第三章化学热力学概述.pptVIP

系统和环境 状态和状态函数 广度性质和强度性质 过程,途径和可逆过程 化学反应计量式和反应进度 3.1.2 热力学第一定律 体积功w体的计算 理想气体的体积功 等容反应热与等压反应热的关系 3.2.1自发变化 水从高处流向低处； 热从高温物体传向低温物体； 铁在潮湿的空气中锈蚀； 锌置换硫酸铜溶液反应： 3.2.3 自由能变与化学反应自发方向判据 （1）、 自由能判据 （2）、 标准摩尔自由能变 （3）、 吉布斯方程的应用 例 1 求HCl(g)的标准生成自由能 I _ 第二节、化学反应的方向 3.2.1 自发变化 3.2.2 熵与热力学第二定律 3.2.3 自由能变与化学反应自发方向判据 Zn(s) + Cu2+(aq) Zn2+(aq)+Cu(s) 在没有外界作用下,系统自身发生变化的过程称为自发变化。 混乱度、熵 1. 混乱度 许多自发过程有混乱度增加的趋势。 冰的融化 建筑物的倒塌 系统有趋向于最大混乱度的倾向，系统混乱度增大有利于反应自发地进行。 3.2.2 熵与热力学第二定律 熵是表示系统中微观粒子混乱度的一个热力学函数，其符号为S。 系统的混乱度愈大，熵愈大。 熵是状态函数。 熵的变化只与始态、终态有关，而与途径无关。 2. 熵 同一物质，气态的标准熵液态的标准熵固态的标准熵； 同类物质，摩尔质量M越大，标准熵值越大； 气态多原子分子的标准熵值气态单原子分子的标准熵值； 摩尔质量相同的不同物质，结构越复杂，其标准熵值越大； 同一种物质的熵随温度升高而增大； 压力对固态、液态物质的熵值的影响较小，对气态物质的熵值的影响较大。 热力学第二定律 在任何自发过程中，系统和环境的熵变化的总和是增加的。 热力学第三定律和标准熵 结构相似，相对分子质量不同的物质， 随相对分子质量增大而增大。 标准摩尔熵的一些规律 同一物质，298.15K时 相对分子质量相近，分子结构复杂的，其 大。 3、热力学第一定律 热力学第一定律的实质是能量守恒与转化定律。 对于封闭系统热力学第一定律为： 得功W 绝热过程，Q＝0 ΔU＝Q+W=W 孤立系统，Q＝0，W=0 ΔU＝Q+W=0，即孤立系统内能不变。 恒 容 过 程 ?V = 0 W = 0 ?U = Q + W = QV 式中：QV—恒容反应热 上式表明:恒容变化是不做其它功时，系统放出或吸收的热量数值上等于系统热力学能的变化。 若恒压条件系统只作体积功W 时 ， W = – Pex· (V2 ˉ V1 ) = – Pex · ?V （负号表示系统对环境作功） 则： ?U = Q + W = QP - Pex · ?V 式中QP表示恒压反应热 恒 压 过 程 例. 在78.30C及1.00atm下，1.00g乙醇蒸发变成626cm3乙醇蒸气时，吸热204cal，则内能变化多少焦耳? 解：1cal=4.18J, 1atm?dm3=101J 体系吸热：Q=204cal?4.18J ?cal-1=+854J 体系所作的功系指液态乙醇气化时所作的恒压体积膨胀功：(忽略液态乙醇所占的体积） W=－ΔngRT=-1/46*8.314*(273+78.3)=63.5J 则: ?U=Q-W=854J-63.5J=790.5J 答: 内能增加791焦耳(J). （1） 焓和焓变 4、焓变和热化学方程式 对于封闭系统，在定容过程中， ?V=0，W=0 QV为等容热效应。 在定压过程中， 焓： 焓变： 化学反应的等压热效应等于体系焓的变化，其绝对值无法测得。是状态函数。 对于有凝聚相参与的理想气体反应，由于凝聚相相对气相来说，体积可以忽略，因此在上式中，只需考虑气体的物质的量。 对于无气体参加的反应,W = –pex ? V=0 有气体参加的反应 ? rUm与?rHm 的关系 2. 热化学方程式 表示化学反应及其反应热关系的化学反应方程式 标准状态： 气体 液,固体 称为反应的标准摩尔焓变。 (l) 聚集状态不同时， 不同。 化学计量数不同时， 不同。 ?