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第三章化學(xué)第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)的基本規(guī)律一、化學(xué)反應(yīng)速率(一)化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)度與反應(yīng)速率的表示法化學(xué)反應(yīng)速率就是指化學(xué)反應(yīng)的快慢。通??捎脝挝粫r(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加,來(lái)表示化學(xué)反應(yīng)的速率v:由于反應(yīng)物或生成物的濃度隨反應(yīng)的進(jìn)行不斷變化,其反應(yīng)速率也是不斷變化的。因而用上述公式表示的反應(yīng)速率v,實(shí)際上是在某一時(shí)間段△t內(nèi)的平均速率。對(duì)于指定時(shí)刻的瞬時(shí)速率則可用下式表示:用反應(yīng)物或生成濃度隨時(shí)間的變化率來(lái)表示化學(xué)反應(yīng)速率比較直觀,但有一定的局限性:當(dāng)反應(yīng)物與生成物的化學(xué)計(jì)量數(shù)不是1時(shí),選用不同的反應(yīng)物或生成物作為測(cè)量標(biāo)準(zhǔn),就會(huì)得出不同的v值,即在相同條件下,同一反應(yīng)具有不同的反應(yīng)速率。例如為了避免這樣的麻煩,國(guó)際純粹及應(yīng)用化學(xué)會(huì)建議改用化學(xué)反應(yīng)進(jìn)度隨時(shí)間的變化來(lái)表示化學(xué)反應(yīng)的速率。定義:在反應(yīng)某一階段內(nèi)化學(xué)反應(yīng)中任何一種反應(yīng)物或生成物的量的變化Δn(dn)與其化學(xué)計(jì)量數(shù)v之商為該化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)進(jìn)度ξ,其單位是mol。對(duì)于反應(yīng)由于在反應(yīng)中,反應(yīng)物是減少的,其△n為負(fù)值,而生成物是增加的,其△n為正值。因此在計(jì)算反應(yīng)進(jìn)度時(shí),規(guī)定反應(yīng)物的v取負(fù)值,生成物的v取正值。下面舉例說(shuō)明化學(xué)反應(yīng)進(jìn)度的概念及其表示法:假定當(dāng)上述反應(yīng)進(jìn)行到反應(yīng)進(jìn)度ξ時(shí),消耗掉1.0mol的H2氣,即△nH2=-1.0mol,則按反應(yīng)方程式可以推知同時(shí)消耗掉的O2(g)的量應(yīng)為0.5mol,即△nO2=-0.5mol,而同時(shí)生成了1.0mol的H2O氣,即,按反應(yīng)進(jìn)度的定義可求算ξ:由此可知,對(duì)任何反應(yīng),在任何指定的反應(yīng)進(jìn)度,不管以任何反應(yīng)物或生成物作測(cè)量標(biāo)準(zhǔn),得出的ξ值都是相同的。因此用化學(xué)反應(yīng)進(jìn)度隨時(shí)間的變化率來(lái)表示化學(xué)反應(yīng)速率,將不隨測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)不同而不同現(xiàn)在國(guó)際上已通用這種反應(yīng)速率表達(dá)式。(二)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素1.反應(yīng)物濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響化學(xué)家總結(jié)出了化學(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度間的關(guān)系,稱(chēng)為質(zhì)量作用定律,即化學(xué)反應(yīng)的速率與反應(yīng)物濃度一定方次的冪成正比。例如,對(duì)反應(yīng)aA+bB→dD+eE而言,反應(yīng)速率v可表示為:式(3-1-1)稱(chēng)為質(zhì)量作用定律表達(dá)式,亦稱(chēng)為化學(xué)反應(yīng)速率方程式。式中CA、CB為反應(yīng)物A、B的濃度。k稱(chēng)為反應(yīng)速率常數(shù),其物理意義是當(dāng)反應(yīng)物的濃度都等于lmol·dm-3時(shí),該反應(yīng)的速率大小。它表征了一個(gè)化學(xué)反應(yīng),在反應(yīng)速率方面的本質(zhì)特征。鏈對(duì)于指定減的化學(xué)反休應(yīng)而言肌,貪k即賊為一條件知常數(shù)款。襖k扮淘值與反應(yīng)詳物濃度無(wú)柴關(guān),而與步溫度及催俊化劑等因如素有關(guān)。調(diào)反應(yīng)速率幣方程式中窮,反應(yīng)物恭濃度項(xiàng)的絮指送數(shù)它x尿藍(lán)、針y鴨中、。。。港。。。,快一般不等仙于相應(yīng)的舌反應(yīng)敲物項(xiàng)A吧文、疑B摔末的化學(xué)計(jì)歪量如數(shù)舒a桑蕉、居b同揮。反應(yīng)物菜濃度項(xiàng)指必?cái)?shù)的總和紀(jì)(臟x耕龍+污y救)值稱(chēng)為菜反應(yīng)的級(jí)離數(shù)。吉若族x+瞧粱y向=克2,秤煌為二級(jí)反咸應(yīng)。白通布常版x畫(huà)哄、磁y釘估的值是通城過(guò)實(shí)驗(yàn)求哥出的,可字以等脾于嗽0城或整數(shù),膝也可以是泊小數(shù)(或端分?jǐn)?shù))。增反應(yīng)級(jí)數(shù)毛不同,表悔示反應(yīng)速灶率與各反牽應(yīng)物濃度幻的定量關(guān)劉系不同。師當(dāng)反應(yīng)為臺(tái)一步完成刪的簡(jiǎn)單反竹應(yīng)時(shí),該棚反應(yīng)稱(chēng)為糟基元反應(yīng)慣。只有基園元反應(yīng),開(kāi)其反應(yīng)速企率方程式俯中濃度項(xiàng)嘴的指數(shù)才豈等于相應(yīng)謠的化學(xué)計(jì)老量數(shù)。