兰州交通大学：《工程化学》课程教学课件（PPT讲稿）第一章 化学热力学基础（第二定律）

维原一一章？动早 使用教材：许力等编著，《工程化学》，兰州大学出版社 授课对象：非化学类各专业学生 主讲教师：董文魁、许力、李静萍等

使用教材：许力等编著，《工程化学》，兰州大学出版社 授课对象：非化学类各专业学生 主讲教师：董文魁、许力、李静萍等

学习目的和要求： 掌握自发过程的定义，掌握熵、熵变和绝 对熵的概念、意义。 掌屋化学反应的标准摩尔吉布斯函数的引 入和△rGm(T)的近似计算，能用其判 定化学反应进行的方向。 掌握热力学第二定律

学习目的和要求: 掌握自发过程的定义. 掌握熵、熵变和绝 对熵的概念、意义。 掌握化学反应的标准摩尔吉布斯函数的引 入和△rGθm（T）的近似计算，能用其判 定化学反应进行的方向。 掌握热力学第二定律

本章节重点、难点 自发过程；熵、熵变和绝对熵的概 念、意。化学反应的标准摩尔吉青 布斯函数的引入和△rGm(T)的近 似计算，（化学反应的方向和吉布斯 函数；化学反应进行的程度)；化学 反应的标准摩尔吉布斯自由能函数变 △rG0m(T)的近似计算；用 △rGm(T)判定化学反应进行的方 向。热力学第二定律

本章节重点、难点 自发过程； 熵、熵变和绝对熵的概 念、意义。 化学反应的标准摩尔吉 布斯函数的引入和△rGθm（T）的近 似计算，（化学反应的方向和吉布斯 函数；化学反应进行的程度）；化学 反应的标准摩尔吉布斯自由能函数变 △rGθm（T）的近似计算； 用 △rGθm（T）判定化学反应进行的方 向。热力学第二定律

学时分配 1,自发过程与其相关的概念(0.5学时) 2.熵、熵变和绝对熵的概念、意义(2学 时)。 3,化学反应的标准摩尔吉布斯函数的引入和 △rG0m(T）的近似计算，能用其判定化学 反应进行的方向。(2学时)

学时分配 1. 自发过程与其相关的概念（0.5学时）。 2. 熵、熵变和绝对熵的概念、意义（2学 时）。 3. 化学反应的标准摩尔吉布斯函数的引入和 △rGθm（T）的近似计算，能用其判定化学 反应进行的方向。（2学时）

1自发变化 水从高处流向低处： 热从高温物体传向低温物体； 铁在潮湿的空气中锈蚀； 锌置换硫酸铜溶液反应： Zn(s)+Cu2+(aq)Zn2+(ag)+Cu(s) 在没有外界作用下，系统自身发生 变化的过程称为自发变化

1 自发变化 •水从高处流向低处； •热从高温物体传向低温物体； •铁在潮湿的空气中锈蚀； •锌置换硫酸铜溶液反应： 在没有外界作用下，系统自身发生 变化的过程称为自发变化。 Zn(s)+Cu2+(aq) Zn2+(aq)+Cu(s)

2焓和自发变化 许多放热反应能够自发进行。例如： Hgr20,g)→H00 △H298K=-285.83 kJ'mol- H(aq)+OH(aq)→H2O) △H(298K)=-55.84 kJmol- 最低能量原理（焓变判据）： 1878年，法国化学家M.Berthelot和丹麦 化学家J.Thomsen:提出：自发的化学反应趋 向于使系统放出最多的能量

许多放热反应能够自发进行。例如： 最低能量原理（焓变判据）： 1878年，法国化学家M.Berthelot和丹麦 化学家 J.Thomsen提出：自发的化学反应趋 向于使系统放出最多的能量。 2 焓和自发变化 (298K) = -285.83kJ·mol-1 △ rHm H2 (g)+ O2 (g) → H2O(l) 2 1 (298K) = -55.84kJ·mol-1 △ rHm H+ (aq) + OH- (aq) → H2O(l)

有些吸热反应也能自发进行。例如： NH,Cl(s)→NH'(aq)+C(aq） △rH-9.76 kJ.mol- CaCO(s)△，CaO(s)+CO2(g) △rl9=17832 kJmol-1 H,0010C HO(g〉 △/=44.0 kJ:mol-1 焓变只是影响反应自发性的因素之一， 但不是唯一的影响因素

焓变只是影响反应自发性的因素之一， 但不是唯一的影响因素。 有些吸热反应也能自发进行。例如： ⎯⎯⎯⎯→ 100 C H2O(l) H2O(g) CaCO3 (s) CaO(s)+CO2 (g) NH4Cl (s) →NH4 + (aq)+Cl- (aq) = 9.76kJ·mol-1 △ rHm = 178.32kJ·mol-1 △ rHm = 44.0kJ·mol-1 △ rHm

3 混乱度、熵和微观态数 1.混乱度 许多自发过程有混乱度增加的趋势。 ·冰的融化 建筑物的倒塌 系统有趋向于最大混乱度的倾向 系统混乱度增大有利于反应自发地进行

1.混乱度 • 冰的融化 • 建筑物的倒塌 系统有趋向于最大混乱度的倾向， 系统混乱度增大有利于反应自发地进行。 3 混乱度、熵和微观态数 许多自发过程有混乱度增加的趋势

2.熵和微观状态数 嫡是表示系统中微观粒子混乱度的一个 热力学函数，其符号为S。 系统的混乱度愈大，熵愈大。 嫡是状态函数。 嫡的变化只与始态、终态有关，而与途 径无关

熵是表示系统中微观粒子混乱度的一个 热力学函数，其符号为S。 系统的混乱度愈大，熵愈大。 熵是状态函数。 熵的变化只与始态、终态有关，而与途 径无关。 2.熵和微观状态数