工程热力学第16讲-第三部分复习-溶液热力学、热化学计算教案详解.pptVIP

习题4 ZnO的生成热即为此反应热: ?H1=?fHm(ZnO,298K)=-349000 J ?H2=∫Cp(产物)dT=∫Cp,m(ZnO)+0.5Cp,m(O2)+4Cp,m(N2) dT =40(T-298)+0.5×29×(T-298)+4×29×(T-298) =170.5(T-298) ?H=?H1+ ?H2=0 -349000+170.5(T-298)=0 T-298=349000/170.5=2047 T=2345 K 此反应的最终温升为2345K 2011年48课时/3学时版 * * 表明在等温等压条件下，除组分i以外的各组分都不变时，体系吉布斯自由能随组分i的变化率或者在T、p一定的条件下，在无限大量体系中加入1mol的i物质引起的体系吉布斯自由能的改变量。 * 在研究多元体系热力学时，为什么要引入偏摩尔量的概念？ * 从分子模型上讲，各组分分子的大小及作用力，彼此相似，当一种组分的分子被另一种组分的分子取代时，没有能量的变化或空间结构的变化。混合过程仅仅是几种物质发生分子级大小的相互分散。 * 三参数方程，A 、B和 C为安托因常数，是物质的特性常数。 由热化学数据可以计算某温度下的化学反应焓变, 手册中所收录的热化学数据，一般是298.15K下的数据，但化学反应的反应温度往往不在298.15K， 其它反应温度条件下进行的反应焓变，可借助于基尔霍夫定律求算。 * * 在液相反应中把平衡浓度除以标准状态下浓度；在气相反应中把平衡分压除以标准压强；使计算出的标准平衡常数为一无量纲的常数。 在液相反应的Kc与Kθ 在数值上相等，而在气相反应的Kp一般不与其Kθ 的数值相等。 反应热效应 化学反应热效应： 不做非容积功时，化学反应的等温反应过程热。 恒容反应热 Qv ：将热力学第一定律用于恒容反应，恒容反应热在数值上等于体系内能的改变量。即 Qv = UP-UR。 恒压反应热 Qp ：将热力学第一定律用于恒压反应，恒压反应热在数值上等于体系的焓变。即 Qp = HP-HR。 化学反应热效应的意义在于将过程函数与体系容量性质（状态函数变化量）联系在一起。 标准反应热效应可以通过标准生成焓或标准燃烧焓计算而得。 压力对反应热效应的影响较小，可以忽略不计！ 基尔霍夫（Kirchhoff）定律 温度对反应热效应的影响可通过基尔霍夫定律进行计算。 由热化学数据可以计算某温度下的化学反应焓变, 手册中所收录的热化学数据，一般是298.15K下的数据. aA+bB (T2) aA+bB (T1) cC+dD (T2) cC+dD (T1) ?H4 ?H3 ?H2,T2 ?H1,T1 1840年, 盖斯从大量实验数据中总结出著名的盖斯定律。 盖斯定律：化学反应的热效应只与反应的始态和末态有关, 与反应的具体途径无关。也称热效应总值一定定律。 盖斯定律的使用不是无条件的，只有满足一定条件才能使用。其条件为：需规定反应进行的环境条件。 上式将本来是过程量的热效应与体系的状态函数内能和焓联系起来，而后者是与途径无关的，故在规定了反应的进行条件(等容或等压)时，反应的过程量Q也可能具有某种状态函数的性质. 注意: 应用盖斯定律时, 反应不能有有用功, 如电功等。 盖斯定律 盖斯定律的意义 盖斯定律把不同的反应过程通过热效应关联起来，从而可由某些已知或易知反应的热效应计算某些未知或难知反应的热效应。 根据盖斯定律，化学反应不管是一步完成还是分几步完成，反应的热效应总是相同的。可将热化学方程式像一般代数方程式一样进行运算，对应的反应热也进行相应的运算，即可求出反应的热效应。 盖斯定律是能量守恒定律的必然推论，也是热力学第一定律在化学反应中的具体应用。可以说：盖斯定律奠定了整个热化学的基础。 绝热燃烧和理论燃烧温度 如果燃烧反应所放出的热量未传到外界，而全部用来加热燃烧产物，使其温度升高，则这种燃烧称为绝热燃烧。 在不计离解作用的条件下，绝热燃烧所能达到的温度最高，该温度称理论燃烧温度。 如果绝热燃烧是在定压条件下进行的，则燃烧火焰温度称定压理论燃烧温度。 计算： 如果绝热燃烧是在定容条件下进行的，则燃烧火焰温度称定容理论燃烧温度。 计算： 化学平衡状态 化学平衡状态，就是指在一定条件下的可逆反应里，正反应速率和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。 前提条件：可逆反应 可逆反应总是不能进行到底，得到的总是反应物与生成物的混合物。 化学平衡的特点: 动—动态平衡（正逆反应仍在进行） 实质 等—正反应速率=逆反应速率 定—各组分的浓度保持不变，各组分的含量一定。 标志 变—条件改变原平衡被破坏