溝即只有基那元反應(yīng)振aA+版bB垃翅→叫dD跡永+岡e蘋(píng)E伐,其反應(yīng)世速率方程屈式才能寫(xiě)味作:帽因此通過(guò)糕實(shí)測(cè)反應(yīng)半的流x監(jiān)、型y恭滔,并免與奇a駝棵、漢b蔑委相比較,仙就可以判側(cè)斷某一化贏學(xué)反應(yīng)是鏈否屬基元擇反應(yīng)。擦大多數(shù)反塘應(yīng)都是由礦多步基元否反應(yīng)組成趕的復(fù)雜反廁應(yīng)。復(fù)雜骨反應(yīng)的每艱步反應(yīng)都愿可單獨(dú)按劇基元反應(yīng)標(biāo)處理,按練反應(yīng)化學(xué)傻計(jì)量數(shù)直鴿接寫(xiě)出速燥率方程式鹽中相關(guān)濃牛度項(xiàng)的指她數(shù)。濱在復(fù)雜反未應(yīng)中,各泥分步反應(yīng)三中速率最趣慢的一步榴,決定了荒整個(gè)反應(yīng)噴的速率,初稱(chēng)為反應(yīng)念速率的決打定步驟。攔當(dāng)人們?cè)趶V實(shí)踐中希帳望加快某想反應(yīng)的速敲率時(shí),首大先要提高聰反應(yīng)速率鞠決定步驟茂的速率。葡2粱幼.溫度對(duì)芹反應(yīng)速率擋的影響遵化學(xué)反應(yīng)己速率通常仗隨溫度升捆高而增大址,但不同卻的反應(yīng)增橡大的程度煤不同。這衰是因?yàn)榛▽W(xué)反應(yīng)速臥率常遇數(shù)駛k斤應(yīng)隨溫度升蝴高而變大怕的緣故。良阿侖尼烏哨斯公式表歸明了反應(yīng)毛速率常呆數(shù)慮k選容隨溫?fù)]度畏T氏勿變化的定袋量關(guān)系:例式中有關(guān)駱,拍即量A盲瞇和煌B膊慧為兩個(gè)常糊數(shù),可由徹實(shí)驗(yàn)求得揮。進(jìn)一步州研究表明拆常衣數(shù)敞B壁澤與反應(yīng)的通活化賽能填E體a譯有關(guān)。棍即憤冊(cè)故阿侖尼剛烏斯公式田可改寫(xiě)為陳啟(3她言一真1卷仗一李2)吩?xún)?yōu)R啄免為氣體常撫數(shù),其值掙取德8.覆315沸J·m輛ol留-憂(yōu)1券·K抹-歐1趁。利用公饑式錯(cuò)(乖3璃請(qǐng)一薯1足靜一粘2)董匙,可由兩惜個(gè)不同溫份度挨Tl裂,T喜2簽時(shí)的速率盜常厘數(shù)仇kl捕,k縱2許,求旁得岔Ea兵培。亦可由革某一溫度薦時(shí)的反應(yīng)由速率常數(shù)件及活化下能甚Ea貍唉求算另一也溫度時(shí)的繪速率常數(shù)中。續(xù)活化甩能邁Ea失羽實(shí)質(zhì)上代戰(zhàn)表了反應(yīng)匪物分子發(fā)每生反應(yīng)時(shí)棉所必須首爺先克服的舟能壘。失現(xiàn)代化學(xué)死反應(yīng)速率斃理論認(rèn)為茅,化學(xué)反曲應(yīng)的歷程檢可以描述喘為:具有運(yùn)足夠能量縱的反應(yīng)物迎分子,在忠運(yùn)動(dòng)中相顧互接近,移發(fā)生碰撞觀,有可能覺(jué)生成一種礦活潑的不斧穩(wěn)定的過(guò)尾渡態(tài),通襲常稱(chēng)為活臨化絡(luò)合物支或活性中芬間體,而暫后,活化嗎絡(luò)合物再撈分解形成道生成物:踢按照氣體康分子運(yùn)動(dòng)逆理論可知服,在任何陡溫度下反鐵應(yīng)體系中慎所有分子磁的能量總架是高低不性等的。這鬧中間只有算一部分分呈子能量足冒夠高,它巾們?cè)谙嗷ピ磁鲎矔r(shí)才扣可能引起貪化學(xué)變化密,人們把厲這種碰撞紀(jì)稱(chēng)為有效餐碰撞。館把那些具嚷有足夠高抄能量、能怨發(fā)生有效鍛碰撞及化進(jìn)學(xué)變化的蒸分子稱(chēng)為南活化分子艦?;罨衷\子所具有沾的最低能課量與反應(yīng)叨物分子的次平均能量煮之差就是省活化能。栗如果一個(gè)介反應(yīng)的活燭化能很小環(huán),那么反機(jī)應(yīng)物只需欠從環(huán)境中律吸收少量夸的能量(涌如熱和光梯),即能監(jiān)克服活化促能,使反哲應(yīng)開(kāi)始,發(fā)并不斷進(jìn)杰行下去。盟這類(lèi)反應(yīng)筒就容易進(jìn)仍行,反應(yīng)慕速率就快層。反之亦墓然。從定邁量公式浩(險(xiǎn)楊3掏-厘1福-勸2濾創(chuàng))也可以罷看出,廢在指定溫梳度下侮,他Ea趟馬越大,反衛(wèi)應(yīng)速率常粉數(shù)越小,詞反應(yīng)速率平也越小消。恥癥3動(dòng)拜.催化劑仆對(duì)化學(xué)反鴉應(yīng)速率的同影響奔在工業(yè)合絡(luò)成氨反應(yīng)流中要采用升鐵催化劑妻、實(shí)驗(yàn)室規(guī)中分幸解稍KCl鬧O甩3廉制小O匆2堂需值加傭MnO虧2新作催化劑鏟、植物葉罷子發(fā)生光巴合作用必女須要有葉耀綠素作催覽化劑等等裝。催化劑稼是能增加抹反應(yīng)速率附而本身的察組成、數(shù)漠量及化學(xué)技性質(zhì)在反煎應(yīng)前后保品持不變的孤物質(zhì)。催秤化劑所起旬的作用稱(chēng)睬為催化作軟用。催化級(jí)作用的本宋質(zhì)是改變熱了反應(yīng)的訊途徑,生竹成了新的拔活性中間逃體,降低愿了反應(yīng)的吐活化能,搜使反應(yīng)速周率增加。廈催化劑的透應(yīng)用不僅于可以提高雕化學(xué)反應(yīng)再速率,縮保短反應(yīng)周對(duì)期,提高工產(chǎn)品得率冒,降低成擇本,而且靜可以利用怒催化劑的造選擇性抑頃制副反應(yīng)綱,提高產(chǎn)恥品純度和薄質(zhì)量。人丹們研究各死類(lèi)化學(xué)反拍應(yīng)速率的水特征和影瓜響因素,羊很重要的故目的就是兄為了尋找梳合適的催抗化劑,進(jìn)床而控制反吐應(yīng)速率,瞧為人類(lèi)服停務(wù)。低在龐大的徒催化劑家和族中,生更物催化劑棗和仿生催早化劑是引絡(luò)人注目的學(xué)后起之秀家。生物催無(wú)化劑主要從是指存在蠶于生物體營(yíng)內(nèi)的各種久酶。酶是尚生物體自鏟身合成的面特殊蛋白毀質(zhì)。它們坊具有高效妖的催化作栽用。在生榮物體內(nèi)進(jìn)討行的許多班化學(xué)反應(yīng)銜,幾乎都華是在特殊塵的酶催化貿(mào)下進(jìn)行的備。其中不貫少反應(yīng),小在實(shí)驗(yàn)室反中即使用菌高溫、高見(jiàn)壓等劇烈望條件也無(wú)具法實(shí)現(xiàn),績(jī)但在生物位體內(nèi)卻可握以在十分蒜溫和的條境件下完成摔。生物催吵化劑具有洞很高的催珠化效率和辜很高的催筍化選擇性匪,在很多傾情況下這槍種選擇性陵可達(dá)到專(zhuān)貫一性程度答。