请解释一下熵变是什么? 还有熵变高的反应都有哪些? 谢谢
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熵:体系混乱度(或无序度)的量度。S 表示熵。也表示黑洞中不可用热量与其温度的比值。
标准熵:1 mol物质在标准状态下所计算出的 标准熵值,用ST q表示,单位: J·mol-1 ·K-1
化学反应的标准摩尔熵变:对于化学反应而言,若反应物和产物都处于标准状态下,则反应过程的熵变,即为该反应的标准熵变。当反应进度为单位反应进度时,反应的标准熵变为该反应的标准摩尔熵变,以△rSm表示。与反应的标准焓变的计算相似,化学反应的标准摩尔熵变,可由生成物与反应物的标准熵求得。
熵变和反应方向 对于孤立体系而言,在其中发生的任何反应变化必然是自发的。热力学第二定律告诉我们:在孤立体系中发生的任何变化或化学反应,总是向着熵值增大的方向进行,即向着△S孤立0的方向进行的。而当达到平衡时△S孤立=0,此时熵值达到最大。 假如不是孤立体系,则可以把体系与其四周的环境一起作为一个新的孤立体系考虑,熵增原理仍然是适用的。由此可以得出,自发反应是向着0的方向进行的。大家知道,在常压下,当温度低于273K时,水会自发地结成冰。这个过程中体系的熵是减小的,似乎违反了熵增原理。但应注重到,这个体系并非孤立体系。在体系和环境间发生了热交换。从水变成冰的过程中体系放热给环境。环境吸热后熵值增大了,而且环境熵值的增加超过了体系熵值的减小。因而体系的熵变加上环境的熵变仍是大于零的,所以上述自发反应是符合热力学第二定律的。
1) 熵与物态有关: 对同一物质,其固态的熵值小于液态的熵小于气态的熵,即S固<S液<S气. 2) 熵与分子的组成有关: 对不同的物质,其组成分子越复杂,熵就越大.而简单分子的熵值一般较小. 3) 熵与体系物质的量n有关: 体系的n值越大,其熵值越大. 4) 熵与温度有关: 熵随着体系温度的升高而增大. 5) 熵与压力有关: 随着体系压力的加大,熵值减小.因为压力加大,体系的有序程度加大,则熵就减小. 2. 化学反应熵变的大小 1) 熵变(ΔS)与体系中反应前后物质的量的变化值有关: a. 对有气体参加的反应: 主要看反应前后气体物质的量的变化值即Δn(g),Δn(g)正值越大,反应后熵增加越大;Δn(g)负值越大,反应后熵熵变
减越多; b. 对没有气体参加的反应: 主要看各物质总的物质的量的变化值即Δn(总),Δn(总)正值越大,熵变正值越大;Δn(总)负值绝对值越大,熵变也是负值的绝对值越大,但总的来说熵变在数值上都不是特别大. 2) 熵变(ΔS)值随温度的改变变化不大,一般可不考虑温度对反应熵变(ΔS)的影响. 3) 熵变(ΔS)值随压力的改变变化也不大,所以可不考虑压力对反应熵变的影响.
标准熵:1 mol物质在标准状态下所计算出的 标准熵值,用ST q表示,单位: J·mol-1 ·K-1
化学反应的标准摩尔熵变:对于化学反应而言,若反应物和产物都处于标准状态下,则反应过程的熵变,即为该反应的标准熵变。当反应进度为单位反应进度时,反应的标准熵变为该反应的标准摩尔熵变,以△rSm表示。与反应的标准焓变的计算相似,化学反应的标准摩尔熵变,可由生成物与反应物的标准熵求得。
熵变和反应方向 对于孤立体系而言,在其中发生的任何反应变化必然是自发的。热力学第二定律告诉我们:在孤立体系中发生的任何变化或化学反应,总是向着熵值增大的方向进行,即向着△S孤立0的方向进行的。而当达到平衡时△S孤立=0,此时熵值达到最大。 假如不是孤立体系,则可以把体系与其四周的环境一起作为一个新的孤立体系考虑,熵增原理仍然是适用的。由此可以得出,自发反应是向着0的方向进行的。大家知道,在常压下,当温度低于273K时,水会自发地结成冰。这个过程中体系的熵是减小的,似乎违反了熵增原理。但应注重到,这个体系并非孤立体系。在体系和环境间发生了热交换。从水变成冰的过程中体系放热给环境。环境吸热后熵值增大了,而且环境熵值的增加超过了体系熵值的减小。因而体系的熵变加上环境的熵变仍是大于零的,所以上述自发反应是符合热力学第二定律的。
1) 熵与物态有关: 对同一物质,其固态的熵值小于液态的熵小于气态的熵,即S固<S液<S气. 2) 熵与分子的组成有关: 对不同的物质,其组成分子越复杂,熵就越大.而简单分子的熵值一般较小. 3) 熵与体系物质的量n有关: 体系的n值越大,其熵值越大. 4) 熵与温度有关: 熵随着体系温度的升高而增大. 5) 熵与压力有关: 随着体系压力的加大,熵值减小.因为压力加大,体系的有序程度加大,则熵就减小. 2. 化学反应熵变的大小 1) 熵变(ΔS)与体系中反应前后物质的量的变化值有关: a. 对有气体参加的反应: 主要看反应前后气体物质的量的变化值即Δn(g),Δn(g)正值越大,反应后熵增加越大;Δn(g)负值越大,反应后熵熵变
减越多; b. 对没有气体参加的反应: 主要看各物质总的物质的量的变化值即Δn(总),Δn(总)正值越大,熵变正值越大;Δn(总)负值绝对值越大,熵变也是负值的绝对值越大,但总的来说熵变在数值上都不是特别大. 2) 熵变(ΔS)值随温度的改变变化不大,一般可不考虑温度对反应熵变(ΔS)的影响. 3) 熵变(ΔS)值随压力的改变变化也不大,所以可不考虑压力对反应熵变的影响.
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