2-4-2化学反应进行的方向

第二章 化学反应的能量和方向
2. 定压热Qp (1)定义 系统变化过程中系统自身压力与作用 于系统的外压相等且大小保持恒定，此过 程的热为定压热。 (2)特点 若系统的定压变化过程中只做体积功， 所吸收的热全部用于增加系统的焓。 Qp=ΔH 。 如何得到上述结论？ 17
第二章 化学反应的能量和方向
5
第二章 化学反应的能量和方向
二、系统的状态函数
（1） 状态 系统一切性质的总和，其物理和化学性质的 综合表现。 （2）状态函数的概念 由状态决定的性质称为状态函数，如p, T ,V。
6
第二章 化学反应的能量和方向
（3）状态函数的特点 a. 单值性：系统的一个状态对应一组状态 函数（状态一定，状态函数一定）。 b. 状态函数的变化只与系统的初始状态和 终了状态有关，即与过程有关而与途径无关。
第二章 化学反应的能量和方向
(4)状态函数的分类 a. 质的特征的状态函数 表示系统的强度性质，不具有加和性,与物质 组成多少无关。如密度、硬度、温度等。 b. 量的特征的状态函数 表示系统的广延性质，具有加和性，与整体 和部分中所含物质的多少成正比。如质量、体积 等。
10
第二章 化学反应的能量和方向
第二章 化学反应的能量和方向
因为 W = W非体积+ W体积，而且 W非体积 = 0， W体积 =？ 所以 恒压过程：p始=p终=pe=常数 W体积 =-peSΔr =-peΔV=-pΔV pe
Δr
pe p终
p始
Qp=ΔU-W体积=ΔU+pΔV =(U1-U2)+p(V1-V2） =(U2+pV2)-(U1+pV1) 设 H=U+pV Qp=H2-H1=ΔH

3.(2020·兰州期中)下列说法正确的是 A.凡是放热反应都是自发的，因为吸热反应都是非自发的 B.自发反应的现象一定非常明显，非自发反应的熵一定减小
√C.常温下，反应C(s)＋CO2(g) 2CO(g)不能自发进行，则该反应的ΔH＞0
D.反应2Mg(s)＋CO2(g)===C(s)＋2MgO(s)能自发进行，则该反应的ΔH＞0
正误判断
(1)放热反应一定能自发进行( × ) (2)同种物质不同状态时熵值不同，气态时最大( √ ) (3)熵增的反应一定能自发进行( × ) (4)自发反应在任何条件下均可发生( × ) (5)过程自发性不仅能用于判断过程的方向，还能确定过程发生的速率( × )
归纳总结
焓变(ΔH) ＜0 ＞0 ＜0 ＞0
√D.2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1
焓判据能够说明放热反应为自发反应
2.下列对熵变的判断中不正确的是 A.少量的食盐溶于水中：ΔS＞0 B.炭和氧气反应生成CO(g)：ΔS＞0
√C.气态水变成液态水：ΔS＞0
D.CaCO3(s)受热分解为CaO(s)和CO2(g)：ΔS＞0
C.反应焓变是决定反应能否自发进行的唯一因素 D.固体的溶解过程与熵变无关
6.(2020·日照调研)已知：(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g) ΔH＝ ＋74.9 kJ·mol－1，下列说法正确的是
√A.该反应中熵变、焓变皆大于0
B.该反应是吸热反应，因此一定不能自发进行 C.碳酸盐分解反应中熵增加，因此任何条件下所有碳酸盐分解一定能自
2.熵变与反应的方向 (1)熵、熵变的概念
S
混乱程度
ΔS
(2)熵值大小 ①体系的熵值：体系的混乱程度 越大，体系的熵值就 越大 。 ②同一物质的熵值：S(g)＞S(l) ＞ S(s)，同一条件下，不同物质的熵值不同。

