注冊(cè)結(jié)構(gòu)專業(yè)基礎(chǔ)化學(xué)反應(yīng)的基本規(guī)律課本_第1頁(yè)
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PAGEPAGE25頁(yè)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)稱為質(zhì)量作用定律表達(dá)式,亦稱為化學(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。厚對(duì)于指月定的化托學(xué)反應(yīng)稈而言侄,告k駝舊為一條譜件常數(shù)駱。決k箱辭值與反況應(yīng)物濃永度無(wú)關(guān)寬,而與燈溫度及安催化劑秧等因素若有關(guān)。差反應(yīng)速斧率方程姿式中,別反應(yīng)物娃濃度項(xiàng)篇的指桌數(shù)屯x耳孤、父y唱?jiǎng)?wù)、。。響。。。撲。,一第般不等串于相應(yīng)夕的反應(yīng)歐物兄A豆規(guī)、其B獅飲的化學(xué)曬計(jì)量石數(shù)倦a劈賽、敘b遭揚(yáng)。反應(yīng)忌物濃度養(yǎng)項(xiàng)指數(shù)粘的總和緞(扣x雪省+品y墻)值稱春為反應(yīng)謎的級(jí)數(shù)榜。各若劉x爹+烈y皆=察2,暈擦為二級(jí)朽反應(yīng)。司通扎常滴x答葉、鄙y宗歡的值是仇通過(guò)實(shí)陵驗(yàn)求出壓的,可睬以等基于地0廟或整數(shù)娛,也可刑以是小降數(shù)(或泄分?jǐn)?shù))滿。反應(yīng)蓮級(jí)數(shù)不姥同,表薪示反應(yīng)順?biāo)俾逝c三各反應(yīng)樂(lè)物濃度正的定量土關(guān)系不任同。彼當(dāng)反應(yīng)概為一步惰完成的她簡(jiǎn)單反暢應(yīng)時(shí),巾該反應(yīng)霸稱為基疼元反應(yīng)稍。只有疤基元反貌應(yīng),其用反應(yīng)速拋率方程吵式中濃暮度項(xiàng)的療指數(shù)才電等于相軋應(yīng)的化輝學(xué)計(jì)量撐數(shù)??芳粗挥性锤笐?yīng)思aA定+b照B活括→播dD綁州+已e訪E根,其反蝶應(yīng)速率咱方程式蛇才能寫服作:母因此通縱過(guò)實(shí)測(cè)否反應(yīng)晌的旁x產(chǎn)、猶y臘惡,并銹與甲a楊罷、掉b加恥相比較截,就可徒以判斷摟某一化屢學(xué)反應(yīng)玩是否屬眠基元反幸應(yīng)。催大多數(shù)仗反應(yīng)都應(yīng)是由多歉步基元腔反應(yīng)組芒成的復(fù)繪雜反應(yīng)丸。復(fù)雜諒反應(yīng)的桶每步反頌應(yīng)都可線單獨(dú)按吧基元反給應(yīng)處理盟,按反嬸應(yīng)化學(xué)儲(chǔ)計(jì)量數(shù)咱直接寫己出速率旱方程式筋中相關(guān)杜濃度項(xiàng)尚的指數(shù)創(chuàng)。擴(kuò)在復(fù)雜籃反應(yīng)中欣,各分端步反應(yīng)墨中速率澡最慢的迎一步,乖決定了再整個(gè)反趴應(yīng)的速逮率,稱們?yōu)榉磻?yīng)蹦速率的舅決定步隨驟。當(dāng)堵人們?cè)谝邔?shí)踐中護(hù)希望加旗快某反霜應(yīng)的速罰率時(shí),吃首先要宵提高反幻應(yīng)速率源決定步另驟的速?gòu)?fù)率。共2怨裕.溫度譜對(duì)反應(yīng)禮速率的掃影響跪化學(xué)反墻應(yīng)速率皺通常隨妨溫度升疲高而增布大,但百不同的萌反應(yīng)增奔大的程皂度不同腹。這是忙因?yàn)榛陮W(xué)反應(yīng)嗚速率常側(cè)數(shù)播k驢挨隨溫度粒升高而襲變大的把緣故。那阿侖尼赤烏斯公村式表明扔了反應(yīng)飲速率常讀數(shù)庫(kù)k淚晨隨溫狼度環(huán)T元推變化的教定量關(guān)僻系:咐式中有牧關(guān),屆即渡A剃駝和配B交好為兩個(gè)佛常數(shù),媽可由實(shí)油驗(yàn)求得源。進(jìn)一萍步研究鄙表明常乏數(shù)雷B誦研與反應(yīng)棄的活化罷能膝E未a玩有關(guān)。淚即匪席故阿侖夏尼烏斯蟲公式可符改寫為賣轟(怨3妹窮一漲1拔努一眠2騎)系R魯府為氣體拒常數(shù),萄其值歌取踩8胡.3斷15J傲·m洋ol停-俱1暗·K藏-蟲1浪。利用伶公式悠(該3舞略一贊1耽獎(jiǎng)一穩(wěn)2羞)倆滋,可由填兩個(gè)不慘同溫握度孕Tl時(shí),僑T蠶2按時(shí)的速寫率常誓數(shù)齡kl奪,傻k圓2桶,求腥得捎Ea牛擋。亦可拖由某一榮溫度時(shí)它的反應(yīng)憑速率常睬數(shù)及活欲化輩能浙Ea忽謠求算另坦一溫度唉時(shí)的速雁率常數(shù)斥。選活化謠能甩Ea聲襪實(shí)質(zhì)上膽代表了業(yè)反應(yīng)物價(jià)分子發(fā)總生反應(yīng)炊時(shí)所必癥須首先候克服的鵝能壘。依現(xiàn)代化織學(xué)反應(yīng)則速率理問(wèn)論認(rèn)為陸,化學(xué)極反應(yīng)的脖歷程可恨以描述命為:具出有足夠旗能量的勵(lì)反應(yīng)物變分子,躬在運(yùn)動(dòng)俗中相互獲接近,改發(fā)生碰巷撞,有浙可能生網(wǎng)成一種籠活潑的篇不穩(wěn)定慈的過(guò)渡售態(tài),通紋常稱為訂活化絡(luò)遼合物或景活性中腔間體,值而后,崗活化絡(luò)息合物再處分解形犧成生成墾物:凳按照氣慈體分子腥運(yùn)動(dòng)理撞論可知肥,在任蘭何溫度截下反應(yīng)它體系中唐所有分陸子的能由量總是搭高低不然等的。似這中間夠只有一篇部分分擦子能量催足夠高玩,它們歌在相互筒碰撞時(shí)貼才可能定引起化突學(xué)變化品,人們棉把這種刊碰撞稱擱為有效紋碰撞??浒涯切╀h具有足宴夠高能化量、能撫發(fā)生有掏效碰撞議及化學(xué)霜變化的奮分子稱暖為活化隙分子。隙活化分鋼子所具鵝有的最賢低能量魯與反應(yīng)者物分子笨的平均太能量之杏差就是杯活化能群。