2第2章化学热力学初步.pptVIP

;§2.1 常用术语;3、系统的划分： （1）敞开系统： 系统与环境间既有能量交换，又有物质交换。;（2）封闭系统： 系统与环境间有能量交换，没有物质交换。;（3）孤立系统： 系统与环境间既没有能量交换，也没有物质交换。;二、状态与状态函数 ;3、状态函数的特点： 1. 系统的状态一定，状态函数值确定。 2. 状态函数的改变值只由系统的始态和终态决定，与系统经过的途径无关。 3. 循环过程的状态函数改变值为零。;三、过程与途径 1、过程：系统状态发生的变化称为过程。 2、途径：完成过程的具体步骤称为途径。;等温过程：系统始态和终态温度相同的过程 等压过程：系统压力保持不变的过程 等容过程：系统体积保持不变的过程;§2.2热力学第一定律 一、热和功;3、热和功不是系统的状态函数。 热和功与过程紧密联系，没有过程就没有能量的传递，而状态函数与过程无关。 4、热力学中功的分类 体积功 ：系统因体积变化抵抗外压所作的功。 非体积功：除体积功外的所有功。如电功、机械功、表面功等。 如不特别指明，本章讨论的均为系统只做体积功的情况。;二、热力学能（U） 热力学能（U）：系统内部物质各种微观形式能量的总和。 U为系统的状态函数。 热力学中将内能作为一个整体来讨论，研究的是内能的变化值即 △U 。;三、热力学第一定律;【例1】某系统从始态变到终态，从环境吸热200kJ，同时对环境作功300kJ，求系统与环境的热力学能改变量。;§2.3 热化学;2、 等压反应热与焓变 恒压且只做体积功时： △U = Qp – P △V;∵ U2 + P2V2 = H2 U1 + P1V1 = H1 ∴ Qp = H终 – H始 = H2 – H1 = △H Qp =△H;几点说明： 1）?U、p、V都是状态函数，则H也为状态函数，?H仅与始态及终态有关，与变化的途径无关； 2）因U的绝对值无法确定，H的绝对值也无法确定； 3）由上式可知，等压反应热等于体系的焓变，因大多数化学反应是在等压条件下进行的（如在敞口容器中进行的反应），故通常用?H表示反应的热效应。 ?H ? 0 放热反应；?H ? 0 吸热反应。;对于有气体参加的反应： △H=△U ＋（△n）RT △n为n气体生成物－n气体反应物;例2（p.23：例2-1）298K和100kPa下，4.0mol的H2和2.0mol的O2反应，生成4.0mol的水，总共放出1143kJ的热量。求该反应的△H和△U 。 解：反应 2H2(g) + O2(g) = 2H2O(g) ∵等压条件下进行 ∴△H=Qp=－1143 kJ △U = △H－（△n）RT = －1143－[0－(4.0+2.0)] ×8.315×10-3× 298 = －1128 kJ 说明：“R”应乘以10-3，则量纲为kJ·mol-1·K-1 。 由该题可见：对有气体参加的反应，p△V与△H相比也只是一个较小的值。 ;1、反应进度 dD + eE = fF + gG ; 反应进度：当反应进行后，某一参与反应的物质的物质的量从始态的n1变到终态的n2，则该反应的反应进度为： 若选择的始态其反应进度不为零，则用该过程的反应进度的变化?? 来表示： ;例如： 反应 N2(g) + 3H2(g) = 2NH3(g) 反应过程中有1mol N2和3molH2完全反应生成2molNH3。 反应进度变化以N2的物质的量改变量来计算: ;由计算可见：无论对于反应物或生成物，?? 都具有相同的数值，而与反应式中物质的选择无关。 归纳ξ＝1mol的含义;2、热化学方程式;△rHmθ：各物质都处于标准状态下ξ=1mol时的焓变值。 标准态的含义： 气体：是指该组分气体的分压为p?(100kPa)； 固、液体： p?(100kPa)下其纯物质； 稀溶液： p?(100kPa)下，浓度为1mol·L-1的理想溶液。 △rHmθ＜0：放热反应， △rHmθ＞0：吸热反应。; （2）注明物质的物态(g、l、s)或浓度， 如果固态物质有几种晶型，应注明晶型。;三、盖斯定律 在等压或等容的条件下，化学反应无 论是一步完成还是分步完成，其热效应总是相同的。;△rH2;= △rH3θ +;例3（p.26：例2-2 ）：已知 (1)4NH3(g) + 3O2(g) = 2N2(g)