第一章 化學(xué)熱力學(xué)

1、Chemical Thermodynamics引言引言 熱力學(xué)熱力學(xué)研究自然界各種形式能量研究自然界各種形式能量之間相互轉(zhuǎn)化的規(guī)律，以及能量轉(zhuǎn)化之間相互轉(zhuǎn)化的規(guī)律，以及能量轉(zhuǎn)化對物質(zhì)影響的科學(xué)。對物質(zhì)影響的科學(xué)?；瘜W(xué)熱力學(xué)化學(xué)熱力學(xué)用熱力學(xué)的基本原理研究化用熱力學(xué)的基本原理研究化學(xué)現(xiàn)象以及與化學(xué)有關(guān)的物理現(xiàn)象的科學(xué)。學(xué)現(xiàn)象以及與化學(xué)有關(guān)的物理現(xiàn)象的科學(xué)。熱力學(xué)熱力學(xué)經(jīng)典熱力學(xué)經(jīng)典熱力學(xué)統(tǒng)計熱力學(xué)統(tǒng)計熱力學(xué)物理熱力學(xué)物理熱力學(xué)工程熱力學(xué)工程熱力學(xué) 化學(xué)熱力學(xué)化學(xué)熱力學(xué) 以熱力學(xué)第一定律為基礎(chǔ)，研究化學(xué)變化中以熱力學(xué)第一定律為基礎(chǔ)，研究化學(xué)變化中的的能量轉(zhuǎn)換能量轉(zhuǎn)換問題，計算化學(xué)變化中的熱效問題，

2、計算化學(xué)變化中的熱效應(yīng)應(yīng)熱化學(xué)。熱化學(xué)。 以熱力學(xué)第二定律為基礎(chǔ)，研究一定條件下以熱力學(xué)第二定律為基礎(chǔ)，研究一定條件下化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向和限度。方向和限度。 問題：出口氣體中含有問題：出口氣體中含有2228CO？ 以前認(rèn)為是以前認(rèn)為是CO與鐵礦石接觸時間不夠。與鐵礦石接觸時間不夠。 解決辦法：加高爐身、升高爐溫。解決辦法：加高爐身、升高爐溫。 結(jié)果：出口氣體中結(jié)果：出口氣體中CO含量并未明顯減少。含量并未明顯減少。 熱力學(xué)計算表明，此反應(yīng)不能進(jìn)行到底。熱力學(xué)計算表明，此反應(yīng)不能進(jìn)行到底。高爐煉鐵高爐煉鐵Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)合成氨的反應(yīng)N2

3、(g)+ 3H2 (g) = 2NH3 (g) 目前的反應(yīng)條件：高溫、高壓。目前的反應(yīng)條件：高溫、高壓。 根據(jù)熱力學(xué)計算，該反應(yīng)可以在常溫、常壓根據(jù)熱力學(xué)計算，該反應(yīng)可以在常溫、常壓下進(jìn)行。下進(jìn)行。 解決辦法：研究有效的催化劑及尋找最佳的解決辦法：研究有效的催化劑及尋找最佳的反應(yīng)途徑。反應(yīng)途徑。 研究對象 由大量的微觀粒子組成的宏觀系統(tǒng)。由大量的微觀粒子組成的宏觀系統(tǒng)。 其結(jié)果只具有統(tǒng)計意義。其結(jié)果只具有統(tǒng)計意義。 研究方法研究方法 以熱力學(xué)三大定律為基礎(chǔ)以熱力學(xué)三大定律為基礎(chǔ) 只考慮研究對象的始態(tài)和終態(tài)及變化條件，不只考慮研究對象的始態(tài)和終態(tài)及變化條件，不考慮中間過程。考慮中間過程。 不考慮

4、物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)和反應(yīng)機(jī)理。不考慮物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)和反應(yīng)機(jī)理。 不涉及反應(yīng)速率問題。只解決反應(yīng)的可能性問題，不涉及反應(yīng)速率問題。只解決反應(yīng)的可能性問題，不能解決反應(yīng)的現(xiàn)實(shí)性問題。不能解決反應(yīng)的現(xiàn)實(shí)性問題。特點(diǎn)本章重點(diǎn)討論：本章重點(diǎn)討論：四個熱力學(xué)狀態(tài)函數(shù)及其變化量：四個熱力學(xué)狀態(tài)函數(shù)及其變化量：U (U)、H(H)、G (G)、 S (S)兩個過程變量：兩個過程變量：Q 、W1.1.1 體系與環(huán)境體系與環(huán)境1.1 1.1 基本概念基本概念 體體 系系The System（1 1）敞開體系：）敞開體系： 體系與環(huán)境間既有能量交換，又有物質(zhì)交換。體系與環(huán)境間既有能量交換，又有物質(zhì)交換。（2 2）封閉體

5、系：）封閉體系： 體系與環(huán)境間有能量交換，沒有物質(zhì)交換。體系與環(huán)境間有能量交換，沒有物質(zhì)交換。（3 3）孤立體系：）孤立體系： 體系與環(huán)境間既沒有能量交換，也沒有物質(zhì)體系與環(huán)境間既沒有能量交換，也沒有物質(zhì)交換。交換。本章主要討論的就是封閉體系本章主要討論的就是封閉體系體系的分類體系的分類體系的宏觀性質(zhì)：質(zhì)量、溫度、壓力、體積、體系的宏觀性質(zhì)：質(zhì)量、溫度、壓力、體積、密度、組成等。密度、組成等。 體系的熱力學(xué)性質(zhì)體系的熱力學(xué)性質(zhì)體系的宏觀性質(zhì)，體系的宏觀性質(zhì)，簡稱體系的性質(zhì)。簡稱體系的性質(zhì)。1.1.2 體系的性質(zhì)（1）廣度性質(zhì)）廣度性質(zhì) 又稱容量性質(zhì)又稱容量性質(zhì) 特點(diǎn)：廣度性質(zhì)的量值與體系中物質(zhì)