彼如果一類個(gè)反應(yīng)甩的活化聚能很小脂,那么小反應(yīng)物路只需從窮環(huán)境中你吸收少蔬量的能嬸量(如殊熱和光帶),即浸能克服嫁活化能生,使反宣應(yīng)開始諷,并不箱斷進(jìn)行君下去。遙這類反希應(yīng)就容寒易進(jìn)行亡,反應(yīng)象速率就圣快。反居之亦然誕。從定擱量公式分(門濁3群-核1面-捕2權(quán)慣)也可蛾以看出術(shù),灶在指定束溫度下此,據(jù)Ea蒙攻越大,穩(wěn)反應(yīng)速欺率常數(shù)里越小,用反應(yīng)速繩率也越片小款。旱樹3專揭.催化捎劑對(duì)化酬學(xué)反應(yīng)火速率的匙影響打在工業(yè)絕合成氨棒反應(yīng)中衫要采用臟鐵催化純劑、實(shí)洗驗(yàn)室中才分曬解集KC飯lO正3沃制葛O坦2屈需亮加碰Mn根O卷2栽作催化激劑、植織物葉子規(guī)發(fā)生光釣合作用喝必須要鍬有葉綠糧素作催戲化劑等含等。催滴化劑是走能增加表反應(yīng)速挪率而本樓身的組尼成、數(shù)憲量及化庭學(xué)性質(zhì)澇在反應(yīng)洞前后保府持不變黎的物質(zhì)蒙。催化馳劑所起重的作用很稱為催挨化作用飲。催化念作用的疫本質(zhì)是徑改變了元反應(yīng)的鳴途徑,霞生成了洗新的活膀性中間陶體,降勢(shì)低了反熔應(yīng)的活棄化能,窩使反應(yīng)鮮速率增僻加。糞催化劑討的應(yīng)用泄不僅可椅以提高撓化學(xué)反湊應(yīng)速率咬,縮短榴反應(yīng)周雹期,提洽高產(chǎn)品撞得率,創(chuàng)降低成筍本,而岸且可以陰利用催諒化劑的扣選擇性漏抑制副聽反應(yīng),傷提高產(chǎn)另品純度悲和質(zhì)量幼。人們干研究各棍類化學(xué)撒反應(yīng)速攀率的特狗征和影蜂響因素?fù)В苤匾嘁哪寇壍木褪巧榱藢た险液线m鉤的催化拔劑,進(jìn)民而控制央反應(yīng)速蟲率,為談人類服叫務(wù)。刪在龐大拐的催化短劑家族澇中,生釋物催化屬劑和仿鵲生催化狀劑是引堂人注目隆的后起至之秀。故生物催商化劑主塞要是指萄存在于常生物體瞧內(nèi)的各德種酶。懲酶是生更物體自紋身合成絨的特殊熔蛋白質(zhì)鳥。它們睛具有高剃效的催垃化作用財(cái)。在生番物體內(nèi)索進(jìn)行的聰許多化占學(xué)反應(yīng)遍,幾乎者都是在濤特殊的悅酶催化稼下進(jìn)行丸的。其轎中不少干反應(yīng),律在實(shí)驗(yàn)?zāi)闶抑屑纯p使用高箱溫、高慎壓等劇部烈條件講也無(wú)法賊實(shí)現(xiàn),康但在生芒物體內(nèi)刑卻可以赴在十分篇溫和的巡條件下該完成。賺生物催凝化劑具插有很高案的催化誠(chéng)效率和粥很高的羅催化選惱擇性,乘在很多售情況下爪這種選冊(cè)擇性可鼻達(dá)到專獅一性程限度。張仿生催鞋化劑則鏡是人類饒模仿天前然的生賢物催化費(fèi)劑的組航成、結(jié)論構(gòu)及作請(qǐng)用特點(diǎn)栗,設(shè)計(jì)坡合成出尚來(lái)的人麻工合成板催化劑掉,其特占點(diǎn)是具息有和天撫然生物盲催化劑南相似的嘗性能特辣點(diǎn),但齡比天然找生物催汪化劑的債穩(wěn)定性快好,能墳在生物躍催化劑雖無(wú)法工享作的較語(yǔ)惡劣的愁環(huán)境條講件下進(jìn)歉行有效股工作,橋而且比液天然生顏物催化估劑容易木得到,臟因此仿決生催化岔劑是十蔬分有前軟途的,藝是當(dāng)前黑研究的搜熱點(diǎn)領(lǐng)家域。但序這方面嘩研究還阻有許多灑工作要秒做,要簡(jiǎn)走的路凱還很長(zhǎng)處。陡二、化飄學(xué)反應(yīng)喝的方向嘆與化學(xué)嬸熱力學(xué)益簡(jiǎn)介足(一)盲化學(xué)熱竟力學(xué)的玉基本概泊念饒曉1眼膽.化學(xué)執(zhí)熱力學(xué)敢的研究幕內(nèi)容與趕方法特伏點(diǎn)憲熱力學(xué)圣是研究謙熱和其到他能量龜形式間小轉(zhuǎn)換規(guī)炎律的科桌學(xué)。蘿運(yùn)用熱訂力學(xué)基止本原理房來(lái)研究安化學(xué)現(xiàn)辱象以及快與化學(xué)垃變化相釋關(guān)的物壓理現(xiàn)象掃,探索釋化學(xué)變圾化與能疼量傳遞鋒、能量眾轉(zhuǎn)換間擦的關(guān)系新及其變聾化規(guī)律隱,并用位以判斷蓋化學(xué)變顧化的方將向,這傲樣一門鏈科學(xué)就抓稱為化洪學(xué)熱力相學(xué)。丹化學(xué)熱統(tǒng)力學(xué)是題以熱力條學(xué)第一聾定律、散熱力學(xué)團(tuán)第二定危律及熱獎(jiǎng)力學(xué)第賣三定律章為基礎(chǔ)竄發(fā)展起俱來(lái)的?;闊崃W(xué)謠的基本層規(guī)律是僚從大量涼實(shí)驗(yàn)事負(fù)實(shí)中總歐結(jié)歸納護(hù)出來(lái)的舍,有著煉牢靠的鏈實(shí)驗(yàn)基戒礎(chǔ),是內(nèi)物理化雪學(xué)中最勢(shì)基本的屠原理。痕它的方吼法論具沖有高度充的可靠集性和普積遍性?;脽崃W(xué)舞的研究本對(duì)象是吹大量分虛子的集耽合體,圍其方法型論具有助統(tǒng)計(jì)意膊義。它龍只反映亂大量分醋子的平象均行為廢,而不梢適用于磚個(gè)別分暫子的個(gè)擴(kuò)體行為本。熱力請(qǐng)學(xué)只注途意某個(gè)罩變化造奔成的實(shí)蕉際結(jié)果蟻,而不悉考慮變衫化經(jīng)過(guò)霉的具體核途徑。襪只考察暮體系宏歇觀狀態(tài)圈的變化埋,而不副探究這射種變化匯是如何僻發(fā)生的豎微觀機(jī)災(zāi)理。反化學(xué)熱遷力學(xué)只培能對(duì)發(fā)險(xiǎn)生的現(xiàn)霜象之間次的聯(lián)系氏作宏觀多的了解掘,而不慌能對(duì)其裕本質(zhì)作句微觀的萄說(shuō)明。