第4章1+热力学课件.ppt

本次课教学安排 第四章 化学反应的基本原理Basic Principle of Chemical Reactions 4-1 化学反应进度(Extent of Reaction) 为什么要引进化学反应进度？ 4-1 化学反应进度 关于反应进度?的两个说明 ? 指整个反应的进度，而不是指由某个物质； ? 的数值与方程式的写法有关！ 4-2 热力学第一定律 一、热力学中的一些常用术语 二、热力学第一定律 三、热化学和盖斯定律 热力学第一定律 一、热力学中的一些常用术语 常用术语 常用术语 常用术语 常用术语 状态函数概念的理解： 确有一些物理量的变化量与过程无关。 例1：登山的高度 例2：教室→寝室的距离 W、Q 为“过程量”。 例3：减肥 m1→m2 ; 例4: 体温 39.8℃→36.5℃ 常用术语 常用术语 常用术语 常用术语 常用术语 例5 ：状态函数概念的应用 解：①②③④ ΔS、ΔG 相等 只取决于始末状态 可由恒温可逆条件求出 ΔS = 19.2 J/K， ΔG =ΔH – TΔS = - 5.7 kJ (ΔH= 0) 若两面积相等， 如何计算面积。 W、Q、Δ 与过程有关。为“过程量” 二、热力学第一定律、热化学和盖斯定律 1. 热力学第一定律 1. 热力学第一定律 2. 热化学与热化学方程式 （1）热化学 （2）反应热 （3）焓和焓变 （3）焓和焓变 （4）热化学方程式 （4）热化学方程式 （5）热力学标准态 3. 盖斯定律 3. 盖斯定律 3. 盖斯定律 4. 生成焓和标准生成焓 （1）生成焓和标准生成焓 （2）稳定单质 （3）标准生成焓与反应热的关系 （3）标准生成焓与反应热的关系 （3）标准生成焓与反应热的关系 （3）标准生成焓与反应热的关系 在化学反应过程中，体系吸收或放出的热量，称为化学反应的热效应或反应热，反应热也就是反应的焓变?H。 任何物质都有其内在热含量( Heat content )，这是一个状态函数，定名为焓 (Enthalpy)，用H表示。但是一种物质的绝对焓值 H 是无法测定的，只能测定某物质从一种状态变化到另一种状态时的焓变?H。 H2O(l) →H2O(g)，?rHm= + 40.6 kJ·mol?1 如在100℃和100 kPa气压下1 mol水： 焓是具有加和性的状态函数。 封闭系统，定压过程，系统和环境之间交换的热量为定压反应热。用Qp表示。若系统不作非体积功，则： 定压反应热与焓变 （3）焓和焓变 令：U + pV = H ——焓，状态函数 ?H = H2 - H1 ——焓变 则：Qp = ?H 即，在定压且非体积功为零的过程中，封闭系统从环境吸收的热等于系统焓的增加。 表示化学反应与其热效应关系的化学方程式 H2 (g) + O2 (g) →H2O ( l ) ?rHm = ?286 kJ·mol-1 H2O(l) →H2O(g)，?rHm= + 40.6 kJ·mol?1 （1）反应温度和压强（298 K，100 kPa下进行习惯上不注明）。 （2）反应物和生成物的聚集状态或晶形（g 、l 、s） （3）配平系数只表示计量数，不表示分子数，可以写成分数 （4）正、逆反应的热效应数值相同而符号相反。 （5）放热反应，?H＜0；吸热反应，?H＞0。 书写热化学方程式时注意： ◆ 用符号“?”做上标表示标准状态； ◆ 标准压力p? =100 kPa； ◆溶液的标准浓度用符号c?表示，单位为mol·L-1 或mol·dm-3或mol·kg -1； ◆在热力学标准态的规定中，只指定压力p?，没有指定温度，即温度可以任意选取，我国常选用298K。温度符号T，每个温度都存在一个标准态。 在热化学中，能量守恒定律表现为盖斯定律。某些难于测量反应热的反应，可用盖斯定律从一些已知的化学反应热数值间接求算出。 一个化学反应若能分解成几步来完成，总反应的热效应(焓变) ?H 等于各步分反应的热效应之和： ?rH总 =?rH1 + ?rH2 + ······ (4-2) 已知：(1) C(s) + O2(g) → CO2(g) ?rH1? = -393.5 kJ·mol-1 (2) CO(g) + 1/2O2(g)→ CO2(g)