同济大学：《普通化学》课程教学资源（PPT课件讲稿）第一章 化学反应的基本规律（1.3）化学反应的方向

普通化学第一章 第三节:化学反应的方向 熵增加和吉布斯自由能减少

1 第三节：化学反应的方向 ——熵增加和吉布斯自由能减少 普通化学 第一章

本节重点讲述: 自发过程与化学反应的方向性 物质的标准熵与化学反应的熵变 吉布斯自由能

2 本节重点讲述： •自发过程与化学反应的方向性 •物质的标准熵与化学反应的熵变 •吉布斯自由能

一、自发过程与化学反应的方向性 什么是自发过程 ?什么是化学反应的方向 ?自发过程、自发反应有哪些共同的特点

3 一、自发过程与化学反应的方向性 ？ 什么是自发过程 ？ 什么是化学反应的方向 ？ 自发过程、自发反应有哪些共同的特点

1、什么是自发过程 无须外力的干涉,“任其自然,不去管它 便能自动进行下去的过程,称为自发过程。 P2>P1 h2>h1 墨滴 → 气体→ 液体→ 扩散

4 1、什么是自发过程 无须外力的干涉，“任其自然，不去管它， 便能自动进行下去的过程，称为自发过程。 T2 > T1 P2 > P1 h2 > h1 墨滴 Q→ 气体→ 液体→ 扩散

什么是化学反应的方向 指的是化学反应自发进行的方向,例如: 2H2+O2=2H2O Zn H2SO4=ZnSO4 H2 AgNO3 NaCl= AgCl Na NO3

5 2、什么是化学反应的方向 指的是化学反应自发进行的方向，例如： 2 H2 + O2 = 2 H2O Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2 AgNO3 + NaCl = AgCl + Na NO3

3、自发过程、自发反应有哪些共同的特点? a)向自发,逆向则为非自发,但非自发并不等 于不可能,只是说需要外力的推动。 b)自发的过程进行有一定的限度,即最终达到平 衡。 c)自发的过程的内在推动力是什么? A、能量倾向于较低,例如放热反应 B、混乱度倾向于增加

6 3、自发过程、自发反应有哪些共同的特点？ a)单向自发，逆向则为非自发，但非自发并不等 于不可能，只是说需要外力的推动。 b)自发的过程进行有一定的限度，即最终达到平 衡。 c)自发的过程的内在推动力是什么？ A、能量倾向于较低，例如放热反应 B、混乱度倾向于增加

历史上曾有人,用焓变作为化学反应的方向性的 判据。但对有些情况,遭到了失败。例如 水的蒸发(吸热) NH4C的溶解 N2O5=2NO2+1/2O2 这种失败,其原因是,只考虑了化学反应能量这 个方面的因素。但决定整个化学反应方向的还有另外 个重要因素,即:“混乱度”的因素。因此,要全 面考察化学反应的方向,还必须引入一个新的热力学 状态函数熵

7 历史上曾有人，用焓变作为化学反应的方向 性的 判据。但对有些情况，遭到了失败。例如： 水的蒸发（吸热） NH4Cl的溶解 N2O5 = 2 NO2 + 1/2 O2 这种失败，其原因是，只考虑了化学反应能量这一 个方面的因素。但决定整个化学反应方向的还有另外 一个重要因素，即：“混乱度”的因素。因此，要全 面考察化学反应的方向，还必须引入一个新的热力学 状态函数——熵

二、物质的标准熵与化学反应的熵变 ?体系的混乱度与熵 ?热力学第三定律与物质的标准摩尔规定熵 ?化学反应的标准摩尔熵变 ?熵变与化学反应的方向—热力学第二定律

8 二、物质的标准熵与化学反应的熵变 ？ 体系的混乱度与熵 ？ 热力学第三定律与物质的标准摩尔规定熵 ？ 化学反应的标准摩尔熵变 ？ 熵变与化学反应的方向——热力学第二定律

1、体系的混乱度与熵 混乱度:排列的无规律、不整齐的 程度 熵:表征体系混乱度的一种状态函 数 体系的熵,就是指体系的混乱度,指 体系内部所有物质的威力排列不整齐 无规则的程度

9 1、体系的混乱度与熵 混乱度：排列的无规律、不整齐的 程度 熵：表征体系混乱度的一种状态函 数 体系的熵，就是指体系的混乱度，指 体系内部所有物质的威力排列不整齐、 无规则的程度

什么情况下,混乱度过增加? 物质的三态 固态<液态<气态 溶解的过程 溶质的分子与溶剂的分子混合到一起 化学反应 反应前后,气态物质的总分子数增加 Caco,= Cao+ co 温度 温度越高,混乱度越大,熵值越大

10 什么情况下，混乱度过增加？ • 物质的三态 固态 < 液态 < 气态 • 溶解的过程 溶质的分子与溶剂的分子混合到一起 • 化学反应 反应前后，气态物质的总分子数增加 CaCO3 = CaO + CO2 • 温度 温度越高，混乱度越大，熵值越大