胞仿生催化連劑則是人桃類(lèi)模仿天困然的生物趨催化劑的芽組成、結(jié)查構(gòu)及作用草特點(diǎn),設(shè)違計(jì)合成出燥來(lái)的人工論合成催化咱劑,其特導(dǎo)點(diǎn)是具有鐘和天然生御物催化劑籍相似的性橫能特點(diǎn),邀但比天然揉生物催化壁劑的穩(wěn)定蠢性好,能掃在生物催礦化劑無(wú)法象工作的較于惡劣的環(huán)乏境條件下跌進(jìn)行有效催工作,而席且比天然錢(qián)生物催化奮劑容易得最到,因此降仿生催化露劑是十分丑有前途的榮,是當(dāng)前孤研究的熱它點(diǎn)領(lǐng)域。撕但這方面勵(lì)研究還有始許多工作喜要做,要樂(lè)走的路還挨很長(zhǎng)。題二、化學(xué)古反應(yīng)的方感向與化學(xué)致熱力學(xué)簡(jiǎn)從介息(一)化擁學(xué)熱力學(xué)幫的基本概故念胞厚1墊搜.化學(xué)熱薯力學(xué)的研更究?jī)?nèi)容與洗方法特點(diǎn)藍(lán)熱力學(xué)是鄙研究熱和勻其他能量釣形式間轉(zhuǎn)缸換規(guī)律的壤科學(xué)。嫁運(yùn)用熱力纏學(xué)基本原腫理來(lái)研究醉化學(xué)現(xiàn)象筍以及與化半學(xué)變化相劣關(guān)的物理寇現(xiàn)象,探應(yīng)索化學(xué)變埋化與能量艱傳遞、能米量轉(zhuǎn)換間劑的關(guān)系及具其變化規(guī)恩律,并用縮以判斷化賠學(xué)變化的鹽方向,這皺樣一門(mén)科姑學(xué)就稱(chēng)為竹化學(xué)熱力糊學(xué)。贈(zèng)化學(xué)熱力桑學(xué)是以熱犯力學(xué)第一主定律、熱范力學(xué)第二鍛定律及熱援力學(xué)第三您定律為基碗礎(chǔ)發(fā)展起縫來(lái)的。熱勢(shì)力學(xué)的基禮本規(guī)律是預(yù)從大量實(shí)高驗(yàn)事實(shí)中炎總結(jié)歸納技出來(lái)的,絞有著牢靠斗的實(shí)驗(yàn)基賄礎(chǔ),是物傍理化學(xué)中凈最基本的對(duì)原理。它攏的方法論素具有高度縱的可靠性誠(chéng)和普遍性或。熱力學(xué)均的研究對(duì)辣象是大量粘分子的集進(jìn)合體,其醉方法論具蒸有統(tǒng)計(jì)意鍵義。它只息反映大量谷分子的平穗均行為,普而不適用池于個(gè)別分棗子的個(gè)體后行為。熱封力學(xué)只注農(nóng)意某個(gè)變粉化造成的康實(shí)際結(jié)果崖,而不考繼慮變化經(jīng)段過(guò)的具體霜途徑。只悅考察體系螞宏觀狀態(tài)智的變化,襯而不探究須這種變化優(yōu)是如何發(fā)曬生的微觀慧機(jī)理。另化學(xué)熱力饅學(xué)只能對(duì)疫發(fā)生的現(xiàn)余象之間的漂聯(lián)系作宏伏觀的了解辦,而不能姻對(duì)其本質(zhì)巴作微觀的傍說(shuō)明。因味此,熱力壓學(xué)只能告魚(yú)訴我們,齡在某種條仍件下,某樓個(gè)化學(xué)變?cè)苹芊癜l(fā)拘生,如能勇發(fā)生反應(yīng)笨,結(jié)果如住何,能進(jìn)酒行到什么呈程度,但漆不能告訴錢(qián)我們完成乓這些變化瓜所需的時(shí)蛙間,也不綿能說(shuō)明化丸學(xué)變化的理根本原因否及其經(jīng)歷謎的具體歷悟程。晌2面旅.體系和言環(huán)境臘在化學(xué)中榮,把研究貞對(duì)象叫做名體系,把托體系外的至一切,叫唐做環(huán)境。背如果體系運(yùn)與環(huán)境之兄間,既有學(xué)物質(zhì)交換挖,又有能址量交換,睬這種體系層稱(chēng)為敞開(kāi)脂體系。如窯果體系與巡環(huán)境之間螺沒(méi)有物質(zhì)榆交換,只聯(lián)有能量交希換,這種厭體系稱(chēng)為庸封閉體系轟。如果體什系與環(huán)境卡之間,既擇沒(méi)有物質(zhì)兆交換,又育沒(méi)有能量伶交換這種偉體系稱(chēng)為塔孤立體系悉。蓋寶3螞癥.狀態(tài)和骨狀態(tài)函數(shù)斃用熱力學(xué)別研究或描續(xù)述一個(gè)體搖系,必須騰先確定體胡系的狀態(tài)亭。當(dāng)體系殲處于某一率種狀態(tài)時(shí)揀,其一系默列性質(zhì)都影隨之確定肉,如體系妨的組分,悶每種組分鳳物質(zhì)的量年,溫度,蠻壓力、體團(tuán)積、密度貨及各組分稠的聚集狀報(bào)態(tài)等也都天是確定的派。當(dāng)體系申的這些性您質(zhì)中有一啞種或幾種今發(fā)生了變雅化,那么膽體系的狀劫態(tài)也就隨懷之由一種拴狀態(tài)改變繼到另一種殊狀態(tài)。反旬之亦然??岙?dāng)休系的旗狀態(tài)發(fā)生掘變化時(shí),雪體系的性安質(zhì)中必然壯有些性質(zhì)粒會(huì)發(fā)生變坦化。也就獨(dú)是說(shuō),體碰系的這些局性質(zhì)可以渡看作是體腰系所處的節(jié)狀態(tài)的函穗數(shù),只隨筑狀態(tài)而變者化。因此溫,人們把婦體系的這宅類(lèi)性質(zhì)稱(chēng)承作理“輩狀態(tài)函蓮數(shù)竹”距。介凡是屬于箱狀態(tài)函數(shù)驕的各種物底理量(如史體系的組牧分物種、者每種組分淚物質(zhì)的量嗓、濃度、則壓力和溫景度等)的絲值,皆是然由體系的啊實(shí)際狀態(tài)祖所確定的毀,也僅僅環(huán)隨體系狀拔態(tài)變化而暴變化。當(dāng)?shù)V體系由始革態(tài)(狀叢態(tài)記o俯)變到終持態(tài)(狀童態(tài)貌i簡(jiǎn)送)時(shí),相歡應(yīng)的任何繪一種狀態(tài)寄函數(shù)(雨以現(xiàn)x臉崖代表)將理發(fā)生相應(yīng)袋的變化,濱由顫x驅(qū)o羅變新到石x巨i滔,其改變堂量撞Δ志x開(kāi)=霸x眾i鹽一縮x項(xiàng)o裁的大小,陵只取決于連變化的始發(fā)態(tài)與終態(tài)霜,而與變羅化的實(shí)際胸過(guò)程、變插化所經(jīng)歷摟的具體途報(bào)徑無(wú)關(guān)。闊只要始態(tài)叉和終態(tài)是煉確定的,眉那么體系堤的任何一疊項(xiàng)具有狀玩態(tài)函數(shù)特鋼征的性類(lèi)質(zhì)泛x躲碑的改變植量蒙Δ姥x篩宏,也就是彎個(gè)確定值訴。而不管鏡體系實(shí)際惠上經(jīng)歷什晉么樣的途呢徑完成這謙一變化過(guò)療程雖,索Δ比x魚(yú)都是相同音的。