上大无机化学A第三章化学热力学

第三章化学热力学初步

第一节化学反应中的能量关系第二节热力学第一定律－能量守恒定律第三节热效应，焓第四节化学反应的方向第一节化学反应中的能量关系一、引言对化学工作者而言，在研究一个特定的化学反应时常关心以下几个问题：(1)反应是否能自发进行（反应的方向）？通过理论计算来解决问题而不是靠实验。(2)如果反应能自发进行，它可以进行到何种程度（反应的限度）？(3)整个反应过程中的能量变化是多少？放热还是吸热？(4)反应的速率大小（反应是否有实际意义）？本章要解决前三个问题，其余的留待下一章解决。二、热力学常用术语1、体系和环境

被研究的物质称为体系。也就是说为了研究的需要把周围的物质和空间隔离开来的被研究的对象。

而体系以外的与体系有密切关系的周围部分称为环境。HCl＋NaOH桌子研究对象系统环境敞开体系：体系和环境之间既有物质交换又有能量的交换。封闭体系：体系和环境之间没有物质交换只有能量的交换。孤立体系：体系和环境之间既没有物质交换又没有能量的交换。Matter(H2O)Heatflow系统和环境Heatflow敞开体系封闭体系孤立体系2、体系的性质

根据体系中物质的量的关系，体系的性质可分为：(1)广度性质(亦称容量性质)如体积、质量等。(2)强度性质

此种性质的数值不随体系中物质的总量而变，它仅由体系中物质本身的特性所决定，也就是没有加合性。如温度、密度等。3、状态和状态函数体系中所有物理性质和化学性质的总和即为状态。也就是说一个体系的物理性质和化学性质都确定了，则称为一个状态。如：气体的状态可由压力、体积、温度及各组分物质的量等物理量来决定。如果其中的一个或多个物理量发生改变时，体系即由一种状态变为另一种状态。对于一个体系来说当其处于不同状态时，其性质必然有所不同。这些用来描述规定状态的性质用数学术语来讲称它们为“状态函数”。状态函数的特征

状态函数的变化只决定于体系的始态和终态，而与变化的途径无关，状态一定值一定，殊途同归变化等(与始终态有关而与途径无关），周而复始变化零。4、过程与途径我们把状态发生变化的经过称为过程。又分为：

恒温过程：过程中体系的温度保持不变。

恒压过程：过程中体系的压力保持不变。

恒容过程：过程中体系的容积保持不变。

绝热过程：过程中体系与环境热交换为零。体系由始态变到终态，可以用不同的方式，我们称之为途径。第二节热力学第一定律－能量守恒定律一、热与功热与功是能量转换的两种形式。1、热(q)热力学规定:体系从环境吸热，q取正值(吸热q>0);

体系向环境放热,q取负值(放热q<0).2、功(w)(1)体积功(膨胀功):在热力学中,将气体体积发生变化时(膨胀或压缩)反抗外力作用而与环境交换的功称为“~”.w=—P外×△V热力学规定:

气体体积膨胀,体系对环境做功,w取负值(w<0);

气体体积压缩,环境对体系做功,w取正值(w>0).(2)非体积功:除体积功以外的所有的功称为“~”.

二、热力学第一定律－能量守恒定律4

热力学的基本概念和常用术语热力学中，称我们要研究的任何一部分真实世界为系统(旧称体系)。1

系统和环境未选为系统部分的一切事物为环境。HCl＋NaOH桌子研究对象系统环境Matter(H2O)Heatflow系统和环境Heatflow敞开体系封闭体系孤立体系根据体系与环境之间物质与能量的交换孤立体系封闭体系敞开体系

能量×√√

物质××√

热力学中，我们主要研究封闭体系。

2

状态与状态函数

状态：热力学平衡态，是体系物理、化学性质的综合表现。

状态函数：用来说明、确定系统所处状态的宏观物理量。如n、T、V、p……，是与系统的状态相联系的物理量。状态函数的特性①定值性——状态确定，状态函数确定。系统的变化，用状态函数的改变来描述。②状态函数的改变，只与过程有关，而与途径无关。在计算有关状态函数变化的问题时，只需明确系统的始态和终态即可，而不需考虑具体的变化途径。③同一体系，状态函数之间相关。状态石函数码的分类(1樱)容量斗性质:即广赛度性独质，组如V，m，U，H等，忠具有酒加和跟性。(2贪)强度盲性质：如T，p，c，ρ等，瓣不具杏有加唐和性赛。3过程谣和途恩径在一愚定的殃环境叠下，除体系霸状态蜓发生良变化当的经蹈过称据为过鸟程，怜而把陡完成星这个介过程她的具蛾体步冶骤称渐为途岛径。n(H2)＝1molT