6、的量成特點(diǎn)：廣度性質(zhì)的量值與體系中物質(zhì)的量成正比正比,具有加和性。具有加和性。 如質(zhì)量、體積如質(zhì)量、體積、熱容量等。熱容量等。（2）強(qiáng)度性質(zhì)）強(qiáng)度性質(zhì) 特點(diǎn)：強(qiáng)度性質(zhì)的量值只決定于體系的自身特點(diǎn)：強(qiáng)度性質(zhì)的量值只決定于體系的自身特性，與體系中物質(zhì)的量無關(guān)特性，與體系中物質(zhì)的量無關(guān),無加和性。無加和性。 如溫度、壓力、密度等。如溫度、壓力、密度等。體系性質(zhì)的分類體系性質(zhì)的分類（1）體系的狀態(tài)）體系的狀態(tài) 狀態(tài)狀態(tài)體系物理、化學(xué)性質(zhì)的總和。體系物理、化學(xué)性質(zhì)的總和。 例如質(zhì)量、溫度、壓力、體積、密度、組成等。例如質(zhì)量、溫度、壓力、體積、密度、組成等。 當(dāng)這些性質(zhì)都有確定的值時，就說體系處于一當(dāng)這些

7、性質(zhì)都有確定的值時，就說體系處于一定的狀態(tài)，即熱力學(xué)狀態(tài)。定的狀態(tài)，即熱力學(xué)狀態(tài)。 始態(tài)始態(tài)體系發(fā)生變化前的狀態(tài)體系發(fā)生變化前的狀態(tài) 終態(tài)終態(tài)體系發(fā)生變化后的狀態(tài)體系發(fā)生變化后的狀態(tài)1.1.3 1.1.3 體系的狀態(tài)和狀態(tài)函數(shù)體系的狀態(tài)和狀態(tài)函數(shù) 狀態(tài)函數(shù)也叫狀態(tài)性質(zhì)狀態(tài)函數(shù)也叫狀態(tài)性質(zhì) 狀態(tài)函數(shù)狀態(tài)函數(shù)描述體系狀態(tài)的物理、化學(xué)性描述體系狀態(tài)的物理、化學(xué)性質(zhì)都是狀態(tài)的函數(shù)，簡稱狀態(tài)函數(shù)。質(zhì)都是狀態(tài)的函數(shù)，簡稱狀態(tài)函數(shù)。 狀態(tài)函數(shù)的總和也就確定了體系的某一確定的狀態(tài)函數(shù)的總和也就確定了體系的某一確定的狀態(tài)。狀態(tài)和狀態(tài)函數(shù)之間可以互為自變量和狀態(tài)。狀態(tài)和狀態(tài)函數(shù)之間可以互為自變量和因變量。因變量。

8、（2）狀態(tài)函數(shù)）狀態(tài)函數(shù)(State Functions) 例如，一定量理想氣體的狀態(tài)變化，可以有下例如，一定量理想氣體的狀態(tài)變化，可以有下圖所示兩種不同的途徑：圖所示兩種不同的途徑：始始 T1273 K p11105 Pa態(tài)態(tài) V12 m3 T3273 K p31106 PaV30.2 m3 終終 T2273 K p22105 Pa態(tài)態(tài) V21 m3 加壓加壓加壓加壓減壓減壓p p2 p1 2105 Pa1105 Pa1105 PaV V2 V1 1m3 2m3 -1m31.2.1 熱力學(xué)第一定律熱力學(xué)第一定律the first law of thermodynamics1.2 熱化學(xué)與焓熱

9、力學(xué)第一定律的兩個重要的實(shí)踐基礎(chǔ)：熱力學(xué)第一定律的兩個重要的實(shí)踐基礎(chǔ)： 第一類永動機(jī)的失敗第一類永動機(jī)的失敗 焦耳熱功當(dāng)量實(shí)驗(yàn)的成功焦耳熱功當(dāng)量實(shí)驗(yàn)的成功 自然界一切物體都具有能量，能量有各種不同的形式，它自然界一切物體都具有能量，能量有各種不同的形式，它可以從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，從一個物體傳遞給另一可以從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，從一個物體傳遞給另一個物體，但在轉(zhuǎn)化和傳遞過程中能量的數(shù)量不變。個物體，但在轉(zhuǎn)化和傳遞過程中能量的數(shù)量不變。熱力學(xué)第一定律的數(shù)學(xué)表達(dá)熱力學(xué)第一定律的數(shù)學(xué)表達(dá) 在封閉體系中由始態(tài)變到終態(tài)的過程中在封閉體系中由始態(tài)變到終態(tài)的過程中從環(huán)境吸入熱從環(huán)境吸入熱Q,對環(huán)境

10、做功對環(huán)境做功W,則根據(jù)能量守則根據(jù)能量守恒定律恒定律,體系的內(nèi)能變化體系的內(nèi)能變化: U =U2-U1= Q - W (1-1) E = Ek + Ep + UEk體系整體運(yùn)動的動能體系整體運(yùn)動的動能Ep體系在外力場中的勢能體系在外力場中的勢能U體系的內(nèi)能（熱力學(xué)能）體系的內(nèi)能（熱力學(xué)能）1）內(nèi)能）內(nèi)能體系內(nèi)部能量的總和。單位：體系內(nèi)部能量的總和。單位：J 如分子的動能，分子間的勢能，分子中原子、電子運(yùn)如分子的動能，分子間的勢能，分子中原子、電子運(yùn)動的能量，核內(nèi)基本粒子間的核能等。動的能量，核內(nèi)基本粒子間的核能等。2） 內(nèi)能的特點(diǎn)：內(nèi)能的特點(diǎn)： 內(nèi)能的絕對值無法確定。內(nèi)能的絕對值無法確定。

