第三章化学热力学基础与化学平衡 31什么是化学热力学? 32化学热力学常用术语 33热化学方程式和热化学定律 3.4生成焓和键焓 35熵 36Gibs自由能 37化学反应的限度与化学平衡
第三章 化学热力学基础与化学平衡 化学热力学基础与化学平衡 3.1 什么是化学热力学？ 什么是化学热力学？ 3.2 化学热力学常用术语 化学热力学常用术语 3.3 热化学方程式和热化学定律 热化学方程式和热化学定律 3.4 生成焓和键焓 3.5 熵 3.6 Gibbs自由能 3.7 化学反应的限度与化学平衡 化学反应的限度与化学平衡
二)熵的概念 为了表述体系的混乱度,人们引入了熵的 概念(,最早由 Clausius提出)。可以把熵看作 是体系混乱度(或有序度)的量度,也是一种热 力学状态函数。 显然,混乱度与体系中可能存在的微观状 态数目()有关,即有: Ludwig boltzmann (18441906),奥地利物理学家 S=f(2 体系中可能存在的微观状态数越多,体 系的外在表现就越混乱,熵也就越大。 Boltzmann(187)用统计热力学方 法证明S和呈以下对数关系,即 S=kIno 状态I 状态Ⅱ 式中是 boltzmann数,且k=RN。由状态变成状态,混乱度增加
(二) 熵的概念 为了表述体系的混乱度，人们引入了熵的 为了表述体系的混乱度，人们引入了熵的 概念(S, 最早由Clausius Clausius 提出)。可以把熵看作 。可以把熵看作 是体系混乱度(或有序度)的量度，也是一种热 的量度，也是一种热 力学状态函数。 力学状态函数。 显然，混乱度与体系中可能存在的微观状 显然，混乱度与体系中可能存在的微观状 态数目(Ω) 有关，即有： S = f(Ω) 体系中可能存在的微观状态数越多，体 体系中可能存在的微观状态数越多，体 系的外在表现就越混乱，熵也就越大。 系的外在表现就越混乱，熵也就越大。 Boltzmann Boltzmann(1877)用统计热力学方 用统计热力学方 法证明S和Ω呈以下对数关系，即 呈以下对数关系，即 S = k lnΩ 式中k是Boltzmann Boltzmann常数，且k = R/NA。 Ludwig Boltzmann Boltzmann (1844-1906) ，奥地利物理学家 状态I 状态II 由状态I变成状态II，混乱度增加
Co CO CO a tiny sample of solid carbon monoxide consisting of four molecules. When there is only one way of arranging the molecules so that all the molecules point in one direction, the entropy of the solid is o(s
A tiny sample of solid carbon monoxide consisting of four A tiny sample of solid carbon monoxide consisting of four molecules. When there is only one way of arranging the molecules. When there is only one way of arranging the molecules so that all the molecules point in one direction, molecules so that all the molecules point in one direction, the entropy of the solid is 0 ( the entropy of the solid is 0 (S = 0). CO CO CO CO
oC (oco coCcoC o oC oo OC oco Coco C) cO00 eocoecoceeco All 16 ways of arranging four CO molecules, assuming that each orientation is equally likely. The entropy of such a solid is greater than0.(2=2×2×2×2=1 6)
All 16 ways of arranging four CO molecules, assuming that All 16 ways of arranging four CO molecules, assuming that each orientation is equally likely. The entropy of such a solid each orientation is equally likely. The entropy of such a solid is greater than 0. ( is greater than 0. (Ω = 2 × 2 × 2 × 2 = 16) 2 = 16)
固体、液体、气体以及溶液的熵的比较 Solid (a)Melting: Siquid>solid (b)Vaporization: Sanor>S ○ Solute Solver Solution (c)Dissolving: Ssoln >(Solvent Solute)
固体、液体、气体以及溶液的熵的比较 固体、液体、气体以及溶液的熵的比较