你例如,若該某個(gè)鑰由互H紗2再O越哪組成的體欣系,由始慰態(tài)抽(邀1m役ol,兵298量K10含0kPa勺,1常dm障3辯)變到終零態(tài)熔(l源mol齡,34住8K,集100爛kPa鏡,ld既m柴3混)勉僚,作為狀翠態(tài)函數(shù)之健一的溫鎖度北T偶遭的變化登值炮撥△敏治T姿=股348K竄圖一胳298想K糧=徒50K耍尺,只要上刮述始態(tài),辭終態(tài)被確花定了,那艷么這慘個(gè)芹△磨T識(shí)筐的值也就甩隨之確定爸了,而不富管體系實(shí)販際上是經(jīng)讓過(guò)什么樣徒的途徑來(lái)孟完成這一壓變化。殿其坡△供T牛否總是同一艇值。比如耳,體系可春以之從介298脈K角岸直接加熱萄到亞348叔K究欠;也可圍由杜298進(jìn)K艙曠降溫抗到盞278素K恢恢再升溫踢到卷348簡(jiǎn)K照灘;也可以聲先哥從慘298傲K非視加熱過(guò)到柳388擱K依眨,再降如到榆348往K餓裳,等等。遇只要始態(tài)趁的溫度與鐮終態(tài)的溫侮度指定擇為國(guó)298秋K歸興和朋348燙K,櫻桃不管體系戒實(shí)際經(jīng)過(guò)狐什么途徑度完成這一累變化,達(dá)其粗△攔T氏吃總是等辦于幣50K漸驕。由此,艷在熱力學(xué)式研究中,勢(shì)計(jì)算化學(xué)泡變化中任題何一個(gè)狀扭態(tài)函數(shù)的拜變化時(shí),圾只要確定向了始態(tài)和敞終態(tài),就炕可借助任橋何設(shè)定的長(zhǎng)途徑,從膝始態(tài)變到摔終態(tài),并蛛進(jìn)行相應(yīng)躺的熱力學(xué)泳計(jì)算。威而不必顧歇及變化的叉實(shí)際過(guò)程槍是如何完竿成的,是喇否與設(shè)計(jì)鉛的過(guò)程相傍同哨。圾奉4靈嗓.指定狀瞎態(tài),平衡臣狀態(tài)與標(biāo)降準(zhǔn)狀態(tài)叢在進(jìn)行熱宇力學(xué)研究折及計(jì)算中藝,必須明監(jiān)確分清指棟定狀態(tài)、誼平衡狀態(tài)攝與標(biāo)準(zhǔn)狀吳態(tài)。指定隸狀態(tài)是人貞為設(shè)定的瞎或?qū)嶋H存崖在的任何脾一個(gè)確定槽的狀態(tài)。編在化學(xué)變擋化過(guò)程中娛,變化開(kāi)思始前體系采的實(shí)際狀蘇態(tài)(始態(tài)胞),以及刻反應(yīng)完成違后體系的擊實(shí)際狀態(tài)孝(終態(tài))揉,或反應(yīng)字進(jìn)行到某蕉一階段(預(yù)某一進(jìn)度嶺)時(shí)體系及的可能狀銹態(tài)(中間累態(tài)、過(guò)渡抄態(tài))等已蜜知狀態(tài),既都可以是柱指定狀態(tài)落。對(duì)某一怨化學(xué)反應(yīng)燭,常可指地定其反應(yīng)元物為始態(tài)渡,生成物海為終態(tài)。聾平衡狀態(tài)子是體系中寧發(fā)生的某少個(gè)化學(xué)變余化過(guò)程或新其他熱力餃學(xué)過(guò)程達(dá)幫到平衡時(shí)拾的狀態(tài)。困對(duì)于指定葉的過(guò)程,頭在指定的堪條件下,衣其平衡狀慚態(tài)是確定滿(mǎn)的,并不泡因起始狀描態(tài)的不同擁而改變。偷標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)燈是為了便談?dòng)谟?jì)算而萍人為設(shè)定聯(lián)的一種參節(jié)比狀態(tài)。雀這是一種嫁假想的狀怪態(tài),一種壇統(tǒng)一的比覆較標(biāo)準(zhǔn),仁并不一定倍是真實(shí)存拔在的。實(shí)瘋際存在的犯真實(shí)狀態(tài)紹,大部分蜜都不是標(biāo)雹準(zhǔn)狀態(tài)。肆熱力學(xué)對(duì)魔標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)狐的定義是臂:抱(常I收)對(duì)氣體度物質(zhì)而言川,當(dāng)其分秒壓居為炕100蹤kPa脫霜時(shí),該氣救體即處于啄標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)膠。展(鏈I匹I抵)對(duì)純液抬態(tài)、純固躺態(tài)物質(zhì)而艷言,當(dāng)其蹈處包于把l00茶kPa進(jìn)柿壓力下,惑該純液態(tài)呀、純固態(tài)田物質(zhì)即處青于標(biāo)準(zhǔn)狀踏態(tài)惱。闊潔(II暖I桂)對(duì)溶液崇而言,當(dāng)亡溶質(zhì)的濃冒度牙為朽l(xiāng)mo韻ldm對(duì)-邁3啦時(shí),該溶瞎質(zhì)處于標(biāo)雜準(zhǔn)狀態(tài)吐。垂偽(I柿V愉)對(duì)于任劈一體系而愛(ài)言,當(dāng)其緒中所有組圍分物質(zhì)都侮處于標(biāo)準(zhǔn)朵狀態(tài)時(shí),遮該整個(gè)體滴系即處于索標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)欣。奧妥(頂V富)熱力學(xué)仆對(duì)標(biāo)準(zhǔn)狀短態(tài)的規(guī)定閱中,并未堤規(guī)定統(tǒng)一焦的溫度標(biāo)伙準(zhǔn)。因此字,標(biāo)準(zhǔn)態(tài)航的溫度是捧可以任意倍選定的,瞧實(shí)際上每態(tài)個(gè)溫度都僻存在一個(gè)春標(biāo)準(zhǔn)態(tài)(凍可用標(biāo)注眾(且T那籮)說(shuō)明)瓶。國(guó)際純異粹及應(yīng)用望化學(xué)會(huì)推碎薦擋用撕29脈8.終15K蘿炎作參比標(biāo)服準(zhǔn),因此壞,若不特邀別指明標(biāo)冰準(zhǔn)態(tài)的溫茂度,則通騰常是臣指嫩298鉛.1虧5K知掀(踩或屯298狗K鋼掠)。廳綜上所述因,熱力學(xué)蠶標(biāo)準(zhǔn)狀的還主要標(biāo)志退是:炮對(duì)于任何鋤體系而言城,其標(biāo)準(zhǔn)毛狀態(tài)總是緒確定的,災(zāi)而不管該姜體系實(shí)際父處于什么粗樣的狀態(tài)浮。曾(二)重知要的熱力枯學(xué)函填數(shù)裁皇1葛蛇.熱力學(xué)唇能燥u錦體系內(nèi)部差所具有的炭一切能量販的總和,者稱(chēng)為體系愛(ài)的熱力學(xué)悶?zāi)?,以前技稱(chēng)為內(nèi)能訴。體系熱跨力學(xué)能是形體系的一厚種本質(zhì)特芳征,屬于皂狀態(tài)函數(shù)宗。體系在恒任何指定杠狀態(tài)下的雀熱力學(xué)能既的絕對(duì)值騙無(wú)法求得寨,但當(dāng)體珍系發(fā)生變柿化時(shí),變暫化前后熱翁力學(xué)能之械差片△歐u澇咱卻是可以筒測(cè)求的。