高中化学竞赛辅导 无机化学 2.4热力学第二定律知识点素材-人教版高中全册化学素材

绝热绝热（环三次甲基三硝基胺）引发0℃以上§2-4 热力学第二定律The Second Law of Thermodynamics在第一节中，我们已讲过热力学第二定律能够解决化学反应发生的方向和进行的限度。它是在十九世纪蒸气机发明后，对提高热机的效率问题——使得热更多地转变为功，进行研究的基础上发展起来的，它是化学热力学的核心。热力学第二定律和热力学第一定律一样，也是人类长期实践经验总结出来的普遍规律。一、自然界中变化的方向和限度人们的实际经验告诉我们： 1．水总是从高处向低处流，水位差（Δ h）为判据，当 Δ h = 0 时，水流停止。2．充满高压空气的轮胎，如果扎一个小孔，轮胎就会瘪下来。压力差（Δ p）为判据。3．热从高温物体向低温物体传递。判据为温差（T）。当T = 0 时，达到平衡。4．对于化学反应：Zn + CuSO4(aq) ZnSO4(aq) + Cu 构成的电池， 为判据。当，达到平衡。5． 6．炸药爆炸 C3H6N6O6 CO2 + 2CO + 2H2O + 3N2 + H2 （也可能为 3CO + 3H2O + 3N2）r Hm = -12681 kJ·mol1“自发”是指没有任何外力作用下能够“自己”进行。自发过程可以很快，但也不一定很快，只要有催化剂或引发剂，反应可以加速。“非自发”并不是绝对不发生，而是要对它作功后才能发生。也许同学们会认为这类反应的判据是H＜0（放热），反应就能自发进行。在 100 年前曾用热效应来衡量反应的自发性，此判据可以解释不少现象，但不全面。例如 7． H2O(s) H2O(l)是自发的，但r Hm = +6.01 kJ · mol1＞0。 8．KI(s)可溶于水，但r Hm ＞0,所以不能单单用H ＞0 或＜0 来判断过程的自发性。把中间隔板抽掉，那么 N2，H2均匀混合；若把隔板插回去，体系绝不会恢复到原来的状态。这种自发过程无明显判据。爆炸释放出大量的热，使整个体系的温度显著升高，但如果借助体系的降温而自动地把这些气体重新结合成原来的炸药的现象，人们从来也没有见过。这种判据也是很难找的。为了要得到能解释所有自发过程的统一的判据，必须从微观入手，找出其共同特征。所以单纯的热效应不是化学反应方向的判断依据.二、混乱度（Disorder）和熵（Entropy）从上面例 5 中，我们可以看到，N2、H2在各自室内混乱度小（即活动范围小），当抽掉隔板以后，N2、H2充满整个容器，活动范围就大了，必然引起混乱度的增大；例 6 中由于反应前后的n(g)＞0，所以混乱度增大：例 7、例 8 中，从有序晶体变...