山东理工大等1.2化学反应进行的方向SHANDONGUNIVERSITY OFTECHNOLOGY1.2.1化学反应自发性的判断1.自发过程的共同特征自发过程：在给定条件下，无需外界做功而能自己进行的反应或过程如：自由落体运动；热由高温物体传给低温物体，直至两者温度相等，都是自发过程
1.2.1化学反应自发性的判断 1.2 化学反应进行的方向 1.自发过程的共同特征 如：自由落体运动；热由高温物体传给低温 物体，直至两者温度相等，都是自发过程。 自发过程：在给定条件下，无需外界做功而能 自己进行的反应或过程
山东理工大家2.自发过程与烩变SHANDONG UNIVERSITYOFTECHNOLOGY自发过程与烩变的关系：放热反应△H0，若混乱度增加，△S>0,反应也能自发进行，如冰融化成水，碳酸钙受热分解等
2.自发过程与焓变 自发过程与焓变的关系： 放热反应 H0，若混乱度增加， S>0， 反应也能自发进行，如冰融化成水，碳 酸钙受热分解等
山东理工大家3.变与反应方向SHANDONGUNIVERSITY OFTECHNOLOGY(1)熵 S：混乱度的大小在热力学中用熵来量度摘与微观状态数关系为：S=klnQ,单位为：J·mol-1.K-1。k为玻耳兹曼常数，为1.38X10-23JK-1。2为介观微粒的状态数，又称混乱度，>1。体系的混乱度愈大(微观状态数越多)，熵越大。熵是状态函数，的变化只与始态、终态有关，而与途径无关
3.熵变与反应方向 (1) 熵 S：混乱度的大小在热力学中用熵来量度， 熵与微观状态数关系为： S = kln， 单位为：Jmol1 K1 。 Ω 为介观微粒的状态数，又称混乱度，Ω ≥1。 k 为玻耳兹曼常数，为1.38×10 –23 J·K–1 。 体系的混乱度愈大(微观状态数越多)，熵越大。熵 是状态函数，熵的变化只与始态、终态有关，而与途径 无关
山东理工大宝SHANDONG UNIVERSITYOFTECHNOLOGYI热力学第三定律任何纯净的完整晶态物质在0K时的摘值规定为零即：So(完整晶体，0K)=0；0K=-273.15°C，热力学零度心(a)(b)稍大于0K0K
I 热力学第三定律 任何纯净的完整晶态物质在0K时的熵值规定为零， 即：S0(完整晶体，0K) = 0； 0K=-273.15C，热力学零度 0 K 稍大于0 K
山东理工大家SHANDONGUNIVERSITYOFTECHNOLOGYII规定熵ST若纯物质完整有序晶体温度发生变化，0K→TK，则熵变值AS就为S~AS = Sr - S。= Sr - 0 = Sr, 所以Sr 可测,III标准摩尔se单位物质的量(1mol)纯物质在标准态下的规定熵称为该物质的标准摩尔熵（Sme），其单位为：J·mol-1.K-1,不指明温度就是常温(298.15K),一些物质在298.15K的标准摩尔熵值见附录2
II 规定熵ST III 标准摩尔熵S m 单位物质的量(1mol)纯物质在标准态下的规定熵称为 该物质的标准摩尔熵（Sm ），其单位为：Jmol -1 K-1 ,不 指明温度就是常温(298.15K),一些物质在298.15K的标准摩 尔熵值见附录2。 若纯物质完整有序晶体温度发生变化，0KTK，则熵变 值S 就为ST S = ST – S0 = ST – 0 = ST，所以ST 可测
山东理工大(2)影响熵值的因素SHANDONGUNIVERSITYOFTECHNOLOGY同一物质,S(高温)>S(低温),S(低压)>S(高压), S(g)>S()>S(s),S(aq)>S(s),分子量越大的物质值越大；分子量相同，构型复杂的熵大，如: S(CH,OCH3,g)S(纯净物)·对于化学反应，由固态物质变成液态物质，或由液体物质变成气态物质，熵值增加。在298.15K及标准状态下，稳定单质的标准摩尔摘SOm(B)￥0：
