[工学]第二章化学反应热效应.pptVIP

热力学理论研究中的几个基本概念 热力学是专门研究能量相互转换过程中所遵循的法则的一门科学。应用热力学的基本原理研究化学现象以及和化学有关的物理现象，就称为化学热力学。 热力学研究的宏观静止的无整体运动的系统，所得到的结论具有统计性，不能用来解释个别原子、分子等微观粒子的性质。 体系与环境 “体系”或系统——我们研究的对象. 大量粒子的集合体,不是个别行为。 “环境”——体系以外的部分。 系统与环境是根据研究问题的需要人为划分的.它们之间有一个边界,可以是实在的物理界面,也可以是虚构的界面。 系统的三种类型 根据系统与环境间能量和物质传递方式分类： 敞开体系：两者间既有物质交换又有能量交换的体系。 封闭体系：两者间没有物质交换，只有能量交换的体系。 孤立体系：两者间既没有物质交换也没有能量交换的体系。 状态和状态函数 状态是体系一切性质的总和.是物理性质和化学性质的综合表现. 规定体系状态的性质的物理量称为状态函数。如m.,T,P,V,c,d,粘度,折光率,U,H,G等. 体系的任一性质发生变化,体系状态变化.注意:体系的各性质不是独立的,是相互联系的.如PV=n RT. 状态函数的特征:状态一定,状态函数值一定;若状态变化,状态函数的变化值只与始终态有关,而与变化所经历的具体过程无关. 状态函数的两大类型 容量性质(广度性质):其数值与体系中物质的数量成正比；有加和性。如体系的V,m,H,G等状态函数。 强度性质：其数值与体系中物质的数量无关,整体与部分的数值相等.如体系的P,T,粘度、密度等是强度性质状态函数. 过程和途径 “过程”体系状态所发生的一切变化。 恒温过程、恒压过程、恒容过程、绝热过程、 “途径”:由同一始态到同一终态的不同方式 注意：体系状态函数的特点是状态函数的变化值与变化的途径无关，只由体系的始态和终态决定。 聚集状态和相 聚集状态是物质的一种存在形式,取决于分子\原子的相互作用。 固\液\气三态是物质的基本聚集状态,以“S”表示固态,“l”表示液态,“g”表示气态. 相—系统中各种强度性质匀相同的部分. 相与相之间存在明显的界面. 匀相体系—气体混合物;透明溶液 多相系统—AgNO3+NaCl,Cu-Zn原电池 相变化,相平衡—溶剂挥发,水结冰. 反应进度 反应式：a A + b B = g G + d D 始态：nA0 nB0 0 0 终态： nA nB nG nD 变化量：-△nA -△nB △nG △nD ξ =- △nA /a=- △nB /b= △nG /g=△nD /d 其中: a\b\g\d是化学计量系数，它们表示反应过程中各物质转化的比例关系. 反应进度的基本概念 反应进度是随物质的量的变化而变化,是描述反应进行程度的物理量，用符号ξ 表示,单位:mol. 反应进度是对反应的整体描述,不依赖反应的具体物质. 当反应进度ξ =0,表示反应体系处于始态;当ξ =1时, △nA =-a, △nB =-b, △nG =g, △nD = d, 此时表示化学反应按计量系数进行完全。 反应:2N2H4(l)+ N2O4(g)=3 N2(g)+ 4H2O(g) ξ ＝1mol（即进行1mol反应）是指2mol N2H4(l) 与1mol N2O4(g)完全反应可生成3mol N2(g)和4mol H2O(g) 反应:N2H4(l)+ 1/2N2O4(g)=3/2 N2(g)+ 2H2O(g) ξ ＝1mol（即进行1mol反应）是指mol N2H4(l) 与1/2mol N2O4(g)完全反应可生成3/2mol N2(g)和2mol H2O(g) 注意的问题 同一反应用不同计量系数表示，同样完全反应(ξ =1),各物质的消耗量是不同的. 例:N2+3H2=2NH3, △rHm=-92.22kJ/mol 1/2N2+3/2H2=NH3 , △rHm=-46.11kJ/mol 使用反应进度的概念时需指明反应的计量方程式. 第二章化学反应热效应与能源利用 2.1化学反应热效应 2.2化学反应热效应的计算 2.3能源 教学时间：4学时 教学要求： 了解系统能量形式,理解热力学第一定律意义,并能应用. 理解化学反应的焓变意义,了解不同反应过程热效应间的关系. 掌握测定反应热效应的实验原理及方法. 掌握化学反应的标准摩尔焓变的计算. 2.1化学反应热效应 2.1.1热力学第一定律 2.1.2化学反应热效应 2.1.1热力学第一