1章-化学反应中的质量和能量关系.pptVIP

1.3 化学反应中的质量关系 1.3.1 应用化学反应方程式的计算 质量守恒定律：参加化学反应的各种物质的总质量一定等于反应后各物质的总质量。 例子见p8[例1.4]，p9[例1.5] 某化学方程式 cC + dD = yY + zZ 按数学式移项 0= -cC –dD +yY +zZ 令 –c=VC –d=VD y=VY z=VZ VC C + VD D + VY Y + VZ Z = 0 可简化成通式： 例：N2 + 3H2 = 2NH3 根据化学计量式,有: 0 = -N2 - 3H2 + 2NH3 =V N2 N2 +V H2 H2+V NH3 NH3 VN2 =-1 VH2 =-3 VNH3 =2 表明: 反应中每消耗1molN2和3molH2必生成2molNH3。 2. 焓和焓变 ⑴ 焓的意义 Qp=△U+ p△V Qp= (U 2-U 1)+ p(V 2-V 1) = (U 2+ pV 2)-(U 1+pV 1) 定义：H≡U+ pV H称为焓. 显然： Qp=H2-H1=△H 在恒温、恒压、不做其它功的条件下， 反应热等于生成物与反应物的焓差，即恒压反应热等于体系的焓变。 ⑵ H的特点：状态函数（ ?H = H2 - H1），广度性质，不能测定其绝对值。 H随温度而变，但△H随温度变化不显著，可近似认为△H不随温度而变。 等压热效应 Qp = ?H 等容热效应 Qv = ?U ⑶ ? rUm与?rHm 的关系 Qp = Qv + p ?V ?rHm= ? rUm+ p ?V 同理，对于无气体参加的反应，W = –p? V=0 ?rHm= ? rUm 有气体参加的反应： ?rHm= ? rUm+ RT∑υB(g) 标准态： ?rHmΘ= ? rUmΘ+ RT∑υB(g) 反应研究的问题之一：反应的能量，通过的△rHmθ(T)和△rUmθ(T)而获得解决。 化学计量化合物 具有确定组成且各种元素的原子互成简单 整数比的化合物，这类化合物又称整比化 合物或道尔顿体。 非化学计量化合物 组成可在一个较小范围内变动，而又保持基本结构不变的化合物，这类化合物偏离了原子互为整数比的关系，又称为非整比化合物或贝多莱体。 例如: 还原 WO3 或加热WO2 与WO3 的 混合物，均可制得WO2.92 又如: 方铁矿的物相分析发现, 在900℃时 其组成为FeO1+x(0.09 x 0.19) 1.3.2 化学计量数(?)与反应进度(ξ) 1. 化学计量数(?) 规定： 反应物的化学计量数为负； 生成物的化学计量数为正。 注意 化学计量系数?B是没有单位； 同一化学反应，化学计量系数与方程式的写法有关。 2 H2 + O2 = 2 H2O H2 + 1/2 O2 = H2O 2. 反应进度(ξ读Ksai） 表示化学反应进行程度的物理量 对于化学计量方程式 0＝∑ BB ν B dξ = dnB /νB 改写为 dnB = νB dξ 开始时ξ0=0 、 ?nB =０ 反应进度为ξ时： ?nB =νBξ 即任一化学反应各反应物及产物的改变量(?nB)均与反应进度(ξ)及各自的计量系数(νB)有关。 x 的单位是 mol 3.0 10.0 0 0 2.0 7.0 2.0 1.5 5.5 3.0 结论1 对同一化学反应方程式，反应进度ξ的值与选用反应式中何种物质的量的变化进行计算无关。 2.0 7.0 2.0 (mol) 3.0 10.0 0 (mol) 结论2 同一化学反应如果化学反应方程式的写法不同，反应进度的值不相同。 当反应进度 ? 等于1mol时，称为进行了1mol化学反应（摩尔反应） N2(g) + 3H2(g) = 2NH3(g) ? = ?nB / ?B = 1.0mol 1/2N2(g)