駁如果體系控由狀態(tài)所(湖1)錘出(其熱力閃學(xué)能穩(wěn)為熄ul理)祖到,變化到境狀態(tài)頂(復(fù)2)勿芽(其熱力尺學(xué)能分為盒u2)眾勒,在此過(guò)價(jià)程中體系植從環(huán)境中移吸法熱致Q鴉郵(熱力學(xué)耗規(guī)定,體躺系從環(huán)境彈吸熱料,確Q爛蝴取正值,畝體系向環(huán)矩境放熱顯,格Q瞎睡取負(fù)值)殲,同時(shí)對(duì)夕環(huán)境作盤(pán)功剛W酬腫(熱力學(xué)印規(guī)定,體察系對(duì)環(huán)境峰作納功泡W機(jī)恩為正值,寒環(huán)境對(duì)體瓶系作功悟,抵W味桶取負(fù)值)引,則按照景能量守恒壯原則,蘿有鄰扭△肉撈u牽=捐u齡2扭-脹u羨1圓=摘Q蕩-洪W碑果(州3嶄店一呈1味爬一冒3)券書(shū)這就是化挎學(xué)熱力學(xué)燈第一定律滴的表達(dá)式蘭。轟2傘佩.化學(xué)反恢應(yīng)的熱效姥應(yīng)旗Q妨伴與使焓怖H愚(1歸瞇)化學(xué)反尖應(yīng)的熱效糟應(yīng)恰許多化學(xué)扎反應(yīng)都伴謹(jǐn)隨著放熱帶或吸熱,翻稱(chēng)為化學(xué)腥反應(yīng)的熱妨效應(yīng),也訂稱(chēng)為化學(xué)忙反應(yīng)的反膏應(yīng)熱。疑如果化學(xué)痰反應(yīng)是在揚(yáng)恒壓條件沉下進(jìn)行的步,則反應(yīng)跟的熱效應(yīng)店稱(chēng)為恒壓博熱效應(yīng)。島許多化學(xué)危反應(yīng)都是鐵在大氣壓渴力下進(jìn)行喂的,在反獎(jiǎng)應(yīng)或變化降過(guò)程中,爹大氣壓的庫(kù)變化很微拜小,可認(rèn)續(xù)為是恒定線不變的。鑼因此,這跳些化學(xué)反赤應(yīng)都可看榮作恒壓反撲應(yīng),相應(yīng)固的熱效應(yīng)亮都是恒壓報(bào)熱效應(yīng),恩通常激用裁Q燒p暴表示。若認(rèn)化學(xué)反應(yīng)宜是在一個(gè)凍固定的容吹器中進(jìn)行聽(tīng)的,則為玩恒容反應(yīng)引,其相應(yīng)嘉的熱效應(yīng)秋稱(chēng)為恒容外熱效應(yīng),堅(jiān)通常故用賊Qv乳隸表示難。柴濫(2緣息)燕焓腔H訴品與燴租變坊專(zhuān)△三H礎(chǔ)設(shè)體系經(jīng)否過(guò)一個(gè)恒請(qǐng)壓變化飲(雪P劇l騎=殿p佛2俯=延p闖外),由野狀之態(tài)功1(絹u車(chē)1僅、鬼p揀1定、獲Vl蔽乒)變化到六狀吸態(tài)鐵2(補(bǔ)u2惹乘、贈(zèng)p2餓股、羊v2)懸時(shí),并假定增在變化過(guò)撒程中,體抵系不作非擇膨脹功,葬即體系在式變化過(guò)程效中,除因糞體積變化濕而作功外距,不作其曉他任何功片。即寺:我香令葬按H歉=洗u鑒+壟PV,具H啞約稱(chēng)為焓,貴是由人們蘿設(shè)定的一名個(gè)熱力學(xué)腸函數(shù),既蔑然應(yīng)u裝和柿P堂孔、蔑V預(yù)浮都是狀態(tài)草函數(shù),由終它們組合猾而成虹的沉H暗糟也必然是桂狀態(tài)函數(shù)唐。萄Δ木H薯藝代表了體糖系由狀蝦態(tài)依1砍揀變化到狀知態(tài)責(zé)2糖拿時(shí),其焓只值的變化欄。稱(chēng)為體籃系的焓變淺。只要狀隊(duì)?wèi)B(tài)漫1喉督和狀美態(tài)輛2察暫確定,西則頂H燈1紗和剃H2挨飲的值也就夸確定了耐,靈△濤H吧兄的值也隨櫻之確定,套并可用在踐狀兼態(tài)壤1暢敵到狀付態(tài)租2務(wù)誠(chéng)之間的恒廳壓變化過(guò)儀程的熱效杜應(yīng)來(lái)衡量誰(shuí)。如果指至定某一反煙應(yīng)的反應(yīng)臂物為始態(tài)難(狀護(hù)態(tài)記1)敲可,而指定多其生成物遼為終態(tài)(環(huán)狀斜態(tài)僚2)節(jié)來(lái),并則跟Δ寸H倆=宋H錢(qián)2翠-疤Hl將欣,就是該伙反應(yīng)的焓濫變,刊數(shù)值上等飽于該反應(yīng)咐的恒壓反詳應(yīng)熱。屬因此,任張何一個(gè)化歡學(xué)變化所馳引起的體瞇系的哈焓總變我惡△吳H如粒,只取決殺于體系變狠化前后的庸?fàn)顟B(tài),而期與具體變贏化的途徑難無(wú)關(guān)。竹早惰在抄184軍0島球年,俄國(guó)騰化學(xué)家蓋涂斯根據(jù)大壤量實(shí)驗(yàn)事惹實(shí)總結(jié)出嘗、在恒壓潤(rùn)條件下,剝不管化學(xué)靈反應(yīng)是一罵步完成,葛還是分幾材步完成,做其反應(yīng)的驕熱效應(yīng)總海是相同的備,這就是與著名的蓋米斯定律。謙根據(jù)蓋斯擾定律,對(duì)壇于化學(xué)反靠應(yīng):斬只要反應(yīng)擋物(狀織態(tài)編1壟胃)和產(chǎn)物渴(狀桶態(tài)態(tài)2丘腔)確定,所則不管反探應(yīng)過(guò)程如疏何,實(shí)際嶄經(jīng)過(guò)幾步羞完成,實(shí)捷測(cè)或計(jì)算蟲(chóng)得到的反妖應(yīng)熱場(chǎng)的芬值總是相何同的。如屬圖法3神遇一掠1湖能一額1堪豈所示裙:銳凝顯然,蓋雪斯定律的洞結(jié)論實(shí)際若上與焓變竭的狀態(tài)函刷數(shù)性質(zhì)是愚一致的。哄根據(jù)蓋斯萄定律,可靜以利用已躺知的反應(yīng)弓熱去求算渴一些未知貼或難以直訓(xùn)接測(cè)定的防反應(yīng)熱儀。疾齡這兩個(gè)反掩應(yīng)的熱效獨(dú)應(yīng)哭△笛H妄1致、進(jìn)湊△騾H嗎2筋則是已知佳的。故可賠利用蓋斯肺定律,便由僵△召H撐1枕、昆窗△角H該2雙計(jì)叉算姐乒△購(gòu)H儉青值:笛(3懶翠)反應(yīng)的糾標(biāo)準(zhǔn)焓變的與物質(zhì)的涂標(biāo)準(zhǔn)生成匪焓豐(耀I(xiàn)趕)對(duì)于一教個(gè)化學(xué)反硬應(yīng)而言,劈當(dāng)參與反夏應(yīng)的各種靜物質(zhì),包柿括反應(yīng)物際和生成物噸,都處于繪標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)乓時(shí),化學(xué)趨反應(yīng)的焓佳變即稱(chēng)為勢(shì)反應(yīng)的標(biāo)路準(zhǔn)焓變,津以伐表示。下胸標(biāo)杰“聞r蹲吼”慣表示化學(xué)閑反應(yīng),上成標(biāo)表示標(biāo)姐準(zhǔn)狀態(tài)。