2021-3-23大学化学无机原理（4）化学反应的基本原理化学反应的方向和吉布斯函数

一：化学反应的自发性

自发反应：在给定条件下能向着一定方向自动进行的反应或过程

外界帮助指的是需要太阳光、通电条件的参与，通常情况下的加热、高温这些条件，不算外界帮助。所以，需要加热、高温的反应算是自发的，而需要太阳光（主要是光和反应）、通电等条件的反应是非自发的。

自发反应的特征：

1反应能否发生自发，与给定的条件有关,比如温度，压强，催化剂等；

2自发反应的逆过程是非自发的；自发反应与非自发反应均可能进行，但是非自发反应需要借助外力

3不需要环境对系统做功比如电还有太阳光

4在一定条件下，自发反应可一直进行到平衡为止，所以自发反应的最大限度就是其平衡状态

二：熵（shāng）
1：

:2：
混乱度：表示Ω：系统内部的质点排列的混乱程度。
最大混乱度原理：
系统不仅有趋于最低能量的趋势，而且有趋于最大混乱度的趋势。

3：
热力学第二定律：
指出一切涉及热现象的宏观过程是不可逆的。它阐明了在这些过程中能量转换或传递的方向、条件和限度。 隔离系统中，自发反应一定伴随着熵的增加，即隔离系统的熵总是趋于最大值。——熵增加原理

4：
利用熵增加原理我们可以判断隔离系统中发生的过程的方向
ΔS系统混乱度的增大或下降值

其中s的绝对值是可以测得的。

5：热力学第三定律：
绝对零度时纯物质完美晶体的熵值为0。
即：S（k，完美晶体）=0

6：标准摩尔生成熵
标准状态：p^θ为100kpa
几个注意点：

标准摩尔生成熵与熵不是一个东西！！！

由于标准摩尔生成熵的增加量不大，一般在计算时可以忽略不计。

也就是说：气态的熵大于液态的熵大于固态的熵
溶液或者混合物的熵大于纯物质的熵；
都是固体：相对分子质量的熵大于相对分子质量小的熵
相对分子量相同：结构复杂的分子的熵大于结构简单的固体的熵

7：热力学理论得出（我也不知道是啥理论）

从热力学理论得出，等温可逆过程中，ΔS = Qr/T

对于等温等压或者等温等体积；
等温等压：ΔS=Qp/T
等温等积：ΔS=Qv/T

8：标准摩尔生成熵；

也就是先查表，然后乘上计量数，注意计量数的正负号，最后算出结果。

如下:

由于标准摩尔生成熵增加，所以他的混乱度也增加。

三：Gibbs函数：
判断一个反应是否为自发，曾经依赖过ΔH，ΔS,认为(ΔH<0)就是自发，ΔS>0就是自发，这两种说法都并不完全对，因为有的方程可以制造他们的矛盾，比如ΔH>0,ΔS>0这样。制造矛盾，因此有了Gibbs函数。

由于ΔH的绝对值不可测，多用ΔG的公式。

ΔG物理意义
恒温恒压下，系统吉布斯函数的变化，(-ΔG)等于系统所能做的最大非体积功(Wf)，即 -ΔG = Wf

四：反应自发性判断：

温度对反应自发性的影响：
ΔH就是反应吸收或放出的热量。

也就是温度视为298.15k来查表，但是后面的T不能当做298.15k

由于ΔH，ΔS正负未知所以有以下表格再根据Gibbs函数判断是否能够发生自发反应

T转意思是，只有大于或者小于这个温度时，他的Gibbs函数才是<0的然后才可以发生自发反应。具体是小于还是大于要根据ΔH，ΔS的正负

Tc = ΔH/ΔS

五：Gibbs函数的第二种计算方法
第一种是利用与ΔH，ΔS关系公式（在任意温度下）
第二种就是利用盖斯定律

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