第2章-化学热力学基础2技巧.ppt

第 3 章化学热力学基础;;3－1 热力学第一定律;; 按照体系和环境之间的物质及能量的交换 关系，可以将体系分为三类：;; 借以确定体系状态的物理量，称为状态函 数。; 体系变化的始态和终态一经确定，各状 态函数的改变量也就确定了。; 体系的状态发生变化，从始态到终态，则 称体系经历了一个热力学过程，简称过程。 ; 例如，某理想气体，经历一个恒温过程; 下面给出其中两种途径：; 在热力学过程中，体系在反抗外界压强 发生体积变化时，有功产生，这种功称为体 积功（W） ，单位为 J。; 假设在恒外力 F 作用下，活塞从 I 位移动 到 II 位，移动距离为 ?l 。; W = F ? ?l;5 热力学能; 体系发生变化时，只要过程的始、终态 确定，则内能变化量 ?U 是一定值。;3－1－2 热力学第一定律 ;例3－1 某过程中，体系从环境吸收热量 1000 J，环境对体系做功 300 J。求过程中体系热 力学能的改变量和环境热力学能的改变量。;2 功和热; W 是指环境对体系所做的功，;一定量的理想气体， 从压强 p1 ＝ 16 ? 105 Pa 体积 V1 ＝ 1 ? 10 －3 m3;;Wa ＝ － p ?V ＝ － 1 ? 105 Pa ?（16 － 1） ? 10－3 m3 ＝ － 1500 J 若用 N 表示膨胀次数，则 N ＝1;;W1 ＝ － p外 ?V; （2） 再反抗外压 p2 ＝ 1 ? 105 Pa 膨胀到 16 m3 ;W2 ＝ － p外 ?V ＝ － 1?105 Pa ?（16 － 2）? 10－3 m3 ＝ － 1400 J; 始终态相同，经过两个不同途径做 的功不相等。; 由于是理想气体体系，且 ?T ＝ 0，;　　① 热和功是与过程相联系的物理量，只 有在能量交换的过程中才会有具体的数值。;3－2 热化学;　　① 在计算应用过程中，不考虑非体积功。;1 恒容反应热 (QV );　　① 在恒容且不做非体积功的过程中，恒 容热在数值上等于体系热力学能的改变；; 弹式热量计，被用来测量一些有机物燃烧反应的恒容反应热;2 恒压反应热 （QP）; U，p，V 都是状态函数，所以 U + pV 也是状态函数。;　　① 焓是体系的状态函数，其数值的大小只与 始态和终态有关，与途径无关； 　　② 只能得到ΔH，无法得到其绝对值； 　　③ 焓是描述量度性质的函数，具有加和性。 ④ 理想气体，焓 H 也只和 T 有关。 ;　　① 在恒压且不做非体积功的过程中，恒压热在数值上等于体系的焓变；;1 温度计;3 反应进度概念;vA A ＋ vB B ＝ vG G ＋ vH H; ? ＝ 0 mol 时，表示反应开始时刻的反应 进度。; ? ＝ 1 mol 的意义： 即按 vA个 A 和 vB 个 B 反应，生成 vG 个 G 和 vH 个 H 为一个单元， 进行了 6.02 ? 1023 个单元反应。 ; 对于同一化学反应，若反应方程式的化学计量数不同，? = 1 mol 的实际意义不同。; 4 Qp 和 QV 的关系;ΔH1 ＝ ΔH2 ＋ ΔH3;即 ΔH1 ＝ΔU2 ＋ （ p2V1—P1V1） ＋ΔU3 ＋ （ p1V2—p2V1 ）;ΔH1 ＝ΔU2 ＋（ p1V2—p1V1）＋ΔU3;对于理想气体 △U3 ＝ 0;则 H1 ＝ΔU2 ＋（p1V2—p1V1）;故 ΔH1＝ΔU2 ＋ ΔnRT ;得 Qp ＝ QV ＋ ΔnRT　 ; 当反应物与生成物的气体物质的量相等（Δn＝0）时，或反应物与生成物全是固体或液体时，恒压反应热与恒容反应热相等，; 当反应进度为 ? ＝ 1 mol 时，则; ?rUm ＝;例3－2 用弹式热量计测得 298 K 时，燃烧 1 mol 正庚烷的恒容反应热 QV ＝ －4807.12 kJ，求其 Qp 值。;3－2－2 盖斯定律; （b