＝100Kp

＝100kPan(H2)＝1molT

＝200Kp

＝100kPan(H2)＝1molT

＝200Kp

＝300kPan(H2)＝1molT

＝100Kp

＝300kPa1432等温过程定压过程定压过程等温过程4功和住热系统摘状态牧变化且时与珍环境嫩间的仿能量欲交换饥的三档种形辱式：(1嫂)热(h拉ea拔t)(2有)功(w却or趟k)(3岗)辐射(r述ad唐ia立ti没on客)热力糟学中惕，只宅研究躺系统梨在过弓程中柴与环僵境以热和待功两种烘形式披交换松的能果量。热①查由钞于温谷度差级引起完的能水量从梁环境瓣到系表统的诉流动②毅热升交换韵过程邮中，畏体系低发生舱化学岔变化则或相旨变。(变化违过程嫂中，模温度姐不变)热用脾符号Q表示伐，SI单位逃为J。规定活：若系衡统吸伍热，Q>固0系统们放热疼，Q<0功是鸟由于慕压力身差或冤其他软机电封“力各”引蒜起的割能量掩从环业境到蒸系统逃的流蜘动。功用披符号W表示苗，功甜的SI单位器为J。规定筝：斯若系统涉对环狭境作毁功，W<0；环境咱对系握统作匹功，W>0。功①劈燕体来积功乐是系葡统体局积变冻化时慌所作克的功男。②甲其慰他各盼种形袜式的泡功统弓称为俊非体认积功障，如适电功缓、系猜统表捧面积避变化上时所件作的段表面躺功等继。计算乔理想茄气体稍在定秋压膨猛胀过般程中劝所作捏的体读积功定压笑过程伯：环降境压汗力(外压)保持含不变敞的条合件下舟，系锁统始领态、挣终态驴压力坚相同放且等驼于环遭境压阳力的萍过程兼：p1＝p2＝pe＝常数W＝peSl＝peV＝pVF＝peS体积栗功示灰意图①锐热和眠功是创与过黄程相您联系船的物覆理量精，系票统不中发生拔变化已，就辟没有蔽热或绸功，鞋故热看和功革均不注是状联态函览数。②值在处悠理热合和功贺的问佣题时酬，不把仅要茎考虑桶过程李，还智必须露考虑距途径。热和蓄功均仅不是扶状态春函数一定拆量的嫩理想贷气体滤，从街压强p1＝16恨×1务05Pa，体芝积V1＝1×墨10－3m3经过捷两个毁途径碰分别动恒温毙膨胀防至压构强p2＝1×障105Pa，体根积V2＝16予×1诸0－3m3的状兵态。p1＝16V1＝1p1＝1V＝16p外＝1p1＝16V1＝1p1＝8V＝2P外＝8p1＝1V＝16p外＝1p16乎V16烧Vp始终轮态相苦同，开经过贼两个纷不同瓜途径钓做的荷功不残相等善。2－2热化羞学主要仿解决讽过程泪的能敏量效储应问很题，裂计算特过程诱的功纤和反浸应热谷。ΔU＝Q＋W’＋W体＝Q＋W体①瞧在颠计算场应用查过程忘中，缩慧不考箭虑非山体积积功。即：W’＝0②忠化芒学反州应发掌生后勉，T始＝T终例1：计博算下至列情扫况下懒体系呢内能租的变规化：（1）体激系吸暮收28付0J热，蝴并对主环境挠作了46职0J功；（2）体似系放府出20枯kJ的热今，并堡对环浓境作鼓了15筋0J功。解：纲（1）根△U＝q+叠w＝28饭0－46帮0＝肠－18吸0J（2）途△U＝q+绪w＝－20－0.土15＝岭－20返.1赴5k稿J例2：37枣3K，1m朋ol水汽面化成张同温购下，10少1.脊3k揭pa水蒸闯汽，买当外捕压为10闻1.得3k颜pa时，迅每蒸夜发1雪克水筋需吸有热2暮25什9J，1克水川的体名积为1.陆04艺3m遵l,蒸发废后体旧积为16汪77鱼ml尾,求此页过程梳的q、w、△U。解：q吼=志22尸59担×M采(H2O)压=洽2怒25偶9×侦18纠.0隶2=矮40侨70堆1J睁=仙40湿.7城kJw=补—凳P外×△洁V=拿-1付.0漫13参×1功05pa×(寨16中77监-1葵.0忠)×逮18塔.0津2×婆10-6m-3=-鹿31营38J=弊-3絮.1戴4k河J△U垮=q+醋w=敢40冒.7具-3飞.1彻=向3单7.治6k兆J第三荡节侧热效沉应，偶焓一、捎热效室应：喂在等王温条涝件下该（反喉应发烂生后核，使纳产物成的温系度恢拦复到疼反应咽物的脱起始贝温度增），升化学蜂反应按放出躁或吸反收的库热量斩称为竿化学国反应蒙的“愚～”障。根据哪：攀△U并=q+言w，如济果体黄系只扮做体驰积功洒则有拿：△U右=籍q－p枪×△衡V恒容架热效雷应(qV)：因为△V会=欣0所以qV=屿△U恒容径过程缘瑞中，访体系厉吸收俗或放搅出的浆热量静全部肯用于著体系咽内能泡的改健变。恒压颂热效昆应(qp)－焓绸（H)末:恒压沸：体参系的宾压力葛不变买，且救等于判外压累，△U喉=qp－p致×△出V（U2-U1)=qp－p枪×(限V2-V1)整理夸一下蔬得：qp=（U2+P蓄V2)辛-哄(U1+P药V1)我们单定义脑：U+裳PV劣=H得到泰一个侦新的腐状态趴函数巾－焓（H）。有关斩焓的控讨论北：（1）慰焓是涉状态骂函数逃；（2）一凳个封可闭体乳系，在恒臂压，障体系谎只做狼体积贺功的侵条件冤下，体系少在化鼻学反阁应过胶程中权吸收既或放赢出的炒热量液全部现用于早使体栋系的没焓发qp=蔬△H（3）焓觉具有容量捎性质；（4）对达化学沸反应煤而言篮：ΔH＞0吸热卖反应ΔH＜0放热泥反应①著对专液体飞或固努体：ΔV＝0Qp＝ΔH≈ΔU②桌对黎有气顺体变域化的果反应暴：根据pV＝nR盼T在恒辩温、译恒压崭下，pΔV＝ΔngRTΔH＝Qp＝ΔU＋pΔV＝ΔU＋ΔngRT（5）当奶温度毫发生鹊改变歪时，逐体系冤的焓澡值也暴发生漠改变单，但就是，化学源反应耳的焓间变在用一定润的温龄度范押围内垦基本推不变泳。3反应负进度阳概念表示危化学砌反应冬进行稻程度我的物推理量符号ξ，单位睁为mo培lΔξ＝ΔnB/νB对于车任意项一个服反应νAA＋νBB＝νGG＋νHH对于扬指定绝的化域学计辅量方鲁程，岸当ΔnB等于νB时，艰反应轿进度新为1，表大示各邮物质机按计驴量方亦程进左行的塔完全密反应4Qp和QV的关迎系

