化学平衡

Question

反应熵是什么东西，与化学平衡有啥关系？

Answer 1

（1）热温商
从吉布斯-亥姆霍兹方程的一般式△G=△H-T△S，我们可初步地理解熵S的如下物理意义：①当△G=0时，△S=△H/T！△G=0是平衡态，热力学平衡态下发生的正过程与它的逆过程在热力学上都必定是一对方向相反的可逆过程，此时可用其热效应QR（下标R表示热力学可逆过程）来代替该式的△H，即：熵（S）是可逆过程热效应与温度之熵——QR/T，简称热温商，汉字“熵”字正是“热温商”的缩合字。②在吉布斯-亥姆霍兹方程中的G、H和T都是状态函数，因此熵（S）是状态函数；③熵乘以温度才具有能量的量纲，所以熵不是能量。
（2）熵的微观实质
熵的本质究竟是什么？自从19世纪中叶建立热力学后的相当长时期，令理论家们伤透了脑筋。后来发展了统计热力学，有一个名为波尔兹曼（Ludwig Boltzmann 1844-1906）的人从微观角度作了说明，指出：熵是我们所考虑的系统的微观状态函数的度量，并得出一个后人称为波尔兹曼方程的关系式：
S=k ln Ω
波尔兹曼方程中的k后人称为波尔兹曼常量，其值为k=R/NA=8.314J/mol•K/6.02×1023/mol=1.03807×10-23J/K。对数项内的Ω则为系统的微观状态函数。微观状态函数越多表明系统中的微观粒子的混乱程度越大，因此，从微观角度来看，熵是微观状态的混乱度的度量。熵越大，系统的微观粒子越混乱，或者说，熵越大，系统中的微观粒子的有序度越差。
（3）熵增加原理
上述模型告诉我们：理想气体在真空中的扩散趋向于达到最大微观状态函数的状态！这时系统的混乱度最大，即熵最大。注意到上述思维模型采用的是一个孤立系统，因此我们可以推论：孤立系统内自发过程的方向——熵增大，这个结论被称为熵增加原理。
功是分子做有用序运动的能量传递形式，热是分子做无序运动的能量传递形式功转化为热是熵增大的过程；比起无序无结构的状态，有序有结构总是熵较小的状态，结构越复杂，熵越小；温度越高，物质的运动越激烈，物质的熵将随着温度上升而增大，因此，温度从高温热源传递给低温热源将引起整个系统的熵增大。
熵不同于能量。热力学第一定律概括了能量守恒——能量不生不灭。热力学第二定律却发现了熵，并证明了熵随着自然的发展越来越大，并不像能量那样是守恒的。
另外，温度是系统内的分子运动的激烈程度的宏观量度，熵是系统内的分子运动的无序程度的宏观度量，由吉布斯-亥姆霍兹方程可见，温度和熵的乘积等于能量，这也是耐人寻味的。
应特别注意的是，在通常的封闭系统内发生自发反应，系统的熵变并非必定增大。
建立了熵的概念之后，我们认识一个过程，不能只考虑物质的变化和能量的变化，还要考虑熵的变化。
（4）反应熵
对于（在封闭系统内发生的）化学反应，我们应分别考察它的反应焓△rHmΘ、反应自由能△rGmΘ和反应熵△rSmΘ（在标准状态下发生1mol反应的熵变化量的简称）。由标准下反应的吉布斯-亥姆霍兹方程△rGmΘ=△rHmΘ-T△rSmΘ可见，在一定温度的标态下，反应自发进行的“推动力”（△rGmΘ〈0）由焓变与熵变两项组成：一个“推动力”是反应放热（向当于不做非膨胀功时的反应焓△rHmΘ〈0），另一个“推动力”是反应熵增大，（△rSmΘ＞0，则T△rSmΘ〈0）。只有当∣△rHmΘ∣》∣-T△rSmΘ∣时，反应能否自发进行才只有反应焓决定，这时，放热反应自发，吸热反应不自发；若熵变项不可忽略，则但根据反应放热还是吸热就不足以判断反应的自发性。应该指出，在常温下，焓变项绝对值远大于熵变项的绝对值的化学反应为数确实不少，这就是为什么1867年法国人贝特洛（M•Betholot）会片面地得出热效应是反应自发性的判断依据的原因。他以为系统能量的下降只通过热效应来体现，放热，系统的能量下降了，根据“能量最低原理”，反应当然自发，孰不知封闭系统内的反应的自发性的唯一判据却是系统向环境做有用功的可能性，而有用功不仅与热交换有关，还与熵的变化有关。其实吸热的自发反应也不在少数，最明显的是水的蒸发，尤其在高温下，许多分解反应是自发反应，却是自发的，显然他们的“推动力”是反应熵大于0，而且熵变项绝对值∣-T△rSmΘ∣超过了焓变项绝对值∣△rHmΘ∣。
化学反应的熵增大还是减小，有时很容易判断：凡气体分子总数增多的反应，一定是熵增大反应；反之，是熵减小反应；反应前后气体分子总数不变则熵变的数符难以判断，但其数值一定不大，接近零。
（5）标准熵
化学反应的熵变可以借助于标准熵的概念来计算。标准熵是热力学标态下的熵值，符号为SmΘ，全称为标准摩尔熵。热力学第三定律指出，只有温度T=0K时，物质的熵值才等于零，在298K下，所有物质的熵值一定是正值。同一种物质在同一种物理状态下，温度越高，微观状态数越大，标准熵越大。温度相同的物质相互对比：同一种物质，气、液、固态相比（例如水蒸气、液态水和冰相比），气态的微观状态数最大，固态的微观状态数最小，因此，气态熵最大，固态熵最小；同类物质，例如，氟、氯、溴、碘，分子量越大熵越大；分子结构越复杂熵越大。分子构象越丰富熵越大。此外，同素异形体或同分异构体的标准熵也互不相同。
化学反应的熵变称为标准摩尔反应熵，简称反应熵，符号△rSmΘ，它与反应相关物质的标准SmΘ的关系是：
△rSmΘ=∑[vBSmΘ（B）]

Answer 2

反应熵是反应前后熵值的差
其值等于反应后产物的能量总和-反应前的能量总和=反应放出的热

熵是表示一个反应前后的混乱程度,一般的,气体混乱程度最高

Answer 3

你是什么学校的啊。。。我学化学也不知你说什么啊

高考不考的吧