第3章 化学热力学基础技巧.ppt

第3章 化学热力学基础Basic for thermodynamics;在给定条件下，某一反应能否发生？ 如果能够发生，那么反应进行的程度如何？ 反应是放热还是吸热？ 反应速度如何？ 反应的机理是怎样的？;化学热力学(thermodynamics);化学热力学处理问题的方法;3.1 化学热力学的概念和术语;;3.1.2 状态和状态函数;标准状态standard state;注意;Standard conditions for gases: Temperature, 273.15?K [...] and pressure of 105?pascals. The previous standard absolute pressure of 1 atm (equivalent to ) was changed to 100?kPa in 1982. IUPAC recommends that the former pressure should be discontinued. ;状态函数 state function function of state, state quantity, or state variable ;状态函数的性质 状态函数是状态的单值函数。一个平衡态只有唯一一组确定的热力学变量与状态函数表述； 状态函数只取决于体系的状态，而与达到此状态的途径无关，所以在循环过程中任意状态函数的改变量必定为零 ; 体系与环境之间由于存在温度差异而传递的那部分能量。 体系吸热: Q 0; 体系放热: Q 0;2.功( W ) 体系与环境之间除热之外以其它形式传递 的能量 。 体系对环境做功，W0 环境对体系做功，W0 ;例题1：恒温下，压力为106Pa的2m3理想气体，抵抗恒外压105Pa膨胀，直到平衡为止，体积变为20m3。在此变化中作功多少？; 虽然体系的始态终态都相同，但由于变化途径不同，W不同，所以W不是状态函数;a 真空膨胀;可逆膨胀;可逆过程reversible process;可逆反应 reversible reaction;3.2 热力学第一定律 The first law of thermodynamics;热力学能(U): 系统内所有微观粒子的全部 能量之和，也称内能。其绝对值不可测。 U是状态函数。 ;例题：若封闭体系经过一系列变化后又回到初始状态，则体系__________。 A Q=0, W=0, ?U=0 B Q0, W0, ?U=0 C Q= - W, Q+W=0 D QW, ?U=Q+W;*;*;*;*;绝热膨胀：Q=0, W0, ?T0;3.3 热化学Thermochemistry;1 化学反应的热效应;量热计calorimeter ;; 反应物 ? 产物 （初始状态） （终了状态） ?U=U2-U1 又根据热力学第一定律：?U=Q+W 在等温、无非体积功条件下，若反应在恒容容器中完成，则因体积恒定W=0 ?U=Qv 但是，通常的反应是在等温、无非体积功、恒压条件下进行的，那么 Qp=? ;在等温、无非体积功、恒压下，;焓enthalpy;;例：用弹式量热计测得298K时，1mol正庚烷的燃烧热为4807.12kJ，求该下列反应的?H。;反应进度?;当反应方程式中化学计量数不同时，同样为1mol的反应进度，其含义不同。;2. 热化学方程式 表示等温恒压条件下完成1mol反应进度的反应热的化学反应方程式 。;(l);如果反应物和生成物互换，则反应焓变数值相等，符号相反。;若化学反应始态和终态的各物质都处于热力学标准态，则此时的化学反应焓变为标准反应焓变。 ; 3.Hess定律;;解:利用Hess定律;4.物质B的标准摩尔生成热;; “各种元素的指定单质”在大多数情况下是p?、给定温度下该元素的最稳定相或单质形式。 ;; ;在化学手册中查到的各种热力学数据，一部分来自于实验数据，但大部分还是来自热力学计算。;;结论 aA+bB→yY+zZ;讨论:标准摩尔燃烧焓与