11、內(nèi)能是體系的狀態(tài)函數(shù)。內(nèi)能是體系的狀態(tài)函數(shù)。 U = U2 U1 （1）內(nèi)能 U (Internal Energy) 熱熱由于溫度不同，體系與環(huán)境間傳遞的能量。由于溫度不同，體系與環(huán)境間傳遞的能量。 熱的單位：熱的單位：J。 熱不是狀態(tài)函數(shù)。熱不是狀態(tài)函數(shù)。 熱力學(xué)上規(guī)定：熱力學(xué)上規(guī)定： 吸熱反應(yīng)使體系能量增加，吸熱反應(yīng)使體系能量增加，Q0，為正值；，為正值； 放熱反應(yīng)使體系能量減少，放熱反應(yīng)使體系能量減少，Q0，為負(fù)值。，為負(fù)值。（2）熱）熱Q（Heat） 功功體系與環(huán)境間除熱以外以其它各種形式傳遞的體系與環(huán)境間除熱以外以其它各種形式傳遞的能量都叫做功。功的單位：能量都叫做功。功的單位：J。

12、 功也不是狀態(tài)函數(shù)。功也不是狀態(tài)函數(shù)。 熱力學(xué)上規(guī)定：熱力學(xué)上規(guī)定： 體系對環(huán)境做功，體系對環(huán)境做功， 功為正值，功為正值，W0； 環(huán)境對體系做功，功為負(fù)值，環(huán)境對體系做功，功為負(fù)值，W0 。（3）功）功 W（Work） 體積功體積功因體系體積變化反抗外力作用與環(huán)境交因體系體積變化反抗外力作用與環(huán)境交換的能量。換的能量。 對于一般化學(xué)反應(yīng)來說，如果反應(yīng)過程不在特定裝對于一般化學(xué)反應(yīng)來說，如果反應(yīng)過程不在特定裝置置( (如原電池如原電池) )中進(jìn)行，主要指體積功。中進(jìn)行，主要指體積功。 化學(xué)熱力學(xué)中功分為：體積功（膨脹功）化學(xué)熱力學(xué)中功分為：體積功（膨脹功）W 體積體積 非體積功（有用功）非體積

13、功（有用功） W有用有用 W 體積體積=P外外V體積功 （1）焓（）焓（enthalpy）和焓變）和焓變 設(shè)：設(shè)：1）體系的變化過程為等壓過程）體系的變化過程為等壓過程 即即 p始始 = p終終 = p環(huán)環(huán) 2）體系在變化過程中只做體積功，）體系在變化過程中只做體積功， 不做其他形式的功。不做其他形式的功。 W體積體積 P外外 V1.2.2 焓與化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)焓與化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)由熱力學(xué)第一定律由熱力學(xué)第一定律 U = Qp - w體積體積 Qp = U + p外外 V =（ U2-U1 ）+ p外外 （V2-V1） p1 = p2 = p外外 Qp = （ U2-U1 ）+ （p2V2-p

14、1V1）將狀態(tài)將狀態(tài)1、狀態(tài)、狀態(tài)2的函數(shù)歸并在一起：的函數(shù)歸并在一起： Qp = （U2 p2V2 ） -（U1 + p1V1 ） 令令 H U pV Qp = H 則則 Qp = H2-H1 1 1）焓是狀態(tài)函數(shù)）焓是狀態(tài)函數(shù) H = U + pV U、p、V都是狀態(tài)函數(shù)，都是狀態(tài)函數(shù)， U + pV也是狀態(tài)函數(shù)也是狀態(tài)函數(shù), ,是復(fù)合的狀態(tài)函數(shù)是復(fù)合的狀態(tài)函數(shù), , H = H2 - H1 2）焓和內(nèi)能一樣，具有能量的量綱。）焓和內(nèi)能一樣，具有能量的量綱。 焓的絕對值無法確定。焓的絕對值無法確定。（2）焓的性質(zhì)）焓的性質(zhì)特定條件下：特定條件下：在封閉體系中發(fā)生只做體積功的等壓過程在封閉體

15、系中發(fā)生只做體積功的等壓過程。 H = Qp吸熱過程吸熱過程 Qp0 ， H 0 焓增焓增放熱過程放熱過程 Qp0 ， H 0 焓減焓減4）焓是體系的容量性質(zhì)，）焓是體系的容量性質(zhì)，它的量值與體系中物質(zhì)的量有關(guān)，具有加和性。它的量值與體系中物質(zhì)的量有關(guān)，具有加和性。3）焓的物理意義）焓的物理意義H = U + pV對一定量的某物質(zhì)而言對一定量的某物質(zhì)而言 H（g） H（l） H（s） H（高溫）（高溫） H（低溫）（低溫）5）焓與物質(zhì)的聚集態(tài)、所處的溫度有關(guān)）焓與物質(zhì)的聚集態(tài)、所處的溫度有關(guān) 6）當(dāng)過程反向進(jìn)行時，當(dāng)過程反向進(jìn)行時， H 要改變符號要改變符號 即即 H(正正) = H(逆逆)

16、1）熱效應(yīng)的定義）熱效應(yīng)的定義 體系在物理的或化學(xué)的體系在物理的或化學(xué)的等溫等壓等溫等壓或或等溫等容等溫等容過程中，過程中，不做非體積功不做非體積功時所吸收或放出的熱叫做時所吸收或放出的熱叫做此過程的熱效應(yīng)。此過程的熱效應(yīng)。（3）化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)）化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)熱效應(yīng)的兩個限制條件熱效應(yīng)的兩個限制條件 等溫過程等溫過程 T始始 = T終終 = T環(huán)環(huán) 例：例： C(s) + O2(g) = CO2(g) H = -393kJT1=298KT2=298KQ1T3=400KQ2Q1Q2 體系只做體積功體系只做體積功 Zn + Cu2+ = Zn2+ + CuQ2Q1Q1Q2 一般化學(xué)反應(yīng)常常是在

17、敞口容器中進(jìn)行，是恒壓條件，一般化學(xué)反應(yīng)常常是在敞口容器中進(jìn)行，是恒壓條件，即體系的壓力與外界壓力相等。即體系的壓力與外界壓力相等。即即 P1 = P2 = P外外 等壓下化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)可用符號等壓下化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)可用符號Qp表示。表示。即即 Qp = H 可在絕熱杯式量熱器中測定可在絕熱杯式量熱器中測定2 2）等壓熱效應(yīng)）等壓熱效應(yīng)Qp及測定及測定 若化學(xué)反應(yīng)是在恒容條件下進(jìn)行若化學(xué)反應(yīng)是在恒容條件下進(jìn)行(體積一定的密閉容器體積一定的密閉容器中的反應(yīng)中的反應(yīng))， 則則V=0，且不做非體積功，故有，且不做非體積功，故有 QV = U QV稱為等容熱效應(yīng)，稱為等容熱效應(yīng)，可在彈式量熱器中測定