(I)恒压过程H1生成物IT1p2V1n2生成物ⅡT1p1V2n2反应物

T1p1V1n1(II)恒容过程H2H3(III)ΔH1＝ΔH2＋ΔH3即ΔH1＝ΔU2＋(p2V1—p1V1)＋ΔU3＋(p1V2—p2V1)ΔH1＝ΔU2＋(p1V2—p1V1)＋ΔU3ΔH1＝ΔU2＋(p1V2—p1V1)ΔH1＝ΔU2＋ΔnR狗TQp＝QV＋ΔnR腰T对于渐理想疤气体影△U3＝0,则得当反乓应物员与生筹成物蝇气体貌的物其质的歉量相脆等(Δn＝0)时，顷或反丝式应物再与生默成物举全是悉固体厚或液阴体时徒，恒锯压反康应热健与恒已容反膝应热辛相等名，即Qp＝QV解：C7H16(1材)＋11傲O2(g贵)秩7糟C刊O2(g忧)＋8鸣H2O(蒜1)Δng＝7－11＝膊－4ΔrHm＝ΔrＵm＋ΔngRT＝－48垂07歼.1婶2＋(－4)乘×担8披.3伯14蛛×慨2损98鱼×膨1臣0－3kJ讨·m济ol－1＝殃－48齿17指.0纸3kJ借·m柄ol－1故其Qp值为勤－48菊17辞.0柔3燃kJ。例3－2用弹俱式量邀热计怜测得29尚8报K时，船燃烧1拣mo悔l正庚添烷捡的节恒容典反应厅热QV＝辛－48粘07抓.1服2精kJ，求埋其Qp值。例1：苯您和氧渗气按辉下式偿反应歪：C6H6(l飞)闯+戚15筛/2骄O2(g丘)纷=汪6C盐O2(g段)辫+特3H2O(衫l)在29宪8K，10勾1.持3k秤pa条件完下，0.熄25抽mo瓦l苯与便氧气茶作用放出81崭7k咬J热量银，求奥每摩鞋尔苯胁与氧宰气反坟应时补的体贞系内敞能变期化和晴焓变隶。解：饮恒压哑，△H＝qp=介4×听(-狂81蛇7)示=帜-良32印68劳kJ猫.m缸ol-1△U=qp+w=qp-p×△玻V=qp-△胸nR拼T=齿-3棉26杨8但-巧(-1贯.5)厅×8船.3忙14火×2晓98冰×10-3=恰-枕32畜64隐kJ狭.m左ol-1例2：2.蹄00毯mo晕l理想哥气体棕在3阁50K和15鼓2k救pa条件彻下,象经恒稿压冷替却至哪体积绝为35计.0利l辱,此过系程放来出热金量12痰60浊J,试分嫂别计趟算起才始体艘积、突终态泛温度层、体行系做恰功、犹焓变拖、内惧能变冒化。解：PV凉=nR撒T起始妄体积明：V您=nR胀T/鼠P右=窗2.茶00肆×白8.躲31惩4×够35燃0/垃15减2严=绵38屈.3青l终态漠温度厚：T浪=欠PV视/nR=侄15问2值×3烘5.浑0虑/牙2.仅00臭×帐8.梦31宴4邻=铲32男0K体系孔作功习：w危=栗—p馒×拿△V源=最-沃15肿2×评(3羽5.塞0-擦38线.3衬)继=悉50弓2J焓若变泳：△H＝qp=－12梨60绍J内能佛变化钢：△U=qp+w=它-1克26陪0干+供50壮2惭=俩-7颠58酸J二、昨盖斯惜定律1、热生化学宵方程勺式：纵表示栋化学湾反应胁和热乒效应宝之间乎关系阵的方茎程式彼就叫姨“~”伴.例如:1终mo兆l碳酸敞钙分淋解需庭吸收17球8k挪J热量,则有:C劝aC男O3(s呆)厚=Ca券O(驴s)浊+业CO2(g货)书写锁时要滚注意:(1踩)要注喊明反婶应的是温度伟和压鼠强条严件;(2缓)要注店明物莫质的肾聚集单状态愁和晶斧型;(3陡)反应茂式前推的系百数只蜓表示液计量衣数;(4宰)化学揭反应幸热效改应的铅单位才为kJ防.m岔ol-1.书写菌热化内学方冷程式滨的注誉意事挑项：(1胳)用ΔrHm或ΔrUm分别律表示顷定压芽或定孙容摩白尔反洞应热较。(2减)注明竞反应冻条件耗：如蔬各反肉应物库的温千度，延压力尤，聚躁集状灾态等截。①得如魄果没勺有注伴明温吧度，老通常胀指29壳8.波15辆K。②鹊对技于固卖态物区质应盛注明礼其晶批型。(3舰)热效坊应数丸值与古反应陪式一具一对慢应。(4银)正逆经反应词的热跌效应番，数鹅值相轰等符音号相开反。热力数学第厉一定效律和巴热化萌学二、速盖斯洋定律18失40年盖斯在总文结了闻大量坡实验潮结果宜的基狗础上义，提牺出一世条规种律：在恒陶压或莲恒容静条件贱下，光一个擦化学革反应师不论龄是一痛步完政成或贵分几繁步完恳成，捷其热燃效应返总是秋相同期的。如：H2(g顺)+住1/幅2O2(g黄)颤=罗H2O(监l)rHm=段-2婶85愿.8谈kJ群·m罢ol-1若分始步:①H2(g王)椅=民2H胡(g去)rHm1=愈43浴1.别8k院J·哪mo指l-1②1/姓2O2(g雀)范=O(傻g)rHm2=熔24肠4.识3k灿J·危mo魄l-1③2H制(g障)迟+O(福g)跪=重H2O(男g)rHm3=世-9榴17悦.9嫁kJ奏·m茂ol-1④H2O(咽g)衰=喜H2O(荷l)rHm4=勿-4何4.滑0k替J·狗mo贿l-1总:诱H2(g供)+葱1/挡2O2(g卵)横=辟H2O(怠l)rHm总=滩-2淋85挺.8蚁kJ浆·m禁ol-1热力咸学第颠一定朱律和姿热化傍学一个智分一妻步，扩一个怀分四狗步。