奴(其他熱妥力學(xué)函數(shù)暮也用同樣爆標(biāo)注)何任何一個(gè)恰化學(xué)反應(yīng)章的焓變不爬僅與反應(yīng)晉體系所處表的狀態(tài)有符關(guān),而且材與反應(yīng)過(guò)負(fù)程中消耗擺的物質(zhì)的溝量有關(guān),苦也就是與號(hào)反應(yīng)進(jìn)度齒子有關(guān)??恳虼硕x腔,當(dāng)化學(xué)侵反應(yīng)進(jìn)度嚷為掩ξ撲=重lmo全l溉買(mǎi)時(shí),化學(xué)智反應(yīng)的標(biāo)秤準(zhǔn)焓變?yōu)閼M化學(xué)反應(yīng)遷的標(biāo)準(zhǔn)摩猴爾焓變,爭(zhēng)以液表示,右文下惹標(biāo)匹“嶄m勾旬”目代表相應(yīng)假的化學(xué)反膀應(yīng)的進(jìn)度謠為舞lmo顧l獎(jiǎng)的單位內(nèi)是祝kJ·標(biāo)mol鋒-談1饒,營(yíng)(跡I金I購(gòu))為了利勁用熱力學(xué)筐規(guī)則方便航地計(jì)算化東學(xué)反應(yīng)的甩焓變,人謝們希望能固知道參與寄化學(xué)反應(yīng)要的每種物剩質(zhì),各自漠在指定條擠件下的焓肥值。但是喂焓的絕對(duì)攤值無(wú)法測(cè)去得,因此演,人們就喂設(shè)法通過(guò)深比較測(cè)定色其相對(duì)值藥。物質(zhì)的原標(biāo)準(zhǔn)生成還焓就是這窮種相對(duì)值墊。奪由穩(wěn)定的燙單質(zhì)生成梁?jiǎn)挝蛔粤績(jī)?yōu)(1章mol縫譯)的某種輕物質(zhì)的反艱應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)牙焓變,被終定義為該封種物質(zhì)的逐標(biāo)準(zhǔn)生成虧焓腹,以替表示。左挖下撞標(biāo)呼f他斬表示生成壺焓,右下斜標(biāo)困m葬線表示生成限物質(zhì)的量球?yàn)楦踠mo族l裙巴。蝕的單位職是屢kJ吩·mol亮-疊1蛋。負(fù)由物質(zhì)的敗標(biāo)準(zhǔn)生成儉焓的定義輩可知,穩(wěn)告定單質(zhì)本籠身的標(biāo)準(zhǔn)納生成焓必?cái)[然為零。蛇例如扒,益O擾2需(g鏡只)的標(biāo)準(zhǔn)傾生成焓為陜各種常見(jiàn)袍物質(zhì)的標(biāo)稈準(zhǔn)生成焓片,已經(jīng)由筑實(shí)驗(yàn)測(cè)得脅,在一般潑的理化手票冊(cè)中都可穩(wěn)以查到,億使用起來(lái)魂十分方便且。脆芳(4晴代)焓變的燦計(jì)算錫對(duì)指定的戴反拖應(yīng)訓(xùn)讓只要查表索得屑到磁A趨胖、炮B沙繼、疼D傭換、阿E栗部的標(biāo)準(zhǔn)生挺成焓值,賊就可按下市式計(jì)算反曾應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)遺摩爾焓變色:錯(cuò)徑3劉推.支熵裳S均載與熵閑變鬧狀△肌S慶(1勾慎)體系的梁混亂度與究熵采任何體系饅都是由大壟量微觀粒錫子組成的劑群體,體倡系內(nèi)部的絕混亂程度假或其微粒扭排列的有水序性,是傍體系所處練狀態(tài)的一帝個(gè)重要特大征。指定攪體系處于證指定狀態(tài)紋時(shí),其混鬧亂程度是或確定的。偶而如果體佛系混亂度賭改變了,賊體系的狀廚態(tài)也就隨淺之發(fā)生相掌應(yīng)的變化商。這就表聲明,體系淘混亂度的潛變化具有仔狀態(tài)函數(shù)魯?shù)奶卣?。紋為了定量選地描述體抬系的混亂由度,人們神引入了一欄個(gè)熱力學(xué)級(jí)函播數(shù)釀—霧—瓣熵,用符沈號(hào)憶S是嘆表示。熵抹是描述、抗表征體系堡混亂度的墨函數(shù),或煮者說(shuō)熵是漆體系混亂橋度的量度撐。體系的哪混亂度越踏大,其熵轉(zhuǎn)值也越大筑,反之亦俱然。由于系體系混亂利度的變化未具有狀態(tài)鋒函數(shù)的特厲性,所以擁熵也是一貫種狀態(tài)函毛數(shù)。應(yīng)該載具有狀態(tài)腥函數(shù)的一荒切特點(diǎn)。鈴當(dāng)體系由捆狀府態(tài)股1廚該變到狀娘態(tài)城2差底,其熵值糾由賓Sl云漸變計(jì)到上S深2剃,體系的漠熵嘴變魔Δ扔S葛廁=忍S漲2宗一躺S1段爆,僅取決咳于指定的紹始態(tài)和終鍵態(tài),而與窩變化的實(shí)匙際過(guò)程和痛經(jīng)歷的途熊徑無(wú)關(guān)蘋(píng)。貴竄(2法墨)熱力學(xué)熄第三定律壁與物質(zhì)的堆規(guī)定熵茶人們無(wú)法胡知道指定懂體系在指酷定狀態(tài)時(shí)雕熵的絕對(duì)負(fù)值,只能挽人為規(guī)定雨一個(gè)供比肚較的參考栗標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)斃而求算熵牢的相對(duì)煌值。熱力倆學(xué)第三定前律給出了罷這樣一個(gè)猜參比標(biāo)準(zhǔn)葛。熱力學(xué)己第三定律落是在低溫慎下研究凝逮聚體系的忠嫡變的實(shí)倡驗(yàn)結(jié)果所架推出的結(jié)準(zhǔn)論,第三帝定律的一昨種基本表鋼述為槳:跌“夢(mèng)不能用有筐限的手續(xù)記把一個(gè)物排體的溫度猜降到絕對(duì)錄零度購(gòu)。賄”省而化學(xué)熱虛力學(xué)中最乳普遍采用鬧的表述為筒:齒“劇在絕對(duì)零絮度時(shí)任何監(jiān)純物質(zhì)的委完整晶體鞠的永熵曲等于零滿(mǎn)。即”勇這里有幾而個(gè)重要的羊限制性定忽語(yǔ),首先判指的桃是畜“況純物彩質(zhì)懇”炕,表示物播質(zhì)純凈毫僻無(wú)雜質(zhì),淘這是一種令在成份上煌的絕辱對(duì)愉“賺單一有蔽序旦”咸。其次指腰的突是及“寒完整晶坑體后”窯,即組成批晶體的所妙有微粒都羽處于理想站的晶格結(jié)散點(diǎn)位置上搬,晶體內(nèi)散部不存在爹任何缺陷丸,這是一級(jí)種在結(jié)構(gòu)剃上的絕貧對(duì)葵“謙整齊有宋序明”帖。第三指狠的甘是綠“擴(kuò)絕對(duì)零防度寶”斬,此溫度覺(jué)下,任何卡粒子的亂治運(yùn)動(dòng)都停嘉止了。因剩此在絕對(duì)炕零度時(shí)任鉤何純物質(zhì)圣的完整晶友體應(yīng)該是孔處于一種趕絕對(duì)有序箭的狀態(tài),緒也就是混綱亂度最低畏的狀態(tài),答故其熵值勤為零。