18、?？稍趶検搅繜崞髦袦y定。3）等容熱效應(yīng)）等容熱效應(yīng)QV及測定及測定熱化學(xué)方程式熱化學(xué)方程式 熱化學(xué)方程式熱化學(xué)方程式 聯(lián)系化學(xué)反應(yīng)與熱效應(yīng)的方程聯(lián)系化學(xué)反應(yīng)與熱效應(yīng)的方程 例：例：C(s) + O2(g) = CO2(g) rH m= -393kJmol-1 1）熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)）熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)態(tài) Standard ConditionsStandard Conditions規(guī)定：規(guī)定： 標(biāo)準(zhǔn)壓力標(biāo)準(zhǔn)壓力 : p1 110105 5PaPa 固體、液體為固體、液體為p下的純物質(zhì)，下的純物質(zhì)， 氣體為在氣體為在p下表現(xiàn)出理想氣體性質(zhì)的純氣體下表現(xiàn)出理想氣體性質(zhì)的純氣體 （4 4）化學(xué)反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)焓變）化學(xué)反應(yīng)

19、標(biāo)準(zhǔn)焓變rH 與與化學(xué)反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變化學(xué)反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變rHm定義定義熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下化學(xué)反應(yīng)的焓變熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下化學(xué)反應(yīng)的焓變 符號：符號：r rH H 單位：單位：kJ 298.15 298.15K，記為：，記為：r rH H（ 298.15298.15K ） 任意溫度任意溫度T T，記為：，記為：r rH H（ T K ）2）化學(xué)反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)焓變化學(xué)反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)焓變rH定義定義在熱力學(xué)標(biāo)態(tài)下，發(fā)生在熱力學(xué)標(biāo)態(tài)下，發(fā)生1mol 化學(xué)反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)的焓變的焓變稱為化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變。稱為化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變。 符號：符號： rHm 單位：單位：kJmol-1常用常用298.15K的數(shù)據(jù)，記為的數(shù)

20、據(jù)，記為 rHm （ 298.15K）3）化學(xué)反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變化學(xué)反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變r rH Hm m 1mol 反應(yīng)反應(yīng) 化學(xué)計量數(shù)化學(xué)計量數(shù)對于給定的化學(xué)反應(yīng)：對于給定的化學(xué)反應(yīng)：aA + bB = gG + dD上述方程式可寫為：上述方程式可寫為：0 = -aA - bB + gG + dD 0 = vBBvB化學(xué)計量數(shù)化學(xué)計量數(shù) 反應(yīng)物反應(yīng)物vB為負(fù)，生成物為負(fù)，生成物vB為正。為正。vA = -a ，vB = -b ，vD = d，vG = g vB =（g + d）- （a + b）1mol 反應(yīng)反應(yīng) 若反應(yīng)完成的物質(zhì)的量是按反應(yīng)方程式所若反應(yīng)完成的物質(zhì)的量是按反應(yīng)方程式所表示的那樣

21、實(shí)現(xiàn)的，則稱為表示的那樣實(shí)現(xiàn)的，則稱為1mol反應(yīng)，或反應(yīng)，或1個個單位的反應(yīng)。單位的反應(yīng)。 如：如：aA + bB = gG + dD 例：例：H2 (g) + I2 (g) = 2HI (g) rHm （ 298.15K298.15K）= -9.44 kJmolkJmol-1-1。 N2(g) + 3H2 (g) = 2NH3 (g) r rH Hm m (298.15K) = - 92kJmol(298.15K) = - 92kJmol-1-1 1/2N2(g) + 3/2H2 (g) = NH3 (g) r rH Hm m (298.15K) = - 46kJmol(298.15K)

22、= - 46kJmol-1-1r rH Hm m 與方程式的書寫有關(guān)與方程式的書寫有關(guān)反應(yīng)進(jìn)度反應(yīng)進(jìn)度描述化學(xué)反應(yīng)進(jìn)展程度的狀態(tài)函數(shù)，描述化學(xué)反應(yīng)進(jìn)展程度的狀態(tài)函數(shù)，等于反應(yīng)體系中任一物質(zhì)的等于反應(yīng)體系中任一物質(zhì)的物質(zhì)的量變化除以反物質(zhì)的量變化除以反應(yīng)式中該物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)。符號為應(yīng)式中該物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)。符號為x x 或或x x ，單，單位為位為mol。反應(yīng)進(jìn)度 extent of reaction化學(xué)反應(yīng)進(jìn)度化學(xué)反應(yīng)進(jìn)度等于反應(yīng)系統(tǒng)中任一物質(zhì)的物質(zhì)的量變等于反應(yīng)系統(tǒng)中任一物質(zhì)的物質(zhì)的量變化除以反應(yīng)式中該物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)?；苑磻?yīng)式中該物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)。 對于化學(xué)反應(yīng)對于化學(xué)反應(yīng) aA+b

23、B=dD+gG化學(xué)計量數(shù)化學(xué)計量數(shù)：對于反應(yīng)物其為負(fù)，對于產(chǎn)物其為正。：對于反應(yīng)物其為負(fù)，對于產(chǎn)物其為正。即：即： vA = -a ，vB = -b ，vD = d，vG = g定義定義反應(yīng)進(jìn)度反應(yīng)進(jìn)度為為 = nAvA = nBvB = nDvD = nGvG 反應(yīng)進(jìn)度的定義對于微小的變化，則有：對于微小的變化，則有：=dnAvA = dnBvB = dnDvD = dnGvG或反應(yīng)進(jìn)度變化或反應(yīng)進(jìn)度變化x x dnBvB 常以常以B表示反應(yīng)方程式中任一物質(zhì)。表示反應(yīng)方程式中任一物質(zhì)。對同一反應(yīng)體系，其值與物質(zhì)選擇無關(guān)，但與反應(yīng)式對同一反應(yīng)體系，其值與物質(zhì)選擇無關(guān)，但與反應(yīng)式寫法有關(guān)。寫法有