味因焓禁为状择态函药数所惨以与吃途径炒无关rHm总H2(g碌)+侧1/软2O2(g宁)─迈─→仔H2O(胖l)+O(走g)──糟→H2O(彻g)rHm3rHm4rHm2rHm12H脏(g馋)盖斯报定律鞋是热盼化学美的基言础，它能柔使热轮化学额方程若式像娃普通睡代数仪方程筛式那臣样进搂行计柏算，剧从而愉可以姨使我词们从敲易测吴的热括效应悟来求公算难暖于测筹量或涌不能昆测量卵的热腹效应绿。热力悲学第评一定鞠律和奶热化煮学例如匀：求C(石墨)+护1/纪2O2(g维)赔=CO恰(g)的rHm=？因为堡产物俊的纯送度不耍好控舍制，艺可能毅在生偶成CO的同号时也汪有少航量CO2的生挠成。替下列钻两个割反应财的热介效应旗容易具测。C(石墨)+蹈O2(g晋)庄=市CO2(g孙)rHm2=疑-3蒙93辰.5僵kJ半·m尤ol-1CO婶(g刺)+倡1/肉2O2(g多)善=童CO2(g邻)rHm3=像-2斩83作.０kJ轰·m废ol-1C石墨+O2(g柜)CO2(g翠)CO顽(g检)+衬1/靠2O2(g倍)rHm2rHm3始态终态rHm1rHm2=rHm1+rHm3解得rHm1=隆-1方10榴.5问kJ郑·m尽ol-1热力他学第唯一定彻律和尤热化嚷学再举恢一例菌：已卖知：1、4N劲H3(g给)仰+码3O2(g锈)谨=课2N2(g祖)旺+络6H2O(秒l)rHm1=咏-1费53堂0.均3k沉J·筐mo茄l-12、H2(g稼)帽+颜1/苍2O2(g思)造=污H2O(誓l)rHm2=罪-2矛85客.8废kJ芳·m趴ol-1试计头算：3、N2(g灶)殖+跃3H2(g夹)将=骗2N禽H3(g股)rHm3=恰?枯kJ凳·m羡ol-1解：闻(式3)传=括(式2查)×3足-(式1)斗×1挖/2rHm3=rHm2×3畜-rHm1×1疼/2=旱(-时28版5.借3)×3宾-(著-1江53日0.锋3)炕×紧1/显2=再-9复2.尼38kJ骑·m削ol-1热力主学第旋一定区律和兰热化景学使用呆盖斯劲定律胡应注盈意：所讨闭论的专反应屈必须搅是在唐反应捕体系腰只做翅体积塌功，佛不做铁其它缘瑞功，末而且塞是在君恒容摆或恒杨压条椒件下晴。因为父只有干在这晶样特最定条会件下酬，Qv=U，Qp=H时热乏化学迹方程兔式才答可以色象代键数方级程式自一样强，不脂仅可疯以相挖互加点减，膨而且咳还可云以乘编或除鸽某一绝系数搜来消猾去热什化学帽方程闻式中鞋某些辜不需异要的杠物质蜻，从册而得茄到所架需要瞧的热叮化学顶方程狗式。正、辛逆反孕应的ΔrHm，绝灵对值写相等仙，符使号相感反。反应墨的ΔrHm与反狮应式去的写挠法有摘关。各反趋应中民，同杏一物枝质的输聚集共状态奖等条灰件应馋相同挤。所选步取的贪有关条反应厕，数读量越踪蝶少越世好，圣以避址免误疲差积赛累利用幻玉盖斯另定律潜时应旷注意热力凝学第封一定宇律和四热化乖学三、依几种危热效馆应１、营标准猎摩尔生成科焓(fHm)一种残物质旷的标准讲摩尔生成同焓是智“在1.青01逃×1川05似Pa和指让定温粱度下慢，由最稳北定的脚单质生成一摩慌尔该迅物质的标常准摩阳尔反妈应焓翁变就其叫做聚该物氧质的旧标准鸡摩尔戏生成炼焓变仗”。(三层捉意思)并规攀定在冒标准指状态石下最卷稳定穗单质知的标餐准摩吃尔生零成焓谣变为仓零，常用塘的是29斑8K的数雀据。用符增号fHm表示屈。如岸：H2(g妻)棉+吉1/罪2O2(g腔)伸=得H2O(辨l)fHm(H2O(镜l)购)=rHm锁=-2刑85竖.8剥kJ糊·m绸ol-1问题狼：上叼述两否个焓悄变的阴单位料代表咏的意孩义是填否一电样。rHm：对应伪一个拐具体术的反苍应方旦程式爷；不演同的振方程担式有点不同崇的rHm值。fHm：榨对应勺一个测具体厅的物熟质（征只对才应于铅一个放方程抵式）肝。热力过学第航一定浩律和阶热化鸭学2、查惊表：妻不少保化合罚物的割标准请摩尔浙生成尊焓的席数据彩有专贞门手哲册可习查。在查我表时割要注街意：（1）级同一障物质业，聚劳集状相态不代同fHm值也爽不同fHm(H2O(异l)虾)=蒙-2虑85团.58k中J·天mo享l-1fHm(H2O(看g)市)=岁-2逗41遥.8k愚J·丘mo档l-1（2）同捷一固徒体物专质，袄构型慨不同借（同盗素异宾形体堵）fHm值也僻不同纷。fHm(H驻gO(红))卧=-奇92土.8恢3kJ柜·m娃ol-1fHm(H抓gO(黄))费=-卧92誓.4kJ尤·m极ol-1（3）单回位是kJ吵·m众ol-1（4）fHm镰0生成设反应辆为吸披热反在应；fHm谋0生成效反应妨为放爬热反栗应。大家剂可以州注意耳到，宴大部酱分化宿合物带的fHm洽0。热力任学第待一定说律和倚热化寄学3、利见用物街质的fHm计算反应炒的rHm例：CO2(g辟)绿+滑H2(g蜘)→超CO河(g稻)洒+共H2O(捧g)∴rHm=据-fHm(C知O2,g将)统+fHm(C浮O,制g)耍+fHm(H2O,摧g)∴rHm=fHm(C兰O,倦g)横+fHm(H2O,升g)全-fHm(C院O2,g慌)CO2(g)+H2(g)─→CO(g)+H2O(g)C(s)+O2+H2─→C+1/2O2+H2+1/2O2-fHm(CO2)

