>
熵增加原理:
?/p>
S
?/p>
隔离
?/p>
>0
—?/p>
隔离系统过程自发性判据?/p>
对于反应
?/p>
?
B
B
B
?
0
?
?/p>
?/p>
B
m
B
B
m
r
S
S
,
?/p>
?/p>
?/p>
?
B
m
S
,
——标准熵(可?/p>
298K
数据?/p>
规定
0
)
,
(
,
?/p>
?
aq
H
S
m
?/p>
?/p>
?/p>
)
(
TK
S
m
r
?/p>
)
298
(
K
S
m
r
?/p>
?/p>
(
前提是温度改变物质的状态没?/p>
)
3
、吉布斯函数
G=H-TS
S
T
H
G
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
(
等温条件下成?/p>
)
最小自由能原理?/p>
0
?/p>
?/p>
m
r
G
过程自发,反应向正反应方向进?/p>
0
?/p>
?/p>
m
r
G
过程非自发,反应向逆反应方向进?/p>
0
?/p>
?/p>
m
r
G
平衡状态——化学平衡热力学标志
?/p>
?/p>
)
(
T
G
m
r
B
p
p
RT
T
G
B
B
m
r
?/p>
?/p>
?/p>
)
/
(
ln
)
(
?/p>
?/p>
?/p>
Q
RT
T
G
m
r
ln
)
(
?/p>
?/p>
?/p>
?
?/p>
该式中反应商的写法要特别注意:气体代相对分压,溶液代相对浓度,固体、液体不
用代入。以计量系数(反应物
-
,生成物
+
)为指数连乘
?/p>
例如?/p>
MnO
2
(s)+2Cl
-
(aq)+4H
+
(aq)=Mn
2+
(aq)+Cl
2
(g)+2H
2
O(l)
(典型的反应?/p>
4
2
]
/
)
[(
]
/
)
[(
]
/
)
[(
]
/
)
[(
2
2
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
c
c
c
c
p
p
c
c
Q
H
Cl
Cl
Mn
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
?
)
2
9
8
(
)
2
9
8
(
,
K
G
K
G
B
m
B
f
B
m
r
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
因只?/p>
298.15K
的数据,所以该式只能计?/p>
298.15K
反应的标准摩尔吉布斯函数变)
)
15
.
298
(
298
)
298
(
)
298
(
K
S
K
K
H
K
G
m
r
m
r
m
r
?
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
?
?/p>
?/p>
m
r
m
r
m
r
S
TK
K
H
TK
G
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
)
298
(
)
(