24、關(guān)。例如合成氨的反應(yīng)，可寫成：例如合成氨的反應(yīng)，可寫成： N23H22NH3 (1)或或 1/2N23/2H2NH3 (2)若即若即1molN2與與3molH2生成生成2molNH3時時nN2=-1mol nH2 =-3mol nNH3= 2mol反應(yīng)進(jìn)度與反應(yīng)式書寫有關(guān)對于反應(yīng)對于反應(yīng)(2) 2=nN2vN2 =-1mol/(-12) = 2mol =nH2vN2 =-3mol/(-32 )= 2mol =nNH3vNH3 =2mol/1= 2mol 其值與物質(zhì)選擇無關(guān)。其值與物質(zhì)選擇無關(guān)。 對于反應(yīng)對于反應(yīng)(1) 1=N2vN2 = -1mol/-1 = 1mol =H2vH2 = -3m

25、ol/-3 = 1mol =H2vH2 = -3mol/-3 = 1mol可見可見 2=2 1 即反應(yīng)進(jìn)度與反應(yīng)式寫法有關(guān)即反應(yīng)進(jìn)度與反應(yīng)式寫法有關(guān)顯然，顯然， r rH Hm m = r rH Hx x由于由于 x x與反應(yīng)式寫法有關(guān)與反應(yīng)式寫法有關(guān)所以所以r rH Hm m與反應(yīng)式寫法有關(guān)與反應(yīng)式寫法有關(guān)1 1）標(biāo)準(zhǔn)生成焓）標(biāo)準(zhǔn)生成焓定義：定義： 在熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，由在熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，由參考態(tài)單質(zhì)參考態(tài)單質(zhì)生成生成1mol某某物質(zhì)時反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變稱為該物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)生成焓。物質(zhì)時反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變稱為該物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)生成焓。 符號：符號： f fH Hm m( 298.15 K( 298.

26、15 K） 單位：單位： kJmolkJmol-1-1參考態(tài)單質(zhì)：一般指常溫、常壓下的穩(wěn)定單質(zhì)參考態(tài)單質(zhì)：一般指常溫、常壓下的穩(wěn)定單質(zhì) 1/2H2(g)+ (g)+ 1/2Cl2(g) (g) HCl(g)HCl(g) r rH Hm m (298.15K)= -92.3kJmol(298.15K)= -92.3kJmol-1-1 HCl(g)HCl(g)的標(biāo)準(zhǔn)生成焓的標(biāo)準(zhǔn)生成焓f fH Hm m( 298.15K( 298.15K） -92.3kJmol-92.3kJmol-1-1 例例1 HCl(g)HCl(g)的標(biāo)準(zhǔn)生成焓的標(biāo)準(zhǔn)生成焓？ 例例2 CaCO3 (s) 的標(biāo)準(zhǔn)生成焓的標(biāo)準(zhǔn)生成

27、焓 ? ? Ca(s) + C(s) + 3/2O2(g) = CaCO3(s) r rH Hm m (298.15K)= -1206kJmol(298.15K)= -1206kJmol-1-1 CaCO3(s)的標(biāo)準(zhǔn)生成的標(biāo)準(zhǔn)生成f fH Hm m( 298.15K( 298.15K） -1206kJmol-1206kJmol-1-1 例例3 金剛石（金剛石（s）的標(biāo)準(zhǔn)生成焓？）的標(biāo)準(zhǔn)生成焓？ C(C(石墨石墨) )C(C(金剛石金剛石) )，r rH Hm m (298.15K)=-1 .9kJmol(298.15K)=-1 .9kJmol-1-1 C( C(金剛石金剛石) ) f fH

28、Hm m (298.15K) (298.15K) -1 .9kJmol-1 .9kJmol-1-1 參考態(tài)單質(zhì)：參考態(tài)單質(zhì)：f fH Hm m = 0= 0 但非參考態(tài)單質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)生成焓不為零。但非參考態(tài)單質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)生成焓不為零。例如例如 C(C(石墨石墨) )是是參考態(tài)單質(zhì)參考態(tài)單質(zhì)f fH Hm m = 0= 0 C( C(金剛石金剛石) )不是不是參考態(tài)單質(zhì)參考態(tài)單質(zhì)f fH Hm m 0 0 f fH Hm m與反應(yīng)的條件有關(guān)與反應(yīng)的條件有關(guān) f fH Hm m與物質(zhì)的聚集態(tài)有關(guān)與物質(zhì)的聚集態(tài)有關(guān) 注意： 2）由由f fH Hm m計算計算r rH Hm m標(biāo)準(zhǔn)態(tài)，標(biāo)準(zhǔn)態(tài)，298K 反應(yīng)物

29、反應(yīng)物標(biāo)準(zhǔn)態(tài)，標(biāo)準(zhǔn)態(tài)，298K 生成物生成物標(biāo)準(zhǔn)態(tài)，標(biāo)準(zhǔn)態(tài)，298K 參考態(tài)單質(zhì)參考態(tài)單質(zhì)r rH Hm m (298.15K)(298.15K)f fH Hm m(298.15K)(298.15K)生成物生成物f fH Hm m(298.15K)(298.15K)反應(yīng)物反應(yīng)物r rH Hm m (298.15K)+(298.15K)+ f fH Hm m(298.15K)(298.15K)反應(yīng)物反應(yīng)物 = f fH Hm m(298.15K)(298.15K)生成物生成物rHm (298.15K) fHm(298.15K)生成物 fHm(298.15K)反應(yīng)物對于化學(xué)反應(yīng)對于化學(xué)反應(yīng) aA+

