熵與熵變

1、§2.3 熵與熵變,2.3.1 化學(xué)反應(yīng)的自發(fā)變化,2.3.2 混亂度與熵,水從高處流向低處；熱從高溫物體傳向低溫物體；鐵在潮濕的空氣中銹蝕；鋅置換硫酸銅溶液反應(yīng)：,在沒(méi)有外界作用下，系統(tǒng)自身發(fā)生變化的過(guò)程稱(chēng)為自發(fā)變化。,Zn(s)+Cu2+(aq) Zn2+(aq)+Cu(s),2.3.1 化學(xué)反應(yīng)的自發(fā)變化,1. 自發(fā)變化,許多放熱反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行。例如：,,最低能量原理（焓變判據(jù)）：

2、 1878年，法國(guó)化學(xué)家 M.Berthelot和丹麥化學(xué)家 J.Thomsen提出：自發(fā)的化學(xué)反應(yīng)趨向于使系統(tǒng)放出最多的能量。,H2(g)+ O2(g) ? H2O(l),H+(aq) + OH-(aq) ? H2O(l),2. 焓變與自發(fā)變化,焓變只是影響反應(yīng)自發(fā)性的因素之一，但不是唯一的影響因素。,有些吸熱反應(yīng)也能自發(fā)進(jìn)行。例如：,H2O(l) H2O(g),NH4Cl (s) →NH4+

3、(aq)+Cl-(aq),1.混亂度,冰的融化 建筑物的倒塌,系統(tǒng)有趨向于最大混亂度的傾向，系統(tǒng)混亂度增大有利于反應(yīng)自發(fā)地進(jìn)行。,許多自發(fā)過(guò)程有混亂度增加的趨勢(shì)。,2.3.2 混亂度與熵,熵是表示系統(tǒng)中微觀粒子混亂度的一個(gè)熱力學(xué)函數(shù)，其符號(hào)為S。 系統(tǒng)的混亂度愈大，熵愈大。 熵是狀態(tài)函數(shù)。 熵的變化只與始態(tài)、終態(tài)有關(guān)，而與途徑無(wú)關(guān)。,2.熵,熱力學(xué)第三定律指出：純物質(zhì)完整有序晶體在0

4、K時(shí)的熵值為零。 S0（完整晶體，0K）= 0,△S = ST – S 0 = ST ST —— 物質(zhì)的規(guī)定熵（絕對(duì)熵） 在某溫度T 和標(biāo)準(zhǔn)壓力下，單位物質(zhì)的量的某純物質(zhì)B的規(guī)定熵稱(chēng)為B的標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵。其符號(hào)為 ：,純物質(zhì)完整有序晶體溫度變化 0K ?T,(B,相態(tài),T) ，單位是J·mol-1 ·K-1,(單質(zhì),相態(tài),298.

5、15K)＞0,標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵的一些規(guī)律：,同一物質(zhì)，298.15K時(shí),結(jié)構(gòu)相似，相對(duì)分子質(zhì)量不同的物質(zhì)， 隨相對(duì)分子質(zhì)量增大而增大。,相對(duì)分子質(zhì)量相近，分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜的，其 大。,根據(jù)狀態(tài)函數(shù)的特征，利用標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵，可以計(jì)算298.15K時(shí)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵變。,3.反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵變,例2-4 試計(jì)算 298.15 K時(shí)反應(yīng)CaCO3(s)? CaO(s)+ CO2(g)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵變。解：