fHm(CO)fHm(H2O,g)rHm热力贤学第车一定听律和揭热化障学例2：3C惭O(观g)弄+闷Fe2O3(s拔)贞=痕2F然e(恋s)死+祝3讽CO2(g撑)已知:①CO沟(g)司=C(凑s)般+轮1/脖2O2rHm1=哈-fHm(C信O,底g)②Fe2O3(s办)福=妖2F字e(始s)栏+3粒/2贞O2rHm2=引-fHm(F圈e2O3,s莫)③C(勾s)方+O2=角CO2(g跪)rHm3=fHm(C象O2,g屡)∴rHm=典3rHm1+rHm2+3rHm3=义-3fHm(C耽O,粘g)过-fHm(F乎e2O3,s述)愧+篇3rHm(C腊O2,g挂)=焦3rHm(C氏O2,g旺)多-3fHm(C提O,喉g)汪-fHm(F演e2O3,s总)由此阿可见番化学次反应瓦的标晕准摩芬尔反惨应焓精变等抄于产谅物的夺标准者摩尔秀生成奴焓变沃总和幅减去撒反应革物的辩标准轧摩尔梯生成创焓变逃总和无。用通乓式旱：aA+bB＝dD+eErHm=聪(dfHmD+efHmE)诸-济(afHmA+bfHmB)=∑栏υfHm（产般物）角－∑υfHm（反修应物饥）热力兆学第狡一定置律和庄热化颗学例：的计算29术8K和10竟1.缓3k辽pa条件菜下，忌1mo都l乙醇愈和氧馒气完麦全反谨应时兄的热牲效应袖（标趴准摩志尔反役应焓兔变）暖。解：吃先写惑出反辟应的卫热化赤学方汇程式羽。CH3CH2OH探(l毫)贩+衡3O2(g含)播=杰2C歌O2(g荒)佛+芦3H2O(电l)rHm=编?极kJ乓·m株ol-1rHm=2×fHm(CO2)+3×fHm(H2O(绸l)驴)-1×fHm(C摆H3CH2OH搅(l培)栋)-3×fHm(O2)=2×-3赏93数.5+3×-2尾85宪.8-1×(-诊22茅7.缎6)-3×0=免-1昼36看6.沃8kJ犬·m绣ol-1H焓H至=爷U男+慨PVH焓变H庸=qp(什么唤条件活下成若立？)H标准数焓变rHm标准痕摩尔籍反应劝焓变（标艺准态框？摩秤尔反美应？嗽有几伸种方循法计础算？寸）fHm标准鼓摩尔腾生成管焓变定义原包含突三层深含义抗：标麻准态隆；稳煮定单曲质；弱一摩构尔。如何翻正确驼查表步？单申位？努与标筛准摩奖尔反敏应焓粮变的粥关系瞒？热力早学第区一定个律和球热化滩学第四穷节夸化携学反妇应的碎方向化学惰反应编的方络向是责人们垄最感禁兴趣倒和最跃关心睁的问偿题之伸一。颜因为士在实沈际应蛮用中尖反应喷能否丝式发生辛，即脆可能格性的拿问题右是第故一位优的。只有谎对于炼可能存发生督的反耐应，母才好倾研究敞如何船进一狂步实虽现这滑个反严应和预加快嘉反应坡速度角，提毛高产爷率。柿如果钩根本置不可毯能发伸生的呈反应研，就帆没有畅进一推步研口究的赌必要赶。所以受，从由理论乘上和酱应用垒上研狠究如咽何判静断一版个反避应能姿否发巾生具胸有很稻大的垦意义淹。化学丛反应毙的方疗向一、陵反应易的自争发性实验友：烧扭杯①渴中放0.团5m网ol削·L-1Cu贡SO4；烧猾杯②森中放0.左5m采ol冒·L-1Zn财SO4；往泡①中支放一皂块Zn片，泰往②贪中放轮一块Cu片,片刻秆后取佩出Cu片和Zn片，Cu片无蒸变化国，说及明无俱反应桂。Zn片上周有一肢层黑排色物耕质，(若浓笼度稀员时间湿长则牵得到长一层泼赤红逗而光锄泽的颈物质)，这拍黑色柏物质进就是Cu，这远说明诞①杯蚁中Zn与Cu2+(a队q)发生并了反恨应。Zn肃+傻C迁u2+(a楼q)经=剑C吼u抚+使Zn2+(a糕q)而其排逆过农程Cu见+倾Z判n2+(a描q)Zn杠+待C评u2+(a舅q)则不疾能反壳应，住所以析化学施过程块是有驴一定仇的方论向的陵。又如端：铁简在潮吊湿的羽空气诸中自同动生死锈，到但铁查锈不发可能夕自动珠变为部铁。化学棕反应贝的方坛向自然滨界中估发生仁的过使程也孝都具扬有一模定和禾方向抖性。昏如水窃往低拿处流蚊，水趣不会宫自动绸地由剧低处运向高芝处流砌。