30、bB=dD+gGrHm gfHm(G) dfHm(D)- afHm(A) bfHm(B) 或或 rHm (298.15K) vBfHm(B，298.15K) ） 蓋斯定律蓋斯定律一個化學(xué)反應(yīng)，不論是一步完成，還是分?jǐn)?shù)步完一個化學(xué)反應(yīng)，不論是一步完成，還是分?jǐn)?shù)步完成，其熱效應(yīng)是相同的?？偡磻?yīng)的熱效應(yīng)等于各分步成，其熱效應(yīng)是相同的?？偡磻?yīng)的熱效應(yīng)等于各分步反應(yīng)熱效應(yīng)之和反應(yīng)熱效應(yīng)之和 其成立的原因，在于當(dāng)時研究的反應(yīng)，都是在恒壓其成立的原因，在于當(dāng)時研究的反應(yīng)，都是在恒壓下進(jìn)行的。即反應(yīng)體系壓強(qiáng)和外壓相等，這時下進(jìn)行的。即反應(yīng)體系壓強(qiáng)和外壓相等，這時 Qp = rH。H 是狀態(tài)函數(shù)，故是狀態(tài)函數(shù)，

31、故 rH 不受途徑影響。不受途徑影響。 即即 Hess 定律暗含的條件定律暗含的條件 每步均恒壓每步均恒壓。 根據(jù)蓋斯定律可以把熱化學(xué)方程式像代數(shù)式一樣進(jìn)根據(jù)蓋斯定律可以把熱化學(xué)方程式像代數(shù)式一樣進(jìn)行運(yùn)算，所得新反應(yīng)的焓變是各分布反應(yīng)焓變進(jìn)行代行運(yùn)算，所得新反應(yīng)的焓變是各分布反應(yīng)焓變進(jìn)行代數(shù)運(yùn)算的結(jié)果數(shù)運(yùn)算的結(jié)果例：計算例：計算 C ( 石石 ) + 1/2 O2 ( g ) CO ( g )的的 rHm 。 已知已知: C ( 石石 ) + O2 ( g ) CO2 ( g ) ( 1 ) rHm ( 1 ) = 393.5 kJ mol 1 ， CO ( g ) + 1/2 O2 ( g

32、) CO2 ( g ) ( 2 ) rHm ( 2 ) = 238.0 kJ mol 1 。 ( 1 ) 式式 ( ) 式，得式，得 C ( 石石 ) + 1/2 O2 ( g ) CO ( g ) ，（），（）所以有所以有 rHm = rHm ( 1 ) rHm ( ) = 393.5（ 238.0 ） = 155.5 ( kJ mol 1 ) ）燃燒熱）燃燒熱 熱力學(xué)規(guī)定，在熱力學(xué)規(guī)定，在 1.013 10 5 Pa 壓強(qiáng)下，壓強(qiáng)下，1 mol 物質(zhì)物質(zhì)完全燃完全燃 燒時的熱效應(yīng)，叫做該物質(zhì)的燒時的熱效應(yīng)，叫做該物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒熱。簡標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒熱。簡稱標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱稱標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱 ( 或燃燒

33、熱或燃燒熱 ) 。 對于燃燒終點(diǎn)的規(guī)定，必須嚴(yán)格，對于燃燒終點(diǎn)的規(guī)定，必須嚴(yán)格， C CO2 ( g ) ； H H2O ( l ) ； S SO2 ( g ) ； N NO2 ( g ) ； Cl HCl ( aq ) 。 用符號用符號 c H m 表示表示 ( c combustion ) 單位為單位為 kJ mol 1 。 可知 rHm ( I ) = rHm (II) + rHm (III) 所以rHm (II) = rHm ( I ) rHm (III) 用燃燒熱計算反應(yīng)熱的公式，可由下圖推出，用燃燒熱計算反應(yīng)熱的公式，可由下圖推出，燃燒產(chǎn)物反應(yīng)物生成物r Hm ( II ) rHm

34、 ( I ) = i c H m (反) r Hm (III) = i c Hm (生)IIII II 即即 rH m = i cH m (反反) i cH m (生生)1)自發(fā)過程自發(fā)過程 1.3 1.3 化學(xué)反應(yīng)的方向化學(xué)反應(yīng)的方向 水往低處流熱傳遞：高溫?zé)醾鬟f：高溫 低溫低溫溫度不一致溫度不一致溫度一致溫度一致 T2T1T2）自發(fā)過程的特點(diǎn)）自發(fā)過程的特點(diǎn) 有明確的方向：有明確的方向： 單向地從非平衡態(tài)向平衡態(tài)方向變化。單向地從非平衡態(tài)向平衡態(tài)方向變化。 自發(fā)過程只要設(shè)計合理便可對外做功。自發(fā)過程只要設(shè)計合理便可對外做功。 例如下列反應(yīng)例如下列反應(yīng) Cu2+Zn Cu+Zn2+ 設(shè)計成原

35、電池，可做電功。設(shè)計成原電池，可做電功。 自發(fā)過程進(jìn)行的限度：自發(fā)過程進(jìn)行的限度：一定條件下的平衡態(tài)一定條件下的平衡態(tài)過過 程程 判判 據(jù)據(jù)限限 度度熱的傳遞熱的傳遞T2T1T T2T1 0T0水的流動水的流動h2h1h h2h1 0h0氣體擴(kuò)散氣體擴(kuò)散p2p1p p2p1 0p03）自發(fā)過程的判據(jù)）自發(fā)過程的判據(jù)1.3.2 熵熵(entropy)(entropy)的初步概念的初步概念要求：要求：1）明確熵的物理意義）明確熵的物理意義 2）了解熵的一些基本性質(zhì)）了解熵的一些基本性質(zhì) 3）會計算化學(xué)反應(yīng)的熵變）會計算化學(xué)反應(yīng)的熵變（1）混亂度）混亂度（2）熵）熵S1）物理意義）物理意義 體系混亂

36、度的量度體系混亂度的量度 S = f（） S = k ln 2）熵的性質(zhì)）熵的性質(zhì) 熵是體系的狀態(tài)函數(shù)熵是體系的狀態(tài)函數(shù) S = S2 S1 熵是體系的容量性質(zhì)，具有加和性。熵是體系的容量性質(zhì)，具有加和性。 熵與物質(zhì)的聚集態(tài)、溫度有關(guān)。熵與物質(zhì)的聚集態(tài)、溫度有關(guān)。對一定量的某物質(zhì)而言對一定量的某物質(zhì)而言 S（g） S（l） S（s） S（高溫）（高溫） S（低溫）（低溫）同一物質(zhì)，聚集態(tài)不同、溫度不同，熵不同同一物質(zhì)，聚集態(tài)不同、溫度不同，熵不同例：判斷下列過程是熵增還是熵減？例：判斷下列過程是熵增還是熵減？ H2O（l） H2O（g） N2（g）+ 3H2 (g) 2NH3 (g) 2HgO