用夫熱力學(xué)方雁法,通過(guò)告熱力學(xué)測(cè)角量,可以南求得任何遷一種純物暖質(zhì)從絕對(duì)喂零度的完賢整晶體變怪到指定溫抬度松T盡筐這一過(guò)程棵的熵變:坐,式僵中櫻ST帳誼為指定溫漿度燒T喝柱時(shí)的熵值賭,寒S0歉袋是絕對(duì)零斥度(始態(tài)崖)時(shí)的熵惹值。嶺這就是說(shuō)違,用上述處方法測(cè)得姿的熵技變汗戲△堡S(席T)童南,就等于顆被測(cè)物質(zhì)雖在溫閱度藥T館對(duì)時(shí)的熵技值東ST意,S順昨稱(chēng)為該物頃質(zhì)的規(guī)定纖熵(以前骨也稱(chēng)作絕按對(duì)熵)。桂在標(biāo)準(zhǔn)狀椅態(tài)下副,有l(wèi)mo菠l席謊純物質(zhì)的師規(guī)定熵,窮定義為該懸物質(zhì)的標(biāo)坡準(zhǔn)摩爾規(guī)拋定熵,簡(jiǎn)牛稱(chēng)物質(zhì)的酒標(biāo)準(zhǔn)熵。保以果表示,單膽位是胸。常見(jiàn)物園質(zhì)閑在望298東.1李5K奔美時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)款嫡可從理振化手冊(cè)中唯查得。由爸此可進(jìn)而廢求算一個(gè)旁化學(xué)反應(yīng)脆或一個(gè)變?cè)苹^(guò)程的事熵費(fèi)變申Δ蝦S娃臉。但應(yīng)注壤意任一穩(wěn)虎定單質(zhì)的出規(guī)定熵與成標(biāo)準(zhǔn)熵都它不為零。熟對(duì)于一個(gè)兩化學(xué)反應(yīng)返而言,可帳以把其反則應(yīng)物看作忘狀歲態(tài)悠1浴楚(始態(tài),般相應(yīng)存于概S壯T1控)詳狼,將其產(chǎn)讓物看作狀針態(tài)線2程災(zāi)(終態(tài),枯相應(yīng)阿于謹(jǐn)S遞T2脊)涌斬,則反應(yīng)源的嫡變嚇。禍若反應(yīng)物姨和產(chǎn)物都拋處于標(biāo)準(zhǔn)挑狀態(tài)下,故則反應(yīng)的秒熵變?yōu)樵撓锓磻?yīng)的標(biāo)料準(zhǔn)熵變。忽當(dāng)反應(yīng)的丙進(jìn)度腐為瞎lmo步l穴漂時(shí),反應(yīng)改的標(biāo)準(zhǔn)熵黑變即為反陸應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)滿(mǎn)摩爾熵變框,以鞏表示,單今位為犯。根據(jù)反驚應(yīng)物與生世成物的標(biāo)例準(zhǔn)熵,可雙以計(jì)算反睛應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)倦摩爾熵變崇。對(duì)于反皇應(yīng)堆a(bǔ)A政+b濾B寇→軋dD+木eE愧灶而言懸4勝洲.吉布斯?jié)撟杂烧J(rèn)能南G授(1她都)反應(yīng)的四標(biāo)準(zhǔn)摩爾頓吉布斯自籌由能變和掠物質(zhì)的標(biāo)博準(zhǔn)生成吉蘇布斯自由濕能。娘許多實(shí)驗(yàn)群事實(shí)表明喇,在自然勾界中各種尚物理、化勸學(xué)變化過(guò)緣程的發(fā)生宴與方向,治至少受到猛兩大因素興的制約:禮一是體系孝的自發(fā)變起化將使體量系的能量必趨于降低房;二是體竿系的自發(fā)泥變化將使眨體系的混銳亂度增加聽(tīng)。厲用熱力學(xué)陳函數(shù)來(lái)表趴述,即體月系的自發(fā)岔變化將削向歇頭△斃H社塔減小鮮和叛調(diào)△完S竊灑增大的方徐向進(jìn)行。釀基于這些捕事實(shí),為建了便于綜器合考慮上抽述兩方面駕的因素。悼美國(guó)物理貼化學(xué)家吉害布斯定義益了一個(gè)新列的熱力學(xué)斜函少數(shù)糕G:醋G輛=攻H宇-援TS瓦朽,稱(chēng)為吉旋布斯函數(shù)址或吉布斯密自由能夢(mèng)由進(jìn)于俯H找菜、酬T訓(xùn)悅、崇S暴愚都是狀態(tài)問(wèn)函數(shù),因耳而水G批掙也是狀態(tài)績(jī)函數(shù),具肌有狀態(tài)函濱數(shù)的一切己特征。嬌當(dāng)一個(gè)反幣應(yīng)體系的偷所有物質(zhì)互都處于標(biāo)稱(chēng)準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)穩(wěn),反應(yīng)的攏吉布斯自絮由能變化爐,即為該溪反應(yīng)的標(biāo)旱準(zhǔn)吉布斯童自由能變危。而當(dāng)反舌應(yīng)的進(jìn)度亭為旺lmo賄l柜貪時(shí),反應(yīng)知的標(biāo)準(zhǔn)吉弱布斯自由體能變即定斗義為該反哲應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)舟摩爾吉布膽斯自由能弦變。以劫在標(biāo)準(zhǔn)狀夢(mèng)態(tài)下,由勻最穩(wěn)定的嫂單質(zhì)生成式單位量款(趁lmo并l烘忍)的純物折質(zhì)的反應(yīng)迅的標(biāo)準(zhǔn)吉畜布斯自由斥能變,定諸義為該物途質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)獅生成吉布?xì)W斯自由能毛。聯(lián)以仍表示,單頭位幣為常kJ·丸mol攜-頁(yè)1痰。任何一保種穩(wěn)定單迫質(zhì)鳴的貢紡=帶0見(jiàn)旗,常見(jiàn)物律質(zhì)那在晌298余.15K疏獸時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)冤生成吉布宣斯自由能湯值,可從野一般的理柴化手冊(cè)中鹿查到;并勝可由此計(jì)總算反應(yīng)口在乞29撈SK絨事時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)位摩爾吉布胳斯自由火但是必須魔注意,用糾(鎖3凳-腸1遣-推8亂芳)式計(jì)算節(jié)出來(lái)的只爽能艷是保298哪K械剪時(shí)的晃。因?yàn)橥匾环磻?yīng),匹在不同溫脂度下,有兼著不同的虜值郵。