大学无机化学之化学熵.ppt
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1、自发变化,1.5 自发变化和熵,化学反应熵变,1.5.4 热力学第三定律和标准熵,1.5.3 混乱度、熵和微观状态数,焓和自发变化,Gibbs函数变判据,自发变化,水从高处流向低处;热从高温物体传向低温物体;铁在潮湿的空气中锈蚀;锌置换硫酸铜溶液反应:,在没有外界作用下,体系自身发生变化的过程称为自发变化。,Zn(s)+Cu2+(aq)Zn2+(aq)+Cu(s),许多放热反应能够自发进行。例如:,最低能量原理(焓变判据):1878年,法国化学家 M.Berthelot和丹麦化学家 J.Thomsen提出:自发的化学反应趋向于使系统放出最多的能量。,焓和自发变化,(298K)=-55.84kJ
2、mol-1,H+(aq)+OH-(aq)H2O(l),焓变只是影响反应自发性的因素之一,但不是唯一的影响因素。,有些吸热反应也能自发进行。例如:,H2O(l)H2O(g),NH4Cl(s)NH4+(aq)+Cl-(aq),=9.76kJmol-1,=178.32kJmol-1,=44.0kJmol-1,1.混乱度,冰的融化 建筑物的倒塌,体系有趋向于最大混乱度的倾向,系统混乱度增大有利于反应自发地进行。,1.5.3 混乱度、熵和微观状态数,许多自发过程有混乱度增加的趋势。,熵是表示体系中微观粒子混乱度的一个热力学函数,其符号为S。体系的混乱度愈大,熵愈大。熵是状态函数。熵的变化只与始态、终态有
3、关,而与途径无关。,2.熵和微观状态数,体系的混乱度热力学上以物理量“熵”来表示。,3 分子(3位置),微观状态数:,3 分子(4位置),2 分子(4位置),粒子的活动范围愈大,系统的微观状态数愈多,系统的混乱度愈大;粒子的数目愈多,系统的微观状态数愈多,系统的混乱度愈大。,系统,微观粒子数,位置数,微观状态数,(1)3 3 6,(2)3 4 24,(3)2 4 12,熵与微观状态数:,1878年,L.Boltzmann提出了熵与微观状态数的关系。S=kln S-熵-微观状态数 k-Boltzmann常量,1.热力学第三定律 1906年,提出,经德Max Planck 和美等改进。纯物质完整有
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