37、 (s ) 2 Hg (l) + O2 (g) Ag+ + Cl- AgCl 不同物質(zhì)，分子結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，熵值越大。不同物質(zhì)，分子結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，熵值越大。 S（復(fù)雜分子）（復(fù)雜分子） S（簡單分子）（簡單分子） S0S0S0S0摩爾規(guī)定熵：摩爾規(guī)定熵：絕對零度（絕對零度（T=0K）時，純物質(zhì)的完美晶體的熵等于零。）時，純物質(zhì)的完美晶體的熵等于零。 熱力學(xué)第三定律，記為：熱力學(xué)第三定律，記為：S0 = 0將將1mol物質(zhì)某純物質(zhì)完美晶體從物質(zhì)某純物質(zhì)完美晶體從0K TK，該過程的熵變：該過程的熵變： SSm(T) S0 S00 S Sm(T)Sm(T)稱為該物質(zhì)的稱為該物質(zhì)的摩爾規(guī)定熵摩爾規(guī)定熵。3

38、）標(biāo)準(zhǔn)摩爾規(guī)定熵（標(biāo)準(zhǔn)熵）標(biāo)準(zhǔn)摩爾規(guī)定熵（標(biāo)準(zhǔn)熵） 在熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，某物質(zhì)的摩爾規(guī)定熵在熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，某物質(zhì)的摩爾規(guī)定熵 叫做該物質(zhì)的叫做該物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾規(guī)定熵標(biāo)準(zhǔn)摩爾規(guī)定熵。 記為記為Sm(T)，簡稱，簡稱標(biāo)準(zhǔn)熵標(biāo)準(zhǔn)熵。 單位：單位： JKJK-1-1molmol-1-1 。 附表附表7 7列出了常見物質(zhì)的列出了常見物質(zhì)的298.15K298.15K標(biāo)準(zhǔn)熵標(biāo)準(zhǔn)熵Sm(298.15) ， 利用它可計算化學(xué)反應(yīng)的熵變。利用它可計算化學(xué)反應(yīng)的熵變。標(biāo)準(zhǔn)熵 f fH Hm m 、單位是單位是 kJmolkJmol-1 -1 ， Sm(T)的單位是的單位是 JKJK-1-1molmol-1-1

39、 。 參考態(tài)單質(zhì)的參考態(tài)單質(zhì)的f fH Hm m 0 0 Sm(T) 0S Sm m(T)(T)與與f fH Hm m的區(qū)別的區(qū)別 在熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，發(fā)生在熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，發(fā)生1mol化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵變叫做熵變叫做化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵變化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵變。 符號：符號：r rS Sm m 單位：單位：JKJK-1-1molmol-1-1 常用常用298.15K298.15K的數(shù)據(jù)，記為的數(shù)據(jù)，記為r rS Sm m （ 298.15K298.15K）4）化學(xué)反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的摩爾熵變化學(xué)反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的摩爾熵變r rS Sm m rSm (298.15K) Sm(298.15K

40、)生成物生成物 Sm(298.15K)反應(yīng)物反應(yīng)物 對于化學(xué)反應(yīng)對于化學(xué)反應(yīng) aA+bB=dD+gGrSm g Sm(G) d Sm(D) -a Sm(A) b Sm(B) 或或 rSm (298.15K) vB Sm(B，298.15K) rSm的計算 1.3.3 吉布斯自由能吉布斯自由能 （Free EnergyFree Energy）吉布斯吉布斯(Josiah Willard Gibbs 1839-1903) 物理學(xué)家和化學(xué)家。物理學(xué)家和化學(xué)家。1839年年2月月11日生于康涅狄格日生于康涅狄格 州紐州紐黑文，黑文，1903年年4月月28日卒于同地。吉布斯主要從事物理和化學(xué)日卒于同地。吉

41、布斯主要從事物理和化學(xué)的基礎(chǔ)理論研究，對經(jīng)典熱力學(xué)規(guī)律進(jìn)行了系統(tǒng)總結(jié)，從理論的基礎(chǔ)理論研究，對經(jīng)典熱力學(xué)規(guī)律進(jìn)行了系統(tǒng)總結(jié)，從理論上全面解決了熱力學(xué)體系的平衡問題；提出了描述物相變化和上全面解決了熱力學(xué)體系的平衡問題；提出了描述物相變化和多相物系平衡條件的相律及吉布斯自由能及化學(xué)勢，在熱力學(xué)多相物系平衡條件的相律及吉布斯自由能及化學(xué)勢，在熱力學(xué)領(lǐng)域作出了劃時代的貢獻(xiàn)。著有領(lǐng)域作出了劃時代的貢獻(xiàn)。著有論多相物質(zhì)的平衡論多相物質(zhì)的平衡(1876-1878)和和統(tǒng)計力學(xué)的基本原理統(tǒng)計力學(xué)的基本原理(1902) 等書。等書。 自發(fā)過程的特征自發(fā)過程的特征體系做功的能力體系做功的能力 熱力學(xué)第一定律熱力

42、學(xué)第一定律 Gibbs自由能的定義式自由能的定義式（1）Gibbs自由能與自發(fā)過程自由能與自發(fā)過程G = U + pV TSG = H - TS討論1）G是狀態(tài)函數(shù)是狀態(tài)函數(shù) G = G2 G12）G是體系的容量性質(zhì)，具有加和性。是體系的容量性質(zhì)，具有加和性。3）G的絕對值無法確定。的絕對值無法確定。4）G的物理意義：的物理意義： 體系提供體系提供“有用功有用功”的能力的能力 在等溫、等壓只做體積功的條件下，體系由狀在等溫、等壓只做體積功的條件下，體系由狀態(tài)態(tài)1變到狀態(tài)變到狀態(tài)2，吉布斯自由能變化，吉布斯自由能變化GG2G1與過程與過程自發(fā)性的關(guān)系如下自發(fā)性的關(guān)系如下 ：5）Gibbs判據(jù)G0