拉因此,衰熱力學(xué)息只能告菠訴我們具,在某袖種條件氏下,某恢個(gè)化學(xué)響變化能盲否發(fā)生筆,如能爹發(fā)生反旱應(yīng),結(jié)在果如何惹,能進(jìn)捆行到什受么程度尾,但不留能告訴抗我們完維成這些辮變化所低需的時(shí)待間,也牛不能說(shuō)阻明化學(xué)嚇變化的攪根本原踏因及其幫經(jīng)歷的擦具體歷序程。壇2秩嫩.體系帳和環(huán)境吵在化學(xué)摔中,把帆研究對(duì)柿象叫做翁體系,租把體系器外的一育切,叫盆做環(huán)境垮。如果悄體系與摩環(huán)境之艱間,既結(jié)有物質(zhì)炊交換,額又有能若量交換膛,這種緣體系稱竭為敞開板體系。蜘如果體莊系與環(huán)株境之間扮沒(méi)有物纏質(zhì)交換挎,只有臥能量交階換,這塌種體系孝稱為封航閉體系尖。如果缺體系與總環(huán)境之村間,既無(wú)沒(méi)有物心質(zhì)交換梨,又沒(méi)圾有能量感交換這均種體系吼稱為孤爐立體系涼。稿陣3奇抬.狀態(tài)協(xié)和狀態(tài)代函數(shù)支用熱力鬧學(xué)研究鑰或描述者一個(gè)體序系,必舟須先確素定體系制的狀態(tài)醉。當(dāng)體勻系處于真某一種犬狀態(tài)時(shí)成,其一逐系列性芝質(zhì)都隨驚之確定芒,如體準(zhǔn)系的組涉分,每僵種組分射物質(zhì)的戴量,溫開度,壓態(tài)力、體兩積、密禿度及各騙組分的珠聚集狀呢態(tài)等也瞞都是確嘉定的。應(yīng)當(dāng)體系兄的這些樂(lè)性質(zhì)中毫有一種置或幾種喪發(fā)生了爪變化,亭那么體交系的狀拒態(tài)也就晌隨之由志一種狀朽態(tài)改變腫到另一喂種狀態(tài)暮。反之百亦然。倍當(dāng)休系音的狀態(tài)賠發(fā)生變噸化時(shí),通體系的伴性質(zhì)中經(jīng)必然有隱些性質(zhì)這會(huì)發(fā)生痛變化。圖也就是踐說(shuō),體壟系的這敬些性質(zhì)糊可以看沖作是體齊系所處潛的狀態(tài)善的函數(shù)方,只隨腳狀態(tài)而情變化。角因此,饅人們把鍵體系的撥這類性花質(zhì)稱尺作添“張狀態(tài)函旨數(shù)蚊”斗。繞凡是屬覺于狀態(tài)前函數(shù)的溜各種物認(rèn)理量(懂如體系濱的組分堪物種、艇每種組稈分物質(zhì)魂的量、械濃度、駐壓力和柱溫度等暢)的值程,皆是噴由體系患的實(shí)際子狀態(tài)所陜確定的駕,也僅然僅隨體綁系狀態(tài)容變化而塞變化。丙當(dāng)體系薪由始態(tài)蹤(狀脈態(tài)哲o斤)變到掉終態(tài)(錢狀沃態(tài)暮i乒轎)時(shí),蟻相應(yīng)的普任何一理種狀態(tài)嚼函數(shù)(疲以恭x肝耐代表)營(yíng)將發(fā)生這相應(yīng)的罰變化,并由浙x推o眠變計(jì)到向x嫂i星,其改副變托量徑Δ毀x燒=濾x沫i閘一效x規(guī)o肥的大小梨,只取縮決于變覺化的始研態(tài)與終思態(tài),而綱與變化厲的實(shí)際夏過(guò)程、畝變化所局經(jīng)歷的私具體途棍徑無(wú)關(guān)判。只要蝴始態(tài)和俯終態(tài)是攤確定的蔽,那么贈(zèng)體系的推任何一霸項(xiàng)具有顫狀態(tài)函虧數(shù)特征蓬的性副質(zhì)心x蝶劃的改變慣量逗Δ榜x錯(cuò)迷,也就聽是個(gè)確膨定值。殲而不管討體系實(shí)仆際上經(jīng)珠歷什么悔樣的途閑徑完成訂這一變件化過(guò)程緩,杯Δ夜x齊都是相杰同的。擦例如,渡若某個(gè)唉由六H疏2顛O工闊組成的幣體系,題由始態(tài)演(緞1修mol診,欺298推K1柏00k孫Pa朝,1工dm沃3熱)變到源終匆態(tài)逮(麥lmo彎l,赴34乞8K法,1頃00k麗Pa泰,l堡dm明3梁)蟻獎(jiǎng),作為鳴狀態(tài)函確數(shù)之一綁的溫況度知T光少的變化利值眉漢△邊暮T倒=急348勸K賓法一棗29檔8史K捕=麥50K緒繪,只要讓上述始瀉態(tài),終處態(tài)被確醒定了,漢那么這勿個(gè)券△腰T黨占的值也患就隨之窗確定了朗,而不萍管體系釀實(shí)際上響是經(jīng)過(guò)衣什么樣垃的途徑怪來(lái)完成言這一變才化。圣其筋△掙T扶談總是同碑一值?;楸热?,病體系可舊以逐從術(shù)29臟8K殼薯直接加沙熱途到址34獲8K熟舍;也可母由巨29駝8K鎮(zhèn)免降溫苗到猶27主8K坊傷再升溫華到?jīng)r34狐8K棵帥;也可檢以先鴿從忙29掏8K弓森加熱千到胸38獅8K諒召,再降爆到膛34鄉(xiāng)8K晨刺,等等鐘。只要菊始態(tài)的祥溫度與廚終態(tài)的訪溫度指狡定創(chuàng)為廢29味8K錘宮和拳34啄8K匯,粗淹不管體孝系實(shí)際熄經(jīng)過(guò)什妨么途徑若完成這架一變化扔,悄其月△謹(jǐn)T聲撕總是等再于談50控K丟部。由此碰,在熱雷力學(xué)研役究中,刃計(jì)算化匠學(xué)變化土中任何弓一個(gè)狀工態(tài)函數(shù)訂的變化淹時(shí),只窯要確定陷了始態(tài)曾和終態(tài)誓,就可塌借助任枯何設(shè)定蛛的途徑椅,從始掉態(tài)變到動(dòng)終態(tài),案并進(jìn)行捎相應(yīng)的運(yùn)熱力學(xué)宿計(jì)算。崖而不必幅顧及變裂化的實(shí)遠(yuǎn)際過(guò)程饒是如何劫完成的貞,是否議與設(shè)計(jì)架的過(guò)程版相同壘。繪弱4障拒.指定似狀態(tài),魯平衡狀匆態(tài)與標(biāo)逗準(zhǔn)狀態(tài)決在進(jìn)行挑熱力學(xué)喇研究及避計(jì)算中兇,必須杏明確分脖清指定編狀態(tài)、裁平衡狀前態(tài)與標(biāo)舍準(zhǔn)狀態(tài)鄰。指定鍬狀態(tài)是榆人為設(shè)毯定的或顫實(shí)際存捷在的任僻何一個(gè)墊確定的慌狀態(tài)。別在化學(xué)患變化過(guò)工程中,到變化開朱始前體躍系的實(shí)汁際狀態(tài)惹(始態(tài)圍),以巨及反應(yīng)瞎完成后群體系的票實(shí)際狀原態(tài)(終刊態(tài)),適或反應(yīng)堂進(jìn)行到詠某一階突段(某垮一進(jìn)度次)時(shí)體羅系的可飽能狀態(tài)詞(中間籠態(tài)、過(guò)坦渡態(tài))辦等已知薪狀態(tài),最都可以引是指定自狀態(tài)。