高笼温物妻质的困能量单可以帮以热茄的形裂式传笋向与姑其接袭触的坟低温共物体轻，而材低温辉物体嚷的能淡量决宰不会覆自动我地以室热的筐形式暖传向仅高温滚物体圈。这种验在一烟定条逆件下富不需液外力弦作用按就能洗自动召进行叨的过铺程叫划作自址发过哨程，顷对化谜学反瓜应来换说就辱叫自乘发反帆应；乔反之模叫非贺自发障过程冶、非尼自发樱反应域。要注斤意：嚼自发勺的反望应不图一定欣是迅贯速的岗。例谈如氢六与氧堪生成佩水的旗反应越在室贼温下往是自阶发的勒，但或氢和勿氧的师混合搭气体号在室啊温下凶可长辉期保减持无遍明显概反应爹，若着用一羊块铂晚片接强触混是合气盆体或耗点燃渐则反梦应立券刻剧絮烈进健行。化学扫反应谜的方体向二、趋熵的园初步揉概念1、混恋乱度A虑B#脉#判#产#滥##声#余#础#养##具#搜#坊#乌##跳#舍#扰#忘#%等%绒%峰%%肾%污%昼%%例%之%赢%%散%溉%意%#朴%舟#应%茄#酱%谷#怖%萝#%建#仍%宝#储%挂#偏%侄#艇%#朗%决#帖%而#浅%绩#帽%循#%臣#筋%保#杏%逮#腐%信#腾%始态终态初态巧有较皆高的散“有无序性慰”；估混合肆后有罗序性填就降各低了厅，也庸就是惕说混急合过前程中键气体讲存在主状态机的“抖混乱汪度”得增加乓了。(统计纷热力软学上秋用Ω代表净混乱薪度)。再煎如，间一合化火柴之散落阵在地键上，劳火柴钉头总雷是趋目向于赛混乱福排列写。这盟就是塑熵增爬原理雹。化学约反应忌的方庙向2、熵(S烛)熵是称体系味混乱帜度的唤量度肤，它爷与内险能及叼焓一童样是捕体系热的一宇个重询要的宝热力钓学性障质，险是一态个状奋态函伴数。体系羊的混歌乱度厕越低个，有碍序性突越高束，熵遍值就舞越低拦。一般轰，S（汽惕）>>S（液芦）>S（固泳）例如弹水：18融969统.9或1汪3良9.右33卡J冷·K-1·m丢ol-1而墙组成史复杂凤物质陷的熵离值>组成烧简单幕物质错的熵猛值如：S（C2H6）>S（C2H4）>S（C2H2）22外9.骂5指21之9.停5外20寄0.束8J·侧K-1·m丝式ol-1化学谎反应剖的方船向3、标客准摩项尔熵在10漠0k沾pa压力展下，1m似ol纯物遍质的狡熵值盒叫做串标准持摩尔这熵。记作:SmT。热力贝学第功三定许律定楚义：在0K时，暑任何蹲物质钟完美截晶体输或纯消净单俊质的题熵值警为零橡。虽然降熵与及焓一险样都歇是物霜质的验状态台函数葱，并巩皆为铺广度遗性质永。但安熵与紧它们泉又有皂所不燃同，创就是箭一般孤热力填学数宁据表说中给圣出的涨是10顶0k砌pa和29绒8K的标准忠熵而不猪是生男成熵思（为什舅么？）剩，并且暖纯净存单质突的标够准熵尤不等但于零窄。它租的单俭位为反：J·固K-1·m骄ol-1。4、标砌准摩戒尔反杀应熵出变有了狗各物峰质的牲标准稻熵数闷值后距，就蝴可以匹方便吃地求趣算化震学反持应的赤熵变绣了，aA谷+b后B＝dD债+e尤ErSm=dS宁mD+eS允mE-aS弦mA-bS呼mB即rSm=负∑υSm产物-刷∑υSm反应骆物例：残求反例应：2H狂Cl斗(g贡)盒=械H2(g凭)简+浆Cl2(g冠)的标古准熵吸变。查表该：Sm(H仁Cl)若=里18守7J款·K-1·m冒ol-1Sm(H2)惑=迹13龟0J较·K-1·m路ol-1(不等妥于零)Sm(C离l2)件=蝇22盏3J司·K-1·m桌ol-1(不等隙于零)∴rSm=填13捐0框+牺22便3赵-2×1燃87=火-2诵1.施0J但·伶K-1·m黎ol-1答：仁上述鱼反应撤的标阵准熵晓变为-2分1.缘瑞0酸J·箩K-1·m并ol-1化学登反应瞎的方证向化学察反应狼的方沿向5、熵(S继)与熵闲变rS的性掀质小巧结(1昼)熵S是体刑系混亩乱度舌的量赌度，垒熵是夸状态岭函数乌，具裕有容盒量性划质。(2雾)熵的住大小搞与物派态有罗关,S（汽藏）>>S（液章）>S(固)对于盛不同浅的物耽质，组成娱复杂值物质观的熵金值>组成亮简单音物质绪的熵味值(3只)化学走反应韵的熵例变(rS)与体晴系中反应慈前后暖物质群的量加的变宣化有辞关，(n总)若包裙含有比气体弱的反旷应，卵主要哲看n(车g)，n(皮g)正值士越大门，rS就正粪值越毅大，n(荐g)=摩0时体幼系的斤熵变姑化不重大。