第二炮兵工程学院大学化学课件 第九讲 3.2化学反应进行的方向与限度
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第二炮兵工程学院大学化学课件 上节内容主要讨论热力学第一定律的内容,解决相 变和化学反应热效应等能量转化问题。自然界发生的 切过程都遵守热力学第一定律,但许多过程虽然不违背 却不能实现。例如,室内一杯水,温度和室温相等,水 自动从环境吸热而使水温上升,环境温度下降,这是不 可想象的事,是不可能发生的。然而,这一过程一旦发 生,也不违背热力学第一定律,可见,单有热力学第 定律还是不能解决反应(物理的或化学的)过程是否自 动发生的问题。本节内容主要讨论在指定的温度、压力 和浓度等条件下,在所讨论的体系中,反应过程能否自 动发生,最后达到什么限度,这也是热力学第二定律要 解决的中心问题。 503教研室
第二炮兵工程学院 上节内容主要讨论热力学第一定律的内容，解决相 变和化学反应热效应等能量转化问题。自然界发生的一 切过程都遵守热力学第一定律，但许多过程虽然不违背， 却不能实现。例如，室内一杯水，温度和室温相等，水 自动从环境吸热而使水温上升，环境温度下降，这是不 可想象的事，是不可能发生的。然而，这一过程一旦发 生，也不违背热力学第一定律，可见，单有热力学第一 定律还是不能解决反应（物理的或化学的）过程是否自 动发生的问题。本节内容主要讨论在指定的温度、压力 和浓度等条件下，在所讨论的体系中，反应过程能否自 动发生，最后达到什么限度，这也是热力学第二定律要 解决的中心问题
第二炮兵工程学院大学化学课件 热力学第二定律 研究发现,决定一切热力学过程自发方向的 根本原因都是“热一功转换的方向性”,即一定 条件下:功可以100%转化为热,而热不可以 100%转化为功。 限于基本要求,不予详细讨论 热力学第二定律的发现,在历史上可分为二个 阶段: 通过实践总结出能量减小原理和熵增原理 然后归纳上升为热力学第二定律
第二炮兵工程学院 热力学第二定律： 研究发现，决定一切热力学过程自发方向 的 根本原因都是“热—功转换的方向性”，即一定 条件下：功可以100%转化为热, 而热不可以 100%转化为功。 限于基本要求，不予详细讨论 热力学第二定律的发现，在历史上可分为二个 阶段： 通过实践总结出 能量减小原理 和 熵增原理 然后归纳上升为热力学第二定律
第二炮兵工程学院大学化学课件 、化学反应的自发性 (一)自发过程 Water always flows 1)定义 dot 定条件下,系统无 需借助外力便可自动 发生的过程称为自发 过程 自发过程进行的原因:
第二炮兵工程学院 （一）自发过程 一、化学反应的自发性 Water always flows downhill 一定条件下，系统无 需借助外力便可自动 发生的过程称为自发 过程 1）定义 自发过程进行的原因：
第二炮兵工程学院大学化学课件 能量最低原理 ☆体系在一定条件下总是自发地把能量释 放出来,使势能降低—一E原理 ☆如:水高→低,物体高→低,电流电 势高→低 ☆一个化学反应,势能,即过程反应物→ 产物)的△H0
第二炮兵工程学院 能量最低原理 ☆体系在一定条件下总是自发地把能量释 放出来，使势能降低——E原理 ☆如：水 高→低，物体 高→低，电流 电 势高→低 ☆一个化学反应, 势能, 即过程(反应物→ 产物)的rH<0
第二炮兵工程学院大学化学课件 2)自发过程的特点 有明确的方向: 单向地从非平衡态向平衡态方向变化。 热传递:高温 低温 温度不一致T 温度一致 503教研室
第二炮兵工程学院 热传递：高温 低温 温度不一致 T 温度一致 2＞T1 T 2）自发过程的特点 有明确的方向： 单向地从非平衡态向平衡态方向变化
第二炮兵工程学院大学化学课件 °自发过程进行的限度:一定条 件下的平衡态 自发过程只要设计合理便可对外做功。 例如下列反应 Cu2++Zn=Cu+Zn2+ 设计成原电池,可做电功。 注意:不自发≠不可能;自 发≠迅速 503教研室
第二炮兵工程学院 自发过程只要设计合理便可对外做功。 例如下列反应 Cu2++Zn ＝Cu+Zn2+ 设计成原电池，可做电功。 自发过程进行的限度：一定条 件下的平衡态 注意：不自发不可能；自 发迅速
第二炮兵工程学院大学化学课件 3)自发过程的判据 过程 判据 限度 热的传递T2<T1 △T=0 △T=T2-T1<0 水的流动h2<h1 △h=0 △h=h2-h1<0 气体扩散p2≤p1 △p=0 △p=p2p1<0 503教研室
第二炮兵工程学院 过 程 判 据 限 度 热的传递 T2＜T1 △T＝ T2－T1 ＜0 △T＝0 水的流动 h2＜h1 △h＝ h2－h1 ＜0 △h＝0 气体扩散 p2＜p1 △p＝ p2－p1 ＜0 △p＝0 3）自发过程的判据
第二炮兵工程学院大学化学课件 ☆E原理是否总正确?是否唯一判定反应方 向的根据? ☆如:caco3s)==cao(s)+cO2(g)△Hn29 =177.6kJmo|。 ☆在850°C时吸热也能自发进行! △Hn(1123)≈△Hm298)=1776] ☆违反E原理的过程也自发!Why? 自然界一定存在另一规律:熵增原理
第二炮兵工程学院 ☆E原理是否总正确？是否唯一判定反应方 向的根据？ ☆如：CaCO3 (s) == CaO(s) + CO2 (g) rHm 298 =177.6 kJ·mol-1 。 ☆在850℃时吸热也能自发进行！ [ rHm (1123)rHm (298)=177.6 ] ☆违反E原理的过程也自发！ Why? 自然界一定存在另一规律：熵增原理
第二炮兵工程学院大学化学课件 (二)熵( entropy)的初步概念 要求:1)明确熵的物理意义 2)了解熵的一些基本性质 3)会计算化学反应的熵变
第二炮兵工程学院 （二） 熵(entropy)的初步概念 要求：1）明确熵的物理意义 2）了解熵的一些基本性质 3）会计算化学反应的熵变