乞?qū)δ骋挥瘜W(xué)反翼應(yīng),常雄可指定呆其反應(yīng)熔物為始儉態(tài),生奔成物為配終態(tài)。估平衡狀姐態(tài)是體養(yǎng)系中發(fā)始生的某祥個(gè)化學(xué)如變化過(guò)掉程或其躍他熱力繼學(xué)過(guò)程耽達(dá)到平攀衡時(shí)的棗狀態(tài)。尼對(duì)于指堆定的過(guò)補(bǔ)程,在釣指定的后條件下虎,其平雷衡狀態(tài)飛是確定筐的,并百不因起六始狀態(tài)澇的不同窮而改變階。潔標(biāo)準(zhǔn)狀糕態(tài)是為騎了便于丘計(jì)算而阻人為設(shè)皆定的一還種參比貧狀態(tài)。率這是一付種假想杜的狀態(tài)之,一種汁統(tǒng)一的捉比較標(biāo)瓣準(zhǔn),并輩不一定問(wèn)是真實(shí)墾存在的嘉。實(shí)際晴存在的扁真實(shí)狀為態(tài),大炸部分都怠不是標(biāo)險(xiǎn)準(zhǔn)狀態(tài)爺。熱力宴學(xué)對(duì)標(biāo)督準(zhǔn)狀態(tài)欠的定義廟是:過(guò)(祥I婦)對(duì)氣遇體物質(zhì)認(rèn)而言,丟當(dāng)其分族壓策為爆10萌0kP嚷a遵宜時(shí),該暗氣體即艦處于標(biāo)芒準(zhǔn)狀態(tài)榆。臘(搭I(lǐng)陶I汽)對(duì)純祥液態(tài)、域純固態(tài)閥物質(zhì)而說(shuō)言,當(dāng)噴其處砌于感l(wèi)0訪0kP狼a讀漲壓力下兆,該純異液態(tài)、狹純固態(tài)拉物質(zhì)即用處于標(biāo)纖準(zhǔn)狀態(tài)騰。姜野(II姓I債)對(duì)溶恒液而言幫,當(dāng)溶散質(zhì)的濃輸度耕為名lm蛛old毛m速-捷3端時(shí),該科溶質(zhì)處好于標(biāo)準(zhǔn)訓(xùn)狀態(tài)錘。嚷抓(I拒V壽)對(duì)于去任一體婚系而言柄,當(dāng)其所中所有洞組分物圣質(zhì)都處測(cè)于標(biāo)準(zhǔn)賊狀態(tài)時(shí)蜜,該整非個(gè)體系臣即處于貸標(biāo)準(zhǔn)狀圖態(tài)陸。嬸唉(然V塞)熱力嶼學(xué)對(duì)標(biāo)柱準(zhǔn)狀態(tài)來(lái)的規(guī)定痛中,并哲未規(guī)定誦統(tǒng)一的寄溫度標(biāo)卸準(zhǔn)。因聞此,標(biāo)響準(zhǔn)態(tài)的顛溫度是擠可以任滑意選定已的,實(shí)巷際上每持個(gè)溫度匯都存在裁一個(gè)標(biāo)芽準(zhǔn)態(tài)(棉可用標(biāo)盼注腳(勁T拖志)說(shuō)明趕)。國(guó)喂際純粹鑄及應(yīng)用袋化學(xué)會(huì)誕推薦敘用盼29嗎8其.1除5K緣衡作參比貧標(biāo)準(zhǔn),貍因此,疫若不特小別指明毅標(biāo)準(zhǔn)態(tài)勤的溫度丹,則通劣常是四指揪29穩(wěn)8.濾15蘿K飽烈(北或蹄29李8K虛納)。她綜上所擴(kuò)述,熱甩力學(xué)標(biāo)融準(zhǔn)狀的醒主要標(biāo)生志是:科對(duì)于任洲何體系育而言,恢其標(biāo)準(zhǔn)序狀態(tài)總墓是確定災(zāi)的,而坊不管該重體系實(shí)協(xié)際處于添什么樣釋的狀態(tài)榆。勾(二)嚴(yán)重要的塑熱力學(xué)無(wú)函儉數(shù)堂恐1登申.熱力夜學(xué)瓣能財(cái)u雄體系內(nèi)批部所具響有的一慨切能量騎的總和港,稱為鉛體系的壤熱力學(xué)聯(lián)能,以慣前稱為蕩內(nèi)能望。體系憐熱力學(xué)崗能是體全系的一課種本質(zhì)封特征,賽屬于狀上態(tài)函數(shù)織。體系徐在任何毫指定狀到態(tài)下的匆熱力學(xué)姨能的絕丟對(duì)值無(wú)限法求得提,但當(dāng)配體系發(fā)漢生變化詠時(shí),變倘化前后算熱力學(xué)鄙能之帝差胖△鹽u辜謎卻是可才以測(cè)求既的。如遵果體系門由狀態(tài)翁(廟1宣)桐妥(其熱功力學(xué)能慌為屬ul沿)邊姐,變化豐到狀態(tài)紡(銜2火)候亭(其熱渡力學(xué)能伍為德u2裂)徑緞,在此應(yīng)過(guò)程中籍體系從親環(huán)境中求吸須熱悶Q到扛(熱力蓄學(xué)規(guī)定閱,體系介從環(huán)境厲吸熱豈,名Q展住取正值籮,體系姥向環(huán)境新放熱斷,皆Q馳齡取負(fù)值仍),同淹時(shí)對(duì)環(huán)北境作末功寧W鞏瀉(熱力積學(xué)規(guī)定巴,體系雪對(duì)環(huán)境祝作籠功我W潔攀為正值忽,環(huán)境著對(duì)體系歲作功框,戀W騰味取負(fù)值殘),則臣按照能教量守恒健原則,墨有撈后△湯柳u岔=棗u慎2雨-答u嚼1矛=廁Q這-床W靈霞參(窗3即困一粘1公復(fù)一鬼3吃)備這就是顧化學(xué)熱伐力學(xué)第逐一定律擇的表達(dá)缺式。碗2誕票.化學(xué)解反應(yīng)的獅熱效鮮應(yīng)趴Q翠灰與秘焓笨H哄(1丟慣)化學(xué)擦反應(yīng)的沸熱效應(yīng)跟許多化燒學(xué)反應(yīng)六都伴隨原著放熱鋼或吸熱是,稱為梨化學(xué)反耽應(yīng)的熱忌效應(yīng),拔也稱為嗓化學(xué)反走應(yīng)的反窄應(yīng)熱。郊如果化甩學(xué)反應(yīng)填是在恒木壓條件轉(zhuǎn)下進(jìn)行妙的,則棉反應(yīng)的乓熱效應(yīng)茂稱為恒覽壓熱效咽應(yīng)。許播多化學(xué)伙反應(yīng)都象是在大斑氣壓力汽下進(jìn)行胡的,在決反應(yīng)或笑變化過(guò)廈程中,錄大氣壓佛的變化岡很微小搶,可認(rèn)指為是恒婚定不變課的。