(2)影响熵值的因素 v同一物质, S(高温)>S(低温), S(低压)>S(高压), S(g)>S(l)>S(s)， S(aq)>S(s)， v分子量越大的物质熵值越大；分子量相同，构型复杂的熵大， 如： S(CH3OCH3 ,g)S(纯净物), v对于化学反应，由固态物质变成液态物质，或由液体物质变成 气态物质，熵值增加。 v在298.15K及标准状态下，稳定单质的标准摩尔熵S m(B)≠0；
山东理工大室(3)化学反应熵变的计算SHANDONGUNIVERSITY OFTECHNOLOGY对任一反应：pP+qQ=yY+zZ反应的熵变计算公式：△,Sme = [y Sm(Y) +z Sm(Z)-[p Sm(P) + q Sm(Q))BSOVBSo-Z(生成物)-A,Sm(反应物）mmBB
r Sm θ = [y Sm θ (Y) + z Sm θ (Z)]–[p Sm θ (P) + q Sm θ (Q)] 反应的熵变计算公式： 对任一反应： p P + q Q = y Y + z Z (3)化学反应熵变的计算 生成物） θ (反应物） m ( - θ m B B B B rSm v S v S
山东理工大客SHANDONGUNIVERSITYOFTECHNOLOGY例：计算 298. 15 K、标准状态下反应 CaCO,(s)→CaO(s)+CO2(g)的标准摩尔反应滴△Sm。解：CaCO,(s) → CaO(s) + CO2(g)91.738. 1Sme / (J.mol-1.K-1)213. 8BSoBSoA,Se-N(生成物)-Z(反应物）mmBB= 1× Sm°(CaO, s) + 1× Sm°(CO2, g) + (-1) Sm°(CaCO3, s)= [38. 1+ 213. 8- 91.71 J-mol-1.K-1= 160. 2 J-mol-1.K-1
例：计算 298. 15 K 、标准状态下反应 CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g) 的标准摩尔反应熵 r Sm θ 。 解： CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g) Sm θ / (Jmol1 K1) 91. 7 38. 1 213. 8 = 1 Sm θ (CaO, s) + 1 Sm θ (CO2 , g) + (1) Sm θ (CaCO3 , s) = [38. 1+ 213. 8 91.7] Jmol1 K1 = 160. 2 Jmol1 K1 生成物） θ (反应物） m ( - θ m B B B B rSm v S v S
山东理工大字1.2.2吉布斯自由能变与化学反应的方向SHANDONG UNIVERSITYOFTECHNOLOGY1.吉布斯自由能变（吉布斯函数变）1878年，美国物理化学家吉布斯，提出了一个新的状态函数，吉布斯自由能G定义为：G=H-TS吉布斯，J.W恒温过程中，化学反应的吉布斯自由能变为AG=A,H- TA,S△G也称为吉布斯函数变
G = H – T S ΔrG也称为吉布斯函数变。 1878年，美国物理化学家吉布斯，提出 了一个新的状态函数，吉布斯自由能G， 定义为： 1.2.2 吉布斯自由能变与化学反应的方向 1.吉布斯自由能变 （吉布斯函数变） 恒温过程中，化学反应的吉布斯自由能变为： Δr G = Δr H – T Δr S
山东理工大家2.吉布斯自由能变与化学反应的方向SHANDONGUNIVERSITY OFTECHNOLOGY化学反应方向的吉布斯判据为：恒温恒压下，一个化学反△G0A,Hm化学反应方向TA,Sm =A,Gm一>0放热、熵增，00吸热、滴减，任意T正向反应非自发进行>0>0吸热、熵增，较高T使△,G㎡<0，正向反应自发进行<0<0放热、减，较低T使△,Gm<0，正向反应自发进行
rHm TrSm = rGm 化学反应方向 0 0 0 吸热、熵减， 任意T正向反应非自发进行 >0 >0 吸热、熵增，较高T使rGm 0 逆向进行 恒温恒压下，一个化学反 应必然朝着吉布斯自由能减小 的方向进行。 2.吉布斯自由能变 与化学反应的方向 化学反应方向的吉布斯判据为：