(4桃)熵(S康)是随僵温度董升高滤而增插大的席，但诱熵变(rSm)值却陆随温都度的梅改变下变化兼不大那，一般构也可卸以不武考虑晴温度蛮对反牺应熵絮变的小影响重。(5界)熵(S梨)是随师体系罪压力银的增特大而午减小睛，这惭是因村为压糖力加匙大体沙系的论有序捡程度锁加大纯，熵枣就减邻小。而一柳般反么应的rS室m值却尾随压旗力的劫改变你，变也化不挨大。(6丝式)熵的稍特点际：(a晓)某状扭态熵背值的绝对当值可例求，而见且有明泉确的吐物理位意义，即拜是体矩系在当此状挺态的月混乱咬度(Ω拴)大小伸的量故度。(b鼠)熵不补是能孩量项旧，单汽位是J·族K-1·m冠ol-1。(c真)体系抵总是锹自发优地朝镰着熵米增的毁方向馅进行说（熵增奇原理）。化学饶反应谁的方婚向化学交反应损的方裹向例1：计乐算下哥列反谁应的rS冲m值。(1堤)享Ca粒CO3(s拖)缸=Ca萌O(辅s)河+炕CO2(g旦)(2援)CO辱(g)昨+剥2H2(g壤)哗=脏CH3OH苹(l吴)解(1顾)：Ca径CO3(s冰)逢=Ca组O(凶s)岁+早CO2(g导)查表撤：Sm/J丧·K-1·m舌ol-192承.9晚4宁0劈燕2些13康.6rS博m=成40调+伐2蝴13净.6玩–乎9香2.慕9黎=盆16逮0.椅7J·疗K-1·m锐ol-1>0熵增n(族g)=乒1解(2唐)：CO卡(g)昌+朵2H2(g盆)溉=僵CH3OH救(l勺)查表也：Sm/J比·K-1·m便ol-119启7.型9南1扣30河.6模(不等责于零)窗1礼27rS稻m=漫1今27剧-1狱97况.9层-2×1没30挡.6=橡-3姓32锡.1J·狸K-1·m台ol-1>0熵减n(拳g)=殃-3化学裁反应亦的方缝向前面偶已经去提到播，自锅然界对中发宽生的叛过程恒也都柏具有李一定挤和方拣向性掉。水流然方向扯：高秃水舟位(h1)自发h=拖h2努-h喝1<盟0低惹水非位(h2)热量许传递挠：高卷温物拌体(T1)自发T=趣T2曾-T仪1<敬0低温挂物体(T2)电流复方向表：高妖电伯势(U1)自发U=皂U2理-U拿1<象0低艘电构势(U2)能否丝式寻找轻一个脖状态队函数睁，并筒用它储的变裙量来锋判断甩反应等的自俊发性薯。rH：rH<0放热充反应蔑能自伞发进程行；rH>拼0吸热领反应显不能众自发很进行芹。结果早证明闭：几丝式乎所度有的过放热鸣反应铜都能的自发逃进行伸；那么都，是畏否所愧有的谦吸热乏反应传都不至能自铅发进题行呢片？否！例如馒冰的森融化续，硝客酸钾渐的溶赔解，校都是稿吸热雾的，沫同时呼又是街自发标的。又如脆：碳萄酸钙呈的分点解，境低温舒非自禾发，庄高温肯自发爬，而祸分解洲反应瞒的热皇效应斤与温哑度的辨关系陕并不雀大。化学与反应崇的方蛾向三、吉布园斯自由紧能1、反叹应的弊自发坑性将近狸二个瞎世纪桂以前磁，耶惩鲁大暖学数印理教形授Gi颈bb易s指出抱：“反移应自造发性鱼的标古准是聚它产陶生有秋用功天的能过”。例1：甲详烷的金燃烧(反应仗自发)CH4(g魄)谱+看2O2(g吊)控=阅CO2(g策)吨+让2H2O(享l)例2：Zn和Cu淋SO4的反盛应(反应均自发)Zn药(s)浪+博Cu午SO4(aq)=微Z费nS苗O4(aq)+Cu羽(s)例3：水卵的分够解(反应脉非自折发)H2O(谅l)蕉=朵H2(g辈)蝇+跨1/姿2O2(g丹)2、Gi控bb载s自由掠焓(G幸)和Gi河bb朋s自由梦焓变装(G)用G作自蓬由焓胶的符湿号是忆为了拦纪念Gi风bb坝s。化学携反应忘的方登向有关Gi词bb犹s自由并焓的拔讨论抢：(1阳)自由危焓(G象)是状屑态函但数；(2轮)自由曲焓(G葡)具有养广度纳（容幅量）见性质篇；(3长)在恒番温恒嗽压的吗条件睛下，G的变伍化G是互体系姜对外倚作有壤用功抱的本馋领。（水的流动）：类比化学反应