因賽此,這湖些化學(xué)奪反應(yīng)都夕可看作奏恒壓反啞應(yīng),相鵲應(yīng)的熱啞效應(yīng)都咳是恒壓旅熱效應(yīng)顆,通常鈔用江Q碰p構(gòu)表示。塵若化學(xué)授反應(yīng)是龜在一個(gè)午固定的郵容器中劃進(jìn)行的流,則為潑恒容反掛應(yīng),其其相應(yīng)的環(huán)熱效應(yīng)基稱為恒姿容熱效睛應(yīng),通恭常倆用撐Qv滑選表示涉。竿題(2迷夢(mèng))淘焓偶H暢輕與燴妖變起目△蔑H肯設(shè)體系您經(jīng)過(guò)一類個(gè)恒壓朵變化習(xí)(拜P冤l燒=青p擋2溫=盆p喬外),久由狀蛇態(tài)據(jù)1雜(u北1記、柔p慎1修、聯(lián)Vl賺掘)變化毅到狀澇態(tài)佩2段(u柔2仇廊、瞇p2盯榮、循v2姐)味能,并假禿定在變風(fēng)化過(guò)程躍中,體肉系不作槐非膨脹竟功,即捉體系在嬸變化過(guò)碎程中,慢除因體販積變化詢而作功波外,不巖作其他偉任何功通。即鑄:室臨令同計(jì)H廢=哀u撤+份PV啦,H隔助稱為焓眠,是由滔人們?cè)O(shè)收定的一叫個(gè)熱力挺學(xué)函數(shù)遼,既粗然闖u眠和團(tuán)P適鑄、涂V四筐都是狀稠態(tài)函數(shù)輝,由它抄們組合耗而成零的獻(xiàn)H稈頌也必然草是狀態(tài)駝函數(shù)。寶Δ纖H膽墨代表了惹體系由潤(rùn)狀沸態(tài)辟1各段變化到磨狀鋤態(tài)婆2治虧時(shí),其至焓值的旋變化。香稱為體始系的焓酸變。只猶要狀押態(tài)觀1殿捧和狀揚(yáng)態(tài)決2暴墻確定,濁則找H妥1檔和帽H2割青的值也楊就確定披了叉,內(nèi)△送H絮球的值也航隨之確伸定,并資可用在概狀圣態(tài)前1繡輩到狀脈態(tài)朱2抱錢之間的我恒壓變瘋化過(guò)程剪的熱效沃應(yīng)來(lái)衡喇量。如菜果指定熔某一反謀應(yīng)的反填應(yīng)物為考始態(tài)(還狀按態(tài)敵1逆)煉儲(chǔ),而指炮定其生土成物為框終態(tài)(縣狀嗓態(tài)哲2得)烤毅,顆則睬Δ觸H讀=膚H枝2盆-牙Hl怪牧,就是謠該反應(yīng)六的焓變蒜,夫數(shù)值上倒等于該揭反應(yīng)的脖恒壓反針應(yīng)熱。轉(zhuǎn)因此,疊任何一鐵個(gè)化學(xué)惠變化所繁引起的誕體系的礦焓冰變謙宵△昆H井射,只取幟決于體最系變化吐前后的傍狀態(tài),駁而與具啄體變化嘩的途徑寫無(wú)關(guān)。姜早冠在下18昂40敏懷年,俄聯(lián)國(guó)化學(xué)計(jì)家蓋斯限根據(jù)大玩量實(shí)驗(yàn)瓜事實(shí)總翅結(jié)出、類在恒壓鉗條件下錢,不管逝化學(xué)反忠應(yīng)是一屆步完成尚,還是黎分幾步率完成,竭其反應(yīng)捏的熱效趨應(yīng)總是何相同的社,這就籌是著名斷的蓋斯賭定律。塞根據(jù)蓋魔斯定律凈,對(duì)于?;瘜W(xué)反轉(zhuǎn)應(yīng):取只要反示應(yīng)物(始狀討態(tài)藥1弦瞎)和產(chǎn)來(lái)物(狀狐態(tài)注2犬綠)確定滔,則不耽管反應(yīng)斃過(guò)程如艘何,實(shí)梁際經(jīng)過(guò)繁幾步完腰成,實(shí)憐測(cè)或計(jì)稈算得到吹的反應(yīng)倉(cāng)熱場(chǎng)的賠值總是茂相同的筒。如厲圖艙3粥乞一虹1駕版一思1陣竊所示慶:點(diǎn)弱顯然,竊蓋斯定閱律的結(jié)朗論實(shí)際鮮上與焓公變的狀聰態(tài)函數(shù)稠性質(zhì)是您一致的司。券根據(jù)蓋缺斯定律恥,可以傾利用已撞知的反找應(yīng)熱去停求算一模些未知必或難以繳直接測(cè)齒定的反犯應(yīng)熱胃。粘尼這兩個(gè)澆反應(yīng)的崇熱效對(duì)應(yīng)貢△膚H惱1表、薯像△災(zāi)H膏2溝則是已們知的。明故可利瘦用蓋斯敲定律,日由盛△升H小1械、但弊△戴H僑2把計(jì)忠算烤談△賄H借去值:販(揮3關(guān)躁)反應(yīng)攀的標(biāo)準(zhǔn)勢(shì)焓變與線物質(zhì)的錯(cuò)標(biāo)準(zhǔn)生響成焓?。ㄈ軮址)對(duì)于掩一個(gè)化晶學(xué)反應(yīng)矛而言,城當(dāng)參與蜻反應(yīng)的部各種物旨質(zhì),包熔括反應(yīng)漆物和生唯成物,肝都處于伍標(biāo)準(zhǔn)狀閣態(tài)時(shí),桐化學(xué)反臉應(yīng)的焓違變即稱雷為反應(yīng)優(yōu)的標(biāo)準(zhǔn)慨焓變,懲以苗表示。戚下袋標(biāo)拘“夸r皮庭”坑表示化掀學(xué)反應(yīng)已,上標(biāo)劉表示標(biāo)王準(zhǔn)狀態(tài)跪。(其閃他熱力懷學(xué)函數(shù)仔也用同沖樣標(biāo)注適)符任何一住個(gè)化學(xué)冷反應(yīng)的夫焓變不捕僅與反秩應(yīng)體系騾所處的高狀態(tài)有默關(guān),而細(xì)且與反帆應(yīng)過(guò)程傅中消耗第的物質(zhì)日的量有智關(guān),也狂就是與剖反應(yīng)進(jìn)漢度子有仿關(guān)。因怖此定義舌,當(dāng)化鞭學(xué)反應(yīng)宜進(jìn)度閉為超ξ托=映lm休ol糾衛(wèi)時(shí),化顆學(xué)反應(yīng)弄的標(biāo)準(zhǔn)梢焓變?yōu)檐娀瘜W(xué)反跨應(yīng)的標(biāo)倉(cāng)準(zhǔn)摩爾深焓變,帥以背表示,惕右下悠標(biāo)恥“野m敗顏”徒代表相馳應(yīng)的化鈴學(xué)反應(yīng)嶺的進(jìn)度讀為初lm賊ol寫的單位漁是乖kJ·原mo縱l太-包1午,滑(逝I岔I蔥)為了小利用熱萄力學(xué)規(guī)榨則方便竄地計(jì)算察化學(xué)反高應(yīng)的焓惕變,人厲們希望熊能知道勢(shì)參與化翠學(xué)反應(yīng)擠的每種持物質(zhì),掌各自在鍵指定條記件下的剃焓值。角但是焓蹦的絕對(duì)巧值無(wú)法辰測(cè)得,那因此,遍人們就雜設(shè)法通常過(guò)比較暗測(cè)定其專相對(duì)值鋪。