[理学]物理化学 2.ppt

第二章热力学第一定律 例题 2.7.1 通常可查得298.15K下物质的标准摩尔燃烧焓, 来计算该温度下任一反应的标准摩尔反应焓. 通式： 标准摩尔生成焓 标准摩尔燃烧焓 C2H5OH (l) + 3 O2 (g) ? 2 CO2 (g) + 3 H2O(l) C (石墨) + 2H2 (g) + O2 (g) ? C2H5OH (l) 定义 公式 4. 标准摩尔反应焓随温度的变化 — 基希霍夫（Kirchhoff）公式 基希霍夫（Kirchhoff）公式 基希霍夫公式定积分形式 不定积分形式 利用 常数可以通过代入某一个已知温度下的热效应数值来确定。 注意：基尔霍夫公式适用的限制条件，在T1→T2的区间内，反应物或者产物没有相变化。（为什么？） 习题 2.38 P99 已知CH3COOH(g), CH4(g), CO2 (g)的平均定压热容 分别为52.3J·mol–1·K –1, 37.7J·mol –1·K –1，31.4J·mol –1·K –1 。试由附录中的各化合物的标准摩尔生成焓计算1000K时下列反应的?rH?m。 CH3COOH(g)＝CH4(g)＋CO2 (g) ?rH?m(1000K) =?rH?m(298.15K)＋ ?H1 ＋?H2＋?H3 298.15K CH3COOH(g) 298.15K CO2(g) 298.15K CH4(g) ＋ ?rH?m(298.15K) 1000K CH3COOH(g) 1000K CO2(g) 1000K CH4(g) ＋ ?rH?m(1000K) ?H3 ?H2 ?H1 系统在等温等压下聚集态发生变化时总伴有热量交换，此时，热量的吸收和放出并不引起系统温度的改变，只是用来克服分子间的相互作用力，改变系统的状态，这种热量称为相变热。 相变热 相变焓：恒温恒压，无非体积功 Qp=?H B(?) B(? ) (恒温恒压） H(?) H(? ) — 摩尔相变焓 — 比相变焓 vap - vaporization fus - fusion sub - sublimation trs - transformation 一般在文献中给出可逆相变过程的相变焓，称为可逆相变焓 熔化和晶型转变过程 恒温恒压 凝聚相之间的转变 2. 蒸发和升华过程 Vm，气体 Vm，液体、固体 恒温恒压过程：凝聚相→气体 涉及气体的转变 非恒压过程 2. 等温等压汽化 相变过程的体积功 1. 自由蒸发 [例] p66 - 例2.7.1 在100℃的恒温槽中有一容积定为50dm3的真空容器，容器内底部有一小玻璃瓶，瓶中有液体水50g，现将小瓶打破，水蒸发至平衡态，求过程的Q、W、 ?U及?H 。 已知：100℃时水的饱和蒸气压为101.325kPa，在此条件下H2O的摩尔蒸发焓为40.668kJ·mol-1。 H2O(l) 50g 100℃ 101.325 kPa H2O(g) n mol H2O(l) (50/18-n)mol 100℃, 101.325 kPa 真空膨胀 解：变成气体的物质的量 n=pV/RT={101325×0.05÷8.315÷373.15} 　　　　　　mol =1.633mol 真空膨胀， pamb = 0 W = ?pamb ?V= 0 ?H= n ?vapH = 66.41kJ Q = ?U= ?H－ ?(pV) = ?H－nRT ={66.41－ 1.633× 8.315 × 373.15}kJ = 61.34kJ 例题 H2O(l) 1mol 273K 101.325 kPa (1) H2O(l) 1mol 373K 101.325 kPa (2) (3) H2O(s) 1mol 273K 101.325 kPa H2O(g) 1mol 373K 101.325 kPa 总 解： 相变焓与温度的关系 1. 恒压过程 ① ②-2 ②-1 ②-3 ② 【例】 水在 t1=100oC 时的饱和蒸气压 p1=101.325 kPa， 在 t2=80oC 时的饱和蒸气压 p2=47.360 kPa。 已知t1，p1时水的摩尔蒸发焓， 计算t2，p2时水的摩尔蒸发焓。 适用范围 作业：p98 2 - 27, 32 §2-8 溶解