第2章化学反应的方向、限度与速率第1节化学反应的方向一、反应焓变与反应方向1、ΔH < 0有利于反应自发进行，但自发反应不一定要ΔH < 0。

焓变只是反应能否自发进行的一个因素，但不是唯一因素。

只根据焓变来判断反应方向是不全面的。

二. 反应熵变与反应方向1. 熵：用来度量体系混乱程度的物理量。

2. 符号：S 单位：J·mol1·K13. 体系混乱度越大，熵值越大。

纯物质的熵值的大小与物质的种类、数量、聚集状态以及温度、压强等因素有关。

例如，同一条件下，不同物质的熵不同；同一物质，S(g)>S(l)>S(s)。

4、熵变(ΔS)和熵增原理ΔS = 反应产物的总熵－反应物的总熵对于确定的化学反应，在一定条件下具有确定的熵变。

ΔS > 0 反应体系混乱度增大ΔS < 0 反应体系混乱度减小ΔS＞0的反应，其数值越大越有利于反应自发进行，但不绝对，熵减小的反应也有能自发进行的。

注意：（1）与焓变类似，熵变只是反应能否自发进行的一种因素；（2）熵变( ΔS )只取决于体系的始态和终态，与变化的途径无关；（3）熵判据只判断一定条件化学反应能否自发进行，与化学反应速率无关。

总结：自发过程的两大变化趋势：（1）能量趋于减小（焓减）（2）混乱度趋于增大（熵增）三.用焓变与熵变综合判断反应方向研究表明，在等温、等压及除了体积功以外不做其他功的条件下，化学反应的方向可以用反应的焓变和熵变来综合判断，判据为ΔH －TΔS。

ΔH －TΔS < 0 反应正向能自发进行ΔH －TΔS = 0 反应达到平衡状态ΔH －TΔS > 0 反应正向不能自发进行在等温、等压及除了体积功以外不做其他功的条件下，自发反应总是向着ΔH －TΔS < 0 的方向进行，直到达到平衡状态。

该判据指出的是化学反应正向进行的趋势。

大大高小小低小大皆行大小皆停第2节化学反应限度一、化学平衡常数1、化学平衡常数定义：在一定温度时，当一个可逆反应达到平衡状态时，生成物平衡浓度的幂之积与反应物平衡浓度的幂之积的比值是一个常数.简称：平衡常数符号：K单位：(mol·L1) c+dabaA + bB ⇌cC + dD2、化学平衡常数关系式书写规则(1)如果反应中有固体和纯液体参加，它们的浓度不应写在平衡关系式中，因为它们的浓度是固定不变的，化学平衡关系式中只包括气态物质和溶液中各溶质的浓度。

无 机 化 学 电 子 教 案
广西大学化学化工学院
2、混乱度因素 、 (1)、概念 、 混乱度指系统中质点排列和运动的无序 表示。 性。用Ω表示。 A、 Ωg>Ωl>Ωs； 、 Ω Ω B、T↗，则Ω↗； 、 ↗ C、对气体系统，P↗，则Ω↘。 、对气体系统， ↗
无 机 化 学 电 子 教 案
广西大学化学化工学院
无 机 化 学 电 子 教 案
第二章 化学反应的方向
四 平 大 衡
无 机 化 学 电 子 教 案
目录
基本要求 §2-1 化学反应的自发性 §2-2 熵、熵变及规律 §2-3 吉布斯自由能变和化学反应的方向 小结 习题精选
无 机 化 学 电 子 教 案
广西大学化学化工学院
基本要求： 基本要求：
1、了解自发过程的特征及遵循的规律。 、了解自发过程的特征及遵循的规律。 2、了解混乱度和熵的概念，掌握反应熵 、了解混乱度和熵的概念， 变的计算及变化规律。 变的计算及变化规律。 3、了解吉布斯自由能的定义及其与吉布 、 亥姆霍兹方程的关联。 斯-亥姆霍兹方程的关联。 亥姆霍兹方程的关联 4、掌握吉布斯自由能判据公式并训练应 、 用其判断反应的方向。 用其判断反应的方向。 5、掌握标准吉布斯自由能变的计算。 、掌握标准吉布斯自由能变的计算。
任何温度下反应非自发 任何温度下反应均自发 低温下反应非自发 高温下反应自发 低温下反应自发 高温下反应非自发
低温： － 低温：<0 － 高温：>0 高温：
例2-2： ：
例2-3： ：
无 机 化 学 电 子 教 案
小结
一、熵
1、概念 、 2、特点 、 3、规律
二、标准熵变的计算 标准熵变的计算