物質(zhì)核的標(biāo)準(zhǔn)紀(jì)生成焓支就是這疾種相對(duì)壞值。傭由穩(wěn)定咳的單質(zhì)販生成單黎位皺量濫(恩1m盒ol幟該)的某伴種物質(zhì)帖的反應(yīng)邀的標(biāo)準(zhǔn)飯焓變,丟被定義濱為該種液物質(zhì)的院標(biāo)準(zhǔn)生蒙成焓批,以嘩表示。仆左下拜標(biāo)心f蛾冒表示生窩成焓,還右下星標(biāo)春m幟哥表示生妖成物質(zhì)刷的量犁為撤lm棉ol搬史。存的單位巡是誘kJ床·m掀ol源-風(fēng)1莊。雀由物質(zhì)梅的標(biāo)準(zhǔn)堪生成焓番的定義勒可知,咱穩(wěn)定單魂質(zhì)本身半的標(biāo)準(zhǔn)愛生成焓犧必然為悄零。例耳如劫,肅O講2卵(育g臣匆)的標(biāo)件準(zhǔn)生成頃焓為請(qǐng)各種常棕見物質(zhì)聰?shù)臉?biāo)準(zhǔn)問(wèn)生成焓掛,已經(jīng)房由實(shí)驗(yàn)晶測(cè)得,查在一般忙的理化歲手冊(cè)中告都可以禁查到,瘦使用起肥來(lái)十分斗方便饒。你粱(4寇危)焓變升的計(jì)算藝對(duì)指定仔的反趣應(yīng)第濱只要查愿表得守到設(shè)A禁誰(shuí)、毛B龜歉、潑D殘獸、幣E料叫的標(biāo)準(zhǔn)厭生成焓罪值,就待可按下蹤式計(jì)算規(guī)反應(yīng)的運(yùn)標(biāo)準(zhǔn)摩巧爾焓變旋:奉候3羅箭.盞熵扁S蛙熊與熵逐變椅五△梯S俘(1齡慢)體系興的混亂擴(kuò)度與熵港任何體扶系都是頭由大量震微觀粒曉子組成禽的群體矮,體系潤(rùn)內(nèi)部的載混亂程會(huì)度或其全微粒排蘋列的有梁序性,溝是體系粥所處狀往態(tài)的一目個(gè)重要且特征。覺指定體范系處于歉指定狀撇態(tài)時(shí),各其混亂完程度是急確定的伙。而如焦果體系掃混亂度曾改變了勞,體系況的狀態(tài)繼也就隨腦之發(fā)生傲相應(yīng)的績(jī)變化。捉這就表顆明,體淋系混亂忌度的變匆化具有妖狀態(tài)函濃數(shù)的特究征。造為了定押量地描補(bǔ)述體系惕的混亂悠度,人雖們引入般了一個(gè)肝熱力學(xué)湯函夠數(shù)苦—扣—嘗熵,用含符鍬號(hào)夜S奮怎表示。依熵是描梅述、表表征體系駐混亂度錦的函數(shù)短,或者輩說(shuō)熵是際體系混帖亂度的飼量度。碎體系的咸混亂度紛越大,我其熵值味也越大右,反之齊亦然。具由于體雷系混亂巴度的變咐化具有咳狀態(tài)函給數(shù)的特憂性,所依以熵也返是一種撇狀態(tài)函斗數(shù)。應(yīng)興該具有窩狀態(tài)函根數(shù)的一塞切特點(diǎn)盤。當(dāng)體澡系由狀非態(tài)隙1轟裂變到狀陪態(tài)偽2毯歸,其熵躺值江由繞Sl耕顫變堅(jiān)到色S寬2司,體系獄的熵尿變?nèi)应ふ腳突=案S志2賀一融S1晃金,僅取拌決于指莫定的始限態(tài)和終扎態(tài),而妨與變化段的實(shí)際洪過(guò)程和毫經(jīng)歷的沉途徑無(wú)礙關(guān)合。芒訪(2牛你)熱力剝學(xué)第三用定律與選物質(zhì)的島規(guī)定熵脖人們無(wú)按法知道再指定體爛系在指達(dá)定狀態(tài)蔥時(shí)熵的述絕對(duì)值驢,只能拉人為規(guī)亡定一個(gè)奧供比較盾的參考詢標(biāo)準(zhǔn),券進(jìn)而求春算熵的東相對(duì)浙值。熱攝力學(xué)第查三定律襪給出了摘這樣一健個(gè)參比槳標(biāo)準(zhǔn)。鞏熱力學(xué)敘第三定觀律是在憶低溫下達(dá)研究凝宜聚體系劃的嫡變管的實(shí)驗(yàn)涂結(jié)果所跌推出的勉結(jié)論,輸?shù)谌ㄌ柯傻囊桓鄯N基本舍表述為蛛:揚(yáng)“佩不能用淋有限的定手續(xù)把敏一個(gè)物讓體的溫躲度降到葬絕對(duì)零而度錯(cuò)。疾”擊而化學(xué)崖熱力學(xué)宣中最普咱遍采用避的表述桌為:豪“僵在絕對(duì)嘉零度時(shí)熔任何純謹(jǐn)物質(zhì)的梨完整晶戶體的斷熵猛等于零籮。飾”收這里有洋幾個(gè)重規(guī)要的限梨制性定笛語(yǔ),首統(tǒng)先指的蠢是因“塑純物均質(zhì)頑”叨,表示房物質(zhì)純劃凈毫無(wú)靠雜質(zhì),緣這是一哄種在成錫份上的涌絕荷對(duì)軍“距單一有河序喂”祝。其次冊(cè)指的嶺是擴(kuò)“閣完整晶唐體衰”灶,即組訪成晶體妖的所有榨微粒都令處于理館想的晶出格結(jié)點(diǎn)趣位置上乖,晶體考內(nèi)部不陵存在任蘿何缺陷寸,這是痕一種在狹結(jié)構(gòu)上乞的絕遲對(duì)尤“辰整齊有梯序依”弓。第三扛指的戚是發(fā)“臟絕對(duì)零月度然”窄,此溫豪度下,寺任何粒循子的亂速運(yùn)動(dòng)都護(hù)停止了局。因此致在絕對(duì)孟零度時(shí)城任何純辮物質(zhì)的禾完整晶爺體應(yīng)該每是處于陵一種絕雪對(duì)有序愈的狀態(tài)番,也就午是混亂騙度最低例的狀態(tài)嬸,故其社熵值為呆零。用奇熱力學(xué)芳方法,勤通過(guò)熱核力學(xué)測(cè)裂量,可餡以求得昂任何一由種純物懲質(zhì)從絕辛對(duì)零度買的完整化晶體變釋到指定絞溫急度片T株鍵這一過(guò)超程的熵桌變:刪,式框中鍛ST楊晌為指定璃溫參度哄T甜雷時(shí)的熵禮值感,餐S0翠乳是絕對(duì)立零度(伴始態(tài))簽時(shí)的熵蟻值。蹦這就是贈(zèng)說(shuō),用打上述方飯法測(cè)得踐的熵頭變篩摔△渴S評(píng)(T代)背氏,就等屠于被測(cè)豬物質(zhì)在撤溫祥度唱T糞晴時(shí)的熵田值繳ST受,逝S旦渠稱為該坊物質(zhì)的舞規(guī)定熵棵(以前鼠也稱作推絕對(duì)熵啞)。涼在標(biāo)準(zhǔn)散狀態(tài)下竿,痛lm鼠ol方址純物質(zhì)軌的規(guī)定奴熵,定仇義為該嘗物質(zhì)的喇標(biāo)準(zhǔn)摩純爾規(guī)定己熵,簡(jiǎn)溪稱物質(zhì)儀的標(biāo)準(zhǔn)貍熵。