第二章化学反应的基本原理

第二章化学反应的基本原理思维导图，介绍了化学反应的方向和吉布斯函数、化学反应的限度和化学平衡、化学反应速率等。

第二章化学反应的基本原理

• 化学反应的方向和吉布斯函数
  • 熵和吉布斯函数
    • 1、自发过程：在给定条件下能向着一定方向自动进行的反应（或过程）叫作自发反应。
    • 2、熵：系统处于某一状态时，内部物质微观粒子的混乱度确定，可用状态函数熵S来表达。
      • 隔离系统的熵判断：隔离系统中只能发生熵值增大的过程，不可能发生熵值减小的过程；若熵值保持不变，则系统处于平衡状态。
      • 标准摩尔熵
      • 规定处于标准状态下水合氢离子的标准摩尔熵值为零
    • 3、吉布斯函数：吉布斯函数G是状态函数H和T、S的组合：G=H-TS
  • 反应自发性的判断
    • 1、吉布斯函数判断
      • 等温、等压、不做非体积功
        • G<0自发过程，过程能向在正方向进行 G=0平衡状态 G>0非自发过程，过程能向逆方向进行
      • 在等温、等压下，一个封闭系统所能做的最大非体积功等于其吉布斯函数的减少G=Wmax
    • 2、反应的标准摩尔吉布斯函数变
      • 规定处于标准状态下水合氢离子的标准摩尔生成吉布斯函数为零
• 化学反应的限度和化学平衡
  • 反应限度和平衡常数
    • 1、反应限度：化学平衡是给定条件下化学反应的限度，G=0是化学平衡的热力学标志或反应限度的证据
    • 2、标准平衡常数：-RTInK=Gm,K值越大，说明该反应可以进行得越彻底，反应物得转化率越高
  • 化学平衡的有关计算
  • 化学平衡的移动及温度对平衡常数的影响
    • 反应商Q<标准平衡常数K,Gm<0,反应正向自发进行
    • Q=K,Gm=0,平衡状态
    • Q>K,Gm>0,反应逆向自发进行
• 化学反应速率
  • 化学反应速率和速率方程
    • 1、反应速率的定义：反应速率为单位时间、单位体积内发生的反应进度。
    • 2、速率方程和反应级数
      • 质量作用定律
      • 速率方程中各反应物浓度项指数之和称为反应级数
    • 3、一级反应：若化学反应速率与反应物浓度的一次方成正比，即为一级反应。
  • 温度对反应速率的影响
    • 阿伦尼乌斯方程
  • 反应的活化能和催化剂
    • 1、活化能的意义：活化络合物分子与反应物分子平均能量之差称为活化能。
    • 2、热力学稳定性与动力学稳定性
    • 3、加快反应速率的方法
      • 增大浓度或者气体压力
      • 升高温度
      • 降低活化能
    • 4、催化剂
      • 加快反应速率，降低活化能，不改状态
    • 5、酶催化
      • 高度的选择性
      • 高度的催化活性
      • 特殊的温度效应
      • 反应条件温和
• 环境化学和绿色化学