43、 自發(fā)過程自發(fā)過程 G0 體系處于平衡態(tài)體系處于平衡態(tài) G0 非自發(fā)過程非自發(fā)過程Gibbs判據(jù)判據(jù) 在等溫、等壓只做體積功的條件下，自發(fā)過在等溫、等壓只做體積功的條件下，自發(fā)過程進(jìn)行的方向是體系吉布斯自由能減少的方向。程進(jìn)行的方向是體系吉布斯自由能減少的方向。這是熱力學(xué)第二定律的一種表述方式。這是熱力學(xué)第二定律的一種表述方式。熱力學(xué)第二定律熱力學(xué)第二定律 體系的吉布斯自由能越大，它自發(fā)地向吉布斯體系的吉布斯自由能越大，它自發(fā)地向吉布斯自由能小的狀態(tài)變化的趨勢就越大，此時體系的穩(wěn)自由能小的狀態(tài)變化的趨勢就越大，此時體系的穩(wěn)定性較差；反之，吉布斯自由能較小的狀態(tài)穩(wěn)定性定性較差；反之，吉布斯自由能

44、較小的狀態(tài)穩(wěn)定性較大。因此，吉布斯自由能也是體系穩(wěn)定性的一種較大。因此，吉布斯自由能也是體系穩(wěn)定性的一種量度。量度。G是體系穩(wěn)定性的量度 定義：在熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，發(fā)生定義：在熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，發(fā)生1mol化學(xué)反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)的吉布斯自由能變化叫做的吉布斯自由能變化叫做化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾吉布斯自化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾吉布斯自由能變。由能變。 符號：符號：rGm 單位：單位：kJmolkJmol-1-1 常用常用298.15K298.15K的數(shù)據(jù)，記為的數(shù)據(jù)，記為rGm （ 298.15K）（2）化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾吉布斯自由能變化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾吉布斯自由能變 定義：定義：熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，由參考態(tài)單質(zhì)

45、生成熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，由參考態(tài)單質(zhì)生成1mol某某物質(zhì)時的標(biāo)準(zhǔn)摩爾吉布斯自由能變稱為該物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)時的標(biāo)準(zhǔn)摩爾吉布斯自由能變稱為該物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)生成吉布斯自由能。生成吉布斯自由能。 符號：符號： fGm ( 298.15K） 單位：單位： kJmolkJmol-1-1 標(biāo)準(zhǔn)生成吉布斯自由能 f fG Gm m 與與 f fH Hm m 定義相似定義相似 f fG Gm m 與反應(yīng)的條件有關(guān)與反應(yīng)的條件有關(guān) f fG Gm m 與物質(zhì)的聚集態(tài)有關(guān)與物質(zhì)的聚集態(tài)有關(guān) f fG Gm m (參考態(tài)單質(zhì)參考態(tài)單質(zhì))=0對于化學(xué)反應(yīng)對于化學(xué)反應(yīng) aA+bB=dD+gGrGm (298.15K) gfGm(

46、G) dfGm(D) -afGm(A) bfGm(B) 或?qū)懗苫驅(qū)懗蓃Gm (298.15K) vBfGm(B，298.15K)r rG Gm m的計算的計算例題例題 計算下列反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾計算下列反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾Gibbs自由能變，并判斷該反應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)態(tài)、自由能變，并判斷該反應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)態(tài)、298.15K是能否自發(fā)進(jìn)行？是能否自發(fā)進(jìn)行？ 2CO(g) + O2(g) = 2CO2(g)解：查表解：查表 CO(g) O2(g) CO2(g)f fG Gm m (298.15K)(298.15K)/ /kJmolkJmol-1-1 -137.3 0 -394.4r rG Gm m (298.15K)=2

47、(298.15K)=2f fG Gm m(CO(CO2 2)-2)-2f fG Gm m(CO)(CO)+f fG Gm m(O(O2 2) 2 2(-394.4 kJmol(-394.4 kJmol-1-1)- )- (-137.3 kJmol(-137.3 kJmol-1-1) ) - 514.2kJmol- 514.2kJmol-1-1 r rG Gm m O O 該反應(yīng)可以自發(fā)進(jìn)行。該反應(yīng)可以自發(fā)進(jìn)行。1.3.4 GibbsHelmholtz公式公式三個狀態(tài)函數(shù)之間的關(guān)系：三個狀態(tài)函數(shù)之間的關(guān)系：GHTS吉布斯赫姆霍茲公式吉布斯赫姆霍茲公式 G(T)H(T)TTS (T) H 、 S

48、、 G混亂度混亂度能量的變能量的變化化反應(yīng)的方反應(yīng)的方向、限度向、限度 在任意溫度時在任意溫度時 r rG Gm m (TK)(TK) r rH Hm m (TK)(TK) TTr rS Sm m (TK)(TK)近似處理，將近似處理，將r rH Hm m (T)(T)、r rS Sm m(T)(T)視為常數(shù)，視為常數(shù)， 則則 吉布斯赫姆霍茲公式可寫成：吉布斯赫姆霍茲公式可寫成：r rG Gm m (T)(T) r rH Hm m (298.15K)(298.15K) TTr rS Sm m (298.15K)(298.15K)GibbsHelmholtz公式公式 在熱力學(xué)標(biāo)態(tài)、在熱力學(xué)標(biāo)態(tài)、298.15K時，對化學(xué)反應(yīng)：時，對化學(xué)反應(yīng)：r rG Gm m (298.15K)(298.15K) r rH Hm m (298.15K)(298.15K) TTr rS Sm m (298.15K)(298.15K)rGm (T) rHm (298.15K) TrSm (298.15K) 把把T看成自變量看成自變量(x)(x)， rGm (T)看成因變量看成因變量(y)(y) 上式可看成直線式上式可看成直線式 y yaxax b b 其中直線的其中直線的 斜率斜率a a r rS Sm m (298.1