以中表示,謝單位是銅。常見枝物質(zhì)度在淘29竟8.秘15收K跡烈時(shí)的標(biāo)憶準(zhǔn)嫡可高從理化硬手冊(cè)中倒查得。多由此可跪進(jìn)而求仰算一個(gè)企化學(xué)反健應(yīng)或一間個(gè)變化壁過(guò)程的霸熵名變曠Δ曲S暢濱。但應(yīng)下注意任罪一穩(wěn)定匆單質(zhì)的臉規(guī)定熵狐與標(biāo)準(zhǔn)源熵都不糧為零。鞭對(duì)于一油個(gè)化學(xué)勉反應(yīng)而黑言,可趣以把其糾反應(yīng)物民看作狀輸態(tài)文1服乳(始態(tài)何,相應(yīng)盲于偵S蜓T1宇)奶脆,將其咱產(chǎn)物看潔作狀鮮態(tài)灣2寺謙(終態(tài)拆,相應(yīng)菜于鼓S彩T2扔)起激,則反持應(yīng)的嫡新變池??苋舴磻?yīng)蒼物和產(chǎn)炭物都處線于標(biāo)準(zhǔn)妨狀態(tài)下淚,則反拿應(yīng)的熵玻變?yōu)樵撛椒磻?yīng)的禍標(biāo)準(zhǔn)熵牧變。當(dāng)籮反應(yīng)的削進(jìn)度螞為虛lm跳ol潮盯時(shí),反逼應(yīng)的標(biāo)縱準(zhǔn)熵變耐即為反往應(yīng)的標(biāo)榴準(zhǔn)摩爾閥熵變,淘以同表示,欣單位為匪。根據(jù)吊反應(yīng)物谷與生成潔物的標(biāo)澇準(zhǔn)熵,增可以計(jì)遷算反應(yīng)歪的標(biāo)準(zhǔn)墻摩爾熵翁變。對(duì)乘于反似應(yīng)脅aA捷+恥b存B柜→伴dD訓(xùn)+e例E村留而言科4胞艘.吉布?jí)阉棺杂陕苊篏競(jìng)(1蜘哨)反應(yīng)佳的標(biāo)準(zhǔn)召摩爾吉謊布斯自誕由能變粗和物質(zhì)岸的標(biāo)準(zhǔn)卻生成吉鼓布斯自未由能。前許多實(shí)柳驗(yàn)事實(shí)似表明,培在自然腫界中各鉤種物理垮、化學(xué)浸變化過(guò)棟程的發(fā)持生與方昌向,至捎少受到季兩大因閉素的制兼約:一覆是體系霸的自發(fā)祝變化將朽使體系猛的能量雀趨于降兇低;二貧是體系矮的自發(fā)圾變化將棵使體系山的混亂守度增加觸。榜用熱力批學(xué)函數(shù)插來(lái)表述馬,即體減系的自硬發(fā)變化斧將鋪向亂拘△么H柜爹減小泰和曠般△座S命樹增大的言方向進(jìn)犧行?;┯谶@些頑事實(shí),拿為了便職于綜合毛考慮上責(zé)述兩方竄面的因燕素。察美國(guó)物患理化學(xué)信家吉布期斯定義悶了一個(gè)開新的熱授力學(xué)函澡數(shù)戒G慣:剪G急=慮H荒-生TS袋藥,稱為賢吉布斯搖函數(shù)或冤吉布斯妖自由能瘡由算于袋H型郊、庭T惜豆、樹S揉怕都是狀揮態(tài)函數(shù)巖,因賊而康G等禿也是狀散態(tài)函數(shù)辭,具有罷狀態(tài)函鍛數(shù)的一庭切特征蓬。煉當(dāng)一個(gè)霸反應(yīng)體腐系的所專有物質(zhì)東都處于婦標(biāo)準(zhǔn)狀腐態(tài)時(shí),杰反應(yīng)的咱吉布斯瓣自由能耽變化,趙即為該抗反應(yīng)的熊標(biāo)準(zhǔn)吉裳布斯自斜由能變腎。而當(dāng)參反應(yīng)的氧進(jìn)度罷為滑lm餡ol漂恭時(shí),反透應(yīng)的標(biāo)丑準(zhǔn)吉布裁斯自由豬能變即繞定義為卵該反應(yīng)客的標(biāo)準(zhǔn)訪摩爾吉猶布斯自雙由能變府。以張?jiān)跇?biāo)準(zhǔn)檔狀態(tài)下屋,由最麥穩(wěn)定的淚單質(zhì)生也成單位甲量醉(深lm偽ol潛葵)的純虛物質(zhì)的東反應(yīng)的券標(biāo)準(zhǔn)吉餡布斯自悄由能變?nèi)樱x治為該物馬質(zhì)的標(biāo)屈準(zhǔn)生成邀吉布斯顯自由能受。部以道表示,尚單位介為退kJ策·mo敏l廳-翻1牢。任何觀一種穩(wěn)漫定單質(zhì)瓶的礎(chǔ)激=埋0噴坊,常見悲物質(zhì)誦在秘29糞8.1竄5K茫慮時(shí)的標(biāo)觀準(zhǔn)生成販吉布斯千自由能廈值,可聚從一般蔽的理化律手冊(cè)中帝查到;盡并可由跑此計(jì)算昏反應(yīng)翅在跳29多SK恰銅時(shí)的標(biāo)檔準(zhǔn)摩爾乘吉布斯穿自由德但是必?cái)理氉⒁鈸?,用娃(?壞-辱1共-洲8蔽遮)式計(jì)蔽算出來(lái)延的只能欺是景29筒8K滅杠時(shí)的池。因?yàn)樯淄环带B應(yīng),在險(xiǎn)不同溫海度下,陡有著不快同的續(xù)值需。臭業(yè)(2讓葛)任意浙指定溫鳥度喂T通遙時(shí),反濕應(yīng)的標(biāo)春準(zhǔn)摩爾刷吉布斯析能變扯由式伶(鄉(xiāng)3射仆-撤1兔揭-俘7裙階)或傷(饅3蟻害-撓1而耐-拖8倚滿)求算歲任意溫?fù)?jù)度溉T然達(dá)時(shí)的胞,必須預(yù)先求壤出軌29燈8K郊慘時(shí)的核(綿29速8K尺)炭章,然后常再用吉略布比斯?fàn)巸川D衰島亥姆霍秒茲公式攤(阻竹3膏-丘1商-顧7菜贊)求算緞:固(3踐某)任意國(guó)指定狀斬態(tài)(非頌標(biāo)準(zhǔn)狀優(yōu)態(tài))時(shí)掌,反應(yīng)譽(yù)的摩爾喪吉布斯褲自由能穴變:如對(duì)于任辱何一個(gè)流化學(xué)反悶應(yīng)而言魄,在指?jìng)顟B(tài)非(非標(biāo)免準(zhǔn)狀態(tài)爸)時(shí)的們摩爾吉百布斯自木由能變汪芽為相應(yīng)疾的反應(yīng)刺系數(shù)。例:哲1再.在等比溫等壓棄下,一畫個(gè)化學(xué)給反應(yīng)能糕自發(fā)進(jìn)揉行的充敞分必要歉條件是限:在該牌溫度時(shí)買,該反印應(yīng)的(驕)。準(zhǔn)A星.炭=育0銅;猶B揭.班=尿0巷C膀.范<炊0;遷D駱.邁<崗0硬答案棗:膏D攤2蛙.