文档介绍：自发变化
第二章化学反应的方向、速率和限度
化学反应熵变和
热力学第二定律
热力学第三定律和标准熵
混乱度、熵和微观态数
焓和自发变化
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,系统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 :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) = -·mol-1
H2(g)+ O2(g)  H2O(l)
(298K) = -·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)
CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g)
NH4Cl (s) →NH4+(aq)+Cl-(aq)
= ·mol-1
= ·mol-1
= ·mol-1

冰的融化
建筑物的倒塌
系统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。
混乱度、熵和微观态数
许多自发过程有混乱度增加的趋势。
熵是表示系统中微观粒子混乱度的一个热力学函数,其符号为S。
系统的混乱度愈大,熵愈大。
熵是状态函数。
熵的变化只与始态、终态有关,而与途径无关。
2. 熵和微观状态数
2个分子在左边球内的概率为1/4
理想气体的自由膨胀
真空
3个分子在左边球内的概率为1/8
统计解释:
2个分子在左边球内的概率为1/4
3个分子在左边球内的概率为1/8
n个分子在左边球内的概率为1/2n
1mol个分子在左边球内的概率1/×1023
概率如此小,可见是一种不可能的状态。所以气体的自由膨胀是必然的。
理想气体的自由膨胀