腰炸(2網(wǎng)遣)任意指轉(zhuǎn)定溫涉度伙T盜刮時(shí),反應(yīng)耳的標(biāo)準(zhǔn)摩武爾吉布斯夠能變放由式甘(頓3賺螞-蠢1睬焰-駕7羨羞)或曠(近3筍慎-繭1坑辛-喉8盈突)求算任宣意溫神度控T回曾時(shí)的剃,必須先萬(wàn)求杜出鑰298笨K濫殊時(shí)的旺(過(guò)298只K)忘刷,然后再旬用吉布血斯榆渾―桶峽亥姆霍茲只公式銳(麻信3粱-選1欠-致7錫票)求算培:悟(3滾劈)任意指慈定狀態(tài)(作非標(biāo)準(zhǔn)狀絡(luò)態(tài))時(shí),錫反應(yīng)的摩糕爾吉布斯頭自由能變苗:尊對(duì)于任何觀一個(gè)化學(xué)腹反應(yīng)而言巖,在指定努狀態(tài)(非蹲標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)偉)時(shí)的摩漫爾吉布斯劑自由能變輪丘為相應(yīng)的急反應(yīng)系數(shù)衣。例:撫1貞.在等溫界等壓下,儀一個(gè)化學(xué)芽反應(yīng)能自虎發(fā)進(jìn)行的洪充分必要在條件是:刻在該溫度巴時(shí),該反簽應(yīng)的(亂)。許A悅.閘=艇0茫;B.=0根C幟.拳<?。?;D.<0答案:D欲2禍.一般來(lái)助說(shuō),某反簽應(yīng)在其他像條件一定斑時(shí),溫度偏升高,其速反應(yīng)速率座會(huì)明顯增素加,主要慌原因是(刪)腹。困既A項(xiàng)斑.分子碰蓄撞機(jī)會(huì)增俊加瓣搏B椒之.反應(yīng)物咸壓力增妖加細(xì)悉C碗各.活化分疲子百分率竊增怎加覺(jué)絡(luò)D棕蹲.反應(yīng)的巾活化能降騎低答案:C賄3摧.某反應(yīng)賓的速率方豪程式是驅(qū),朋當(dāng)另A指喬物質(zhì)的濃傅度減隱少睛50磨管%時(shí)惠,襖v階君降低為原做來(lái)干的悠1/警4度飛,梨當(dāng)揚(yáng)B亦冊(cè)物質(zhì)的濃樂(lè)度增鏟大火2體艱倍時(shí)嫩,遷v策巡增盯大茂2喬沫倍,印則救x毅利、栗y招很分別為(綠)廉。蠶晨A革勵(lì).歇x媽?zhuān)秸?袖景、搏勝y迷=耗1未;柔B.僵x芳=犬2宵僅、切y掛炎=迫1海C.脹x賄=國(guó)1棋牌、暫y夕浙=盈2辰;俗制D.姿x躁葬=曉2扛婆、奔暫y講=珍2功解答如下茶;裙設(shè)鑼A斥、貪B洋物質(zhì)的初浮始濃度分同別訴為肚cA廳0小,市cB質(zhì)0辭,初始速干率躲為飲v聰0捷,則:解v室0窩=取kcA桐0寧x督cB0磨y給,汗1/4翁v疊0摘=爽k(c呈A0/2男)毅x斜cB0規(guī)y晃2v公0疫=偽kcA線0孩x個(gè)(2c得B0)味y犁解得廁:匠x閣=疲2塞,飽y刊=耐1.鏡(三)化生學(xué)反應(yīng)方字向的判別止:輛論l刻公.自發(fā)過(guò)挑程與化學(xué)蔑反應(yīng)的方慚向性辮自然界中桿發(fā)生的變儉化都具有添一定的方患向勝。例遞如兩個(gè)溫航度不同的脊物體互相朝接觸時(shí),歷熱會(huì)自動(dòng)攜地從高溫壽物體傳向抄低溫物體篩,直至兩艱個(gè)物體溫梨度相同而餓達(dá)平衡。功而該過(guò)程沿的逆過(guò)程收,即熱量饒從低溫物軋?bào)w傳向高拒溫物體,香使冷者更自冷,熱者異愈熱,則施顯然是不型會(huì)自動(dòng)發(fā)扒生的?;瘞煂W(xué)反應(yīng)也騾存在類(lèi)似芽情況。如醉:將鋅粒時(shí)丟異人忌Cu迎2量+暈溶液中,毅會(huì)自動(dòng)發(fā)眉生反應(yīng),洽生乏成側(cè)Cu估貸和枝Zn姻2患十拘。而反過(guò)抖來(lái),若把文銅粒放距人廈Zn執(zhí)2米十測(cè)溶液中,揉則并不會(huì)恢發(fā)生反應(yīng)紋。熱力學(xué)倚中把那些莊無(wú)需外界危干涉便可痛自動(dòng)發(fā)生炒的反應(yīng)或加變化稱(chēng)為晨自發(fā)反應(yīng)晝或自發(fā)變乖化。邁在指定條牛件下,如搖果某一反寺應(yīng)能自發(fā)臺(tái)進(jìn)行,則藏其逆反應(yīng)準(zhǔn)必不能自伸發(fā)進(jìn)行。液反之,若谷某反應(yīng)不堂能自發(fā)進(jìn)膽行,則其邁逆反應(yīng)必透能自發(fā)進(jìn)來(lái)行。額研究化學(xué)轟反應(yīng)的方或向性,就燙是要判別輝某一反應(yīng)艷體系在指擋定狀態(tài)下驢,能否自澇發(fā)反應(yīng),假反應(yīng)該向史什么方向渾進(jìn)行?;鋵W(xué)熱力學(xué)勁為我們提吉供了判斷送化學(xué)反應(yīng)婦方向性的褲方便而可夢(mèng)靠的判據(jù)拉。絞禿2目議.判別化咽學(xué)反應(yīng)方滑向性的判罩據(jù):稀化學(xué)熱力參學(xué)第二定岸律是關(guān)于蔑判斷變化侍方向的規(guī)液律,是熱不力學(xué)三個(gè)命定律中最睡重要的一繪個(gè)。熱力份學(xué)第二定洗律有幾種綁不同的表尚述方式,井這些表述薪方式采用價(jià)的判據(jù)不替同,適用直的條件不邪同,但實(shí)互質(zhì)都是相狂同的。翻(肅I賤)熵變判睛據(jù):籌對(duì)于孤立次體系而言搜,其中發(fā)摧生的任何浩反應(yīng)變化任都必然是要自發(fā)的。饞熱力學(xué)第做二定律告諷訴我們:記在孤立體禾系中發(fā)生填的任何變錢(qián)化或化學(xué)固反應(yīng),總滴是向著熵晉值增大的沖方向進(jìn)行白的,即向猶著筍銳Δ碎S仙暖孤立卡>棒0休查的方向進(jìn)姥行的。對(duì)墨于孤立體僚系中可能羅發(fā)生的反皺應(yīng)嘆:澡曉由始態(tài)變梨到終態(tài)了半,也就是鉆變化過(guò)程哲終結(jié)了,腦這就是體燥系的平衡股狀態(tài)。淺應(yīng)該注意盈,符利用熵變可判據(jù)來(lái)判廁別變化的所方向,僅裳適用于孤廣立體系。血而實(shí)際上早,反應(yīng)體痛系往往不貢是孤立體濱系。在此巾情況下,閱可以把體渡系與周?chē)循h(huán)境加在暈一起,作要為一個(gè)新棄的孤立體芳系來(lái)考慮蠅。即要先探求出某一擔(dān)反應(yīng)或變箭化的始態(tài)屆與終態(tài)間倍體系的熵救變貍游△搭S焦迎體系朝及環(huán)境的螞熵躬變斗△寒S納環(huán)境落,然后把惱二者加起策來(lái),以院作為判據(jù)月來(lái)判別反辛應(yīng)的方向睬。槽衛(wèi)(嘗I搜I銳)吉布斯筑自由能變籠與反應(yīng)方鉆向:糠熱力學(xué)第巴二定律的遣另一表述眨方式是:膨在等溫、孝等壓、不碑做非膨脹距功的條件押下,自發(fā)每的化學(xué)反格應(yīng)總是向胳著體系吉詠布斯自由箭能降低的璃方向進(jìn)行首的雕。愛(ài)由于一般凱化學(xué)反應(yīng)羽都能符合賞等溫、等兼壓、不做素非膨脹功倍的條件,度所以用反再應(yīng)體系的蚊

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