化学与环境保护生物工程.ppt

第三节 可持续发展的实施 一、里约热内卢会议的伟大成果——《21世纪议程》 1、保护大气层 2、改善陆地环境 3、净化海洋环境 二、中国对可持续发展的重大贡献 1、《中国21世纪议程》内容简介： （主要内容见书P39） 2、中国可持续发展战略的实施（见书P39） ： ?建立和健全可持续发展的法制 ?行业和地方制定规划的具体推进 3、中国致力于加大环境治理的力度（见书P40） 4、中国积极参与环境与发展领域的国际合作（见书P41） 习题与思考题 1、什么是可持续发展？ 2、可持续发展理论有哪些主要内容？如何协调三种生产力？ 3、简述1972年斯德哥尔摩人类与环境大会以及1992年巴西里约热内卢世界环境与发展首脑大会对环境可持续发展的重要贡献。 4、中国对可持续发展有哪些贡献？ 第四章 化学反应的基本原理 内容提要：P42 学习要求：P42 第一节 化学热力学基础 热力学：是研究自然界各种形式的能量之间相互转化的规律，以及能量转化对物质的影响的一门科学。 化学热力学：是把热力学的基本原理用来研究化学现象以及和化学有关的物理现象的一门科学。 热力学第一定律： 能量守恒和转换定律在热力学上的表现。 它指明热是物质运动的一种形式。 并表明：外界传递给一个物质系统的热量等于系统内能的增量和系统对外所做的功的总和（即第一类永动机是无法制造的）。 △U＝Q＋W （ △U＝Q－W ） 热力学第二定律： 它有不同的表述方式： （1）热量总是从高温物体传到低温物体，不能作相反的传递而不带有其它变化。 （2）功可以全部转化为热，但任何热机不能全部地、连续不断地把所受的热量转变为功（即无法制造第二类永动机）。 （3）在孤立系统内实际发生的过程，总使整个系统的熵的数值增大（即熵增加原理） 热力学第三定律： 即能斯特（Nernst）热定理：当温度趋向于绝对零度时（－273.16℃），体系的熵趋向于一个固定的数值，而与其它性质如压强等无关。 另一种表述：绝对零度不可能达到；不可能用有限个手续使物体冷却到绝对零度。 永动机：不可能实现的空想发动机。 第一类永动机：不消耗任何能量就能永远做功的机器。（违反热力学第一定律） 第二类永动机：能在没有温度差的情况下，从某一巨大物质系统（如海水、空气）不断吸取热量而将它转变为机械能的发动机。（违反热力学第二定律） 化学热力学研究的主要内容： （1）化学和物理变化中的能量转化问题。 （2）化学和物理变化进行的方向和限度。 即： 热一：过程的能量转换 热二：过程的方向限度 一、基本概念 1、系统与环境 敞开系统、封闭系统、孤立系统 2、状态和状态函数 状态：体系的热力学状态（始态、终态 ） 状态函数（性质）：确定体系状态的宏观性质的物理量（m,T,P,V,c,?,?,n,E,mol,?……) 包括： 容量性质（广度性质）：其数值与体系中物质的数量成正比，具有加和性（V，m，mol，U。。）。 强度性质：其数值与体系中物质的数量无关，不具有加和性（P，T， ? ， ? 。。。）。 强度性质＝容量性质/容量性质 如 ?＝m/V 3、过程和途径 理想气体状态方程式：pV=nRT 4、聚集状态和相 气体： 液体： 固体： 5、化学方程式的一般形式 aA+bB=gG+dD 反应式通式： 反应速率表达式： 标准摩尔焓变： 标准摩尔熵变： 标准摩尔吉布斯函数变： （见书P44－45） 二、化学反应热效应 1、热力学第一定律 （1）能的意义 （2）能的互变 (3) 能量的传递 （4）热力学第一定律 △U＝Q＋W Q：吸热反应为正值，放热反应为负值 W：环境对系统做功为正值，系统对环境做功为负值（膨胀功＜0，压缩功＞0） 2、化学反应热效应 化学热力学： 热化学： 反应的热效应： （1）恒容反应热（△V＝0）：Qv＝△U （2）恒压热效应：Qp＝ △H= △U＋P △V 焓的定义：H＝U＋PV △H＝ △U＋P △V＝Qp （3）热效应的测量 Q＝C△m△T 3. 化学反应热效应的计算 因为化学反应前后的总内能不同，所以总是伴随有能量的变化，通常以热的形式与环境交换。即是反应的热效应。 因为体积功＜＜热效应（热量），因此，研究化学反应的能量主要考虑热量。 放热反应： 吸热反应： （1）热化学方程式 定义：涉及热效应的化学反应方程式。 写法： 注意事项： ①符号： ②状态： ③正负值： ④数值表示： 见书P49 （2）标准摩尔生成焓和反应的标准摩尔焓变 1)物质的标准摩尔生成焓 化合物的生成焓（△fHm）：在一定条件下，由稳定单质生成1mol化合物时的等压反应热。 规定：稳定单质的生成焓为零。 物质的标准摩尔生成焓（△fH?m)：在标准态下，由稳