h1G反应物h<0G=G生成物

-G反应物<0h2G生成物化学弃反应报的方劳向于是帮，我敲们找宽到了情化学础反应礼自发妙性的有判据弱：在等节温等纽奉压条福件下咳，若G=G生成揪物-烧G反应舞物<0垒则化慌学反骑应自雾发；G=G生成哑物-献G反应候物>0棍则化渡学反竟应非抗自发间。例1：甲烷的燃烧(反应自发)例3：水的分解(反应非自发)CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)H2O(l)=H2(g)+1/2O2GCH4(g)+2O2(g)GH2(g)+1/2O2(g

)

G=GCO2(g)+2H2O(l)-GCH4(g)+2O2(g）=-818kJ<0G=GH2(g)+1/2O2-GH2O(l)=237kJ>0

GH2O(l)

GCO2(g)+2H2O(l)化学目反应惹的方董向(4墨)当温图度升筑高时千，体击系的欧自由骄焓G要发暗生变欠化，鸽而化响学反莲应的金自由艘焓变元化随置温度建的改增变有贷较大性的改艘变。例：Ca陵CO3(s笛)累=Ca螺O(宿s)口+捉CO2(g译)T(K)29847367387310731273rGm/kJ·mol-113010371397-25说明掠：低但温<1剪07餐3KrGm>0，反么应非买自发美；高温>1走27泳3KrGm<0，反慈应自哭发。化学蜂反应线的方升向3、标怨准摩虾尔生米成吉朵布斯肿自由遵能（fGm）与焓紧类似刷，用rGm表示留标准猛摩尔所反应什的吉布康斯自由歉能变救，而伙用fGm表示再物质逢的标派准生雅成吉布喉斯自由拜能。一纯兔物质膝的fGm是在1.展01悟×1怀05Pa下由最稳忘定单持质生成1m戏ol物质时，桐反应光的自忙由能呢变化鸡。并且规定最稳沟定单蛇质的fGm为零雾。热力那学数宣据表椅中给因的一旁般是29柏8K时的挺生成匀自由构能(fGm)其单蓝位是kJ泼·m通ol-1。注:①逆过辰程G与正务过程仅的G数值柜相等认，符惊号相境反。②如煎果一羞个反普应是构多个非反应警的和跑，总改反应封的rG等于顷各反类应G之总爬和。4、利处用物缴质的fGm计算反应永的rGm如：aA+bB＝dD+eErGm=踏(dfGmD+efGmE)们-款(afGmA+bfGmB)=∑僵υfGm（产也物）绩－∑υfGm（反康应物边）例：企求反址应4N重H3(g浓)+涂5O2(g墙)联=声4唉NO胀(g域)+别6H2O(祖l)的rG，并顾指出损反应队是否果是自帜发的赢。解：产查表羊得H2O的fGm=咏-2呢37扣kJ刮·m预ol-1NO的fGm=育86堡.6本kJ走·m绝ol-1NH3的fGm=伙-1椅6.属5k奏J·布mo妻l-1O2的fGm=淹0k冒J·厅mo匪l-1rGm=4立×(盖86骨.6伙)+傲6×那(-舅23联7)扫-4趟×(高-1妖6.牢5)腔=属-阶10黎10股.8氧(k贞J·承mo忽l-1)化学洁反应术的方亩向四、宾吉布蓄斯－捞亥姆装霍兹恐公式每一伍个过蜂程都利有其竭特定打的G、H、S。