一般遣來(lái)說(shuō),葉某反應(yīng)朱在其他數(shù)條件一林定時(shí),勺溫度升患高,其鄭反應(yīng)速現(xiàn)率會(huì)明畫顯增加付,主要豪原因是糕()曠。伯怕A疑攔.分子顫碰撞機(jī)藏會(huì)增翅加仿米B蠢窩.反應(yīng)施物壓力雨增小加叢除C視輕.活化環(huán)分子百雨分率增黃加軟隊(duì)D自戴.反應(yīng)識(shí)的活化肺能降低幫答案去:住C斬3唉.某反安應(yīng)的速君率方程陸式是梨,瑞當(dāng)肉A彼退物質(zhì)的莖濃度減口少農(nóng)50證皇%時(shí)吃,薄v勞悟降低為奮原來(lái)課的返1糞/4虧良,惹當(dāng)附B舍沸物質(zhì)的堪濃度增稍大巡2鞠猾倍時(shí)嶄,結(jié)v掌嚷增田大惰2盞武倍,竭則敞x國(guó)賣、覆y眼畫分別為側(cè)()季。聯(lián)誰(shuí)A篇果.勿x走=育1墨僵、唉膝y克=史1型;睡B.雕逢x房=巴2拳木、摸y衣護(hù)=料1姐C.低克x遭=劫1稍顫、啞y唇爛=體2肺;低敘D.崇x樣磨=踩2邀痰、憲關(guān)y牧=皂2活解答如翁下;定設(shè)悼A章、客B為物質(zhì)的粒初始濃毯度分別始為瞇cA搶0匙,易cB漢0鋪,初始饅速率祖為語(yǔ)v角0帶,則:孟v瞧0捧=返kc得A0元x認(rèn)cB溜0宿y陪,娘1/4醬v井0?。介yk(哀cA0威/2)涌x速cB寇0黎y奏2v灘0麗=央kc加A0螞x帆(2繪cB0節(jié))乒y友解得由:筆x楚=棋2課,付y稼=編1.客(三)區(qū)化學(xué)反砍應(yīng)方向由的判別歲:泊戶l狀英.自發(fā)做過(guò)程與宿化學(xué)反首應(yīng)的方櫻向性菜自然界唯中發(fā)生梁的變化貢都具有經(jīng)一定的賞方向勝鞠。例如豈兩個(gè)溫更度不同并的物體儉互相接旅觸時(shí),麗熱會(huì)自羽動(dòng)地從漆高溫物告體傳向叛低溫物批體,直芝至兩個(gè)似物體溫趴度相同俯而達(dá)平負(fù)衡。而哲該過(guò)程舍的逆過(guò)么程,即芽熱量從杠低溫物陸體傳向賺高溫物得體,使抹冷者更肌冷,熱野者愈熱房,則顯港然是不獻(xiàn)會(huì)自動(dòng)銳發(fā)生的兼?;瘜W(xué)紀(jì)反應(yīng)也畫存在類專似情況而。如:命將鋅粒之丟股人刊Cu態(tài)2箱+摸溶液中牢,會(huì)自步動(dòng)發(fā)生握反應(yīng),其生眠成訊Cu穿缺和扎Zn電2蠢十?dāng)r。而反多過(guò)來(lái),稈若把銅珠粒放蝕人比Zn尿2誘十源溶液中禮,則并集不會(huì)發(fā)榮生反應(yīng)濱。熱力重學(xué)中把卡那些無(wú)豬需外界符干涉便關(guān)可自動(dòng)法發(fā)生的令反應(yīng)或報(bào)變化稱盈為自發(fā)蝦反應(yīng)或良自發(fā)變溝化。道在指定買條件下小,如果艘某一反湊應(yīng)能自懂發(fā)進(jìn)行航,則其市逆反應(yīng)禮必不能灣自發(fā)進(jìn)務(wù)行。反樓之,若外某反應(yīng)陰不能自賞發(fā)進(jìn)行休,則其鹽逆反應(yīng)庭必能自蘋發(fā)進(jìn)行校。逆研究化圓學(xué)反應(yīng)濁的方向賊性,就布是要判迎別某一耽反應(yīng)體濤系在指闖定狀態(tài)寫下,能任否自發(fā)迎反應(yīng),李反應(yīng)該請(qǐng)向什么鏟方向進(jìn)猾行?;貙W(xué)熱力絲學(xué)為我衫們提供封了判斷炊化學(xué)反澡應(yīng)方向膽性的方太便而可捷靠的判賭據(jù)翼。綿貓2既牧.判別度化學(xué)反相應(yīng)方向休性的判痰據(jù):山化學(xué)熱框力學(xué)第貌二定律厘是關(guān)于蠻判斷變血化方向挨的規(guī)律終,是熱噸力學(xué)三網(wǎng)個(gè)定律基中最重恢要的一集個(gè)。熱首力學(xué)第點(diǎn)二定律抄有幾種新不同的錢表述方閑式,這紹些表述舊方式采多用的判誘據(jù)不同饒,適用進(jìn)的條件垮不同,口但實(shí)質(zhì)勻都是相式同的。眼(乓I梅)熵變剝判據(jù):敏對(duì)于孤幫立體系退而言,毅其中發(fā)絞生的任隨何反應(yīng)遙變化都間必然是厭自發(fā)的探。熱力滾學(xué)第二場(chǎng)定律告望訴我們沾:在孤全立體系膝中發(fā)生格的任何混變化或積化學(xué)反窗應(yīng),總哄是向著掠熵值增哪大的方底向進(jìn)行球的,即凝向效著臟弦Δ趴S箏至孤立遮>三0籠剩的方向喚進(jìn)行的偏。對(duì)于默孤立體辦系中可脊能發(fā)生州的反應(yīng)由:麥驅(qū)由始態(tài)虹變到終笛態(tài)了,牙也就是迫變化過(guò)休程終結(jié)茶了,這兼就是體培系的平杜衡狀態(tài)壺。傅應(yīng)該注始意,娘利用熵要變判據(jù)搭來(lái)判別即變化的嶼方向,脊僅適用衛(wèi)于孤立禮體系。瘡而實(shí)際挖上,反弦應(yīng)體系現(xiàn)往往不沿是孤立敞體系。撇在此情道況下,英可以把紛體系與用周圍環(huán)鹽境加在康一起,僻作為一烈個(gè)新的兼孤立體天系來(lái)考貨慮。即裂要先求鍋出某一有反應(yīng)或犯變化的籮始態(tài)與特終態(tài)間糧體系的潛熵倉(cāng)變絮崇△宜S錘粘體系此及環(huán)境奔的熵朽變殲△銹S傭環(huán)境純,然后部把二者病加起來(lái)灰,以蘇作為判拼據(jù)來(lái)判量別反應(yīng)圈的方向劑。盤殲(膏I填I(lǐng)道)吉布才斯自由在能變與疤反應(yīng)方燈向:錫熱力學(xué)盤第二定花律的另網(wǎng)一表述暫方式是五:耽在等溫螞、等壓汗、不做蓮非膨脹繞功的條我件下,熔自發(fā)的錯(cuò)化學(xué)反央應(yīng)總是鹽向著體羞系吉布載斯自由氧能降低自的方向拳進(jìn)行的延。該由于一閥般化學(xué)簽反應(yīng)都抄能符合恥等溫、覆等壓、挖不做非修膨脹功具的條件喝,所以皂用反應(yīng)占體系的畏吉布斯慢自由能目變作

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