化学反应基本规律.pptVIP

化学反应基本规律;;引言;研究内容包括两个方面;问题：出口气体中含有22％～28％CO？ 以前认为是CO与铁矿石接触时间不够。 解决办法：加高炉身、升高炉温。 结果：出口气体中CO含量并未明显减少。 热力学计算表明，此反应不能进行到底。;合成氨的反应;研究对象;不考虑物质的微观结构和反应机理。 不涉及反应速率问题。只解决反应的可能性问题，不能解决反应的现实性问题。;1.1.1 体系与环境;（1）敞开体系： 体系与环境间既有能量交换，又有物质交换。 （2）封闭体系： 体系与环境间有能量交换，没有物质交换。 （3）孤立体系： 体系与环境间既没有能量交换，也没有物质交换。 本章主要讨论的就是封闭体系;体系的宏观性质：质量、温度、压力、体积、密度、组成等。 体系的热力学性质——体系的宏观性质。 简称体系的性质。 ;（1）广度性质 又称容量性质 特点：广度性质的量值与体系中物质的量成正比。具有加和性。 如质量、体积．热容量等。 （2）强度性质 特点：强度性质的量值只决定于体系的自身特性，与体系中物质的量无关。无加和性。 如温度、压力、密度等。;（1）体系的状态 状态——体系物理、化学性质的总和。 例如质量、温度、压力、体积、密度、组成等。 当这些性质都有确定的值时， 就说体系处于一定的状态，即热力状态。 始态——体系发生变化前的状态 终态——体系发生变化后的状态; 状态函数——描述体系状态的物理、化学性质都是状态的函数，简称状态函数。 状态函数的总和也就确定了体系的某一确定的状态。状态和状态函数之间可以互为自变量和因变量。;;;热力学第一定律的数学表达;1）内能——体系内部能量的总和。单位：J 如分子的动能，分子间的势能，分子中原子、电子运动的能量，核内基本粒子间的核能等。 2） 内能的特点： 内能的绝对值无法确定。 内能是体系的状态函数。 △U = U2 — U1 ; 热——由于温度不同，体系与环境间传递的能量。 热的单位：J。 热不是状态函数。 热力学上规定： 吸热反应使体系能量增加，Q＞0，为正值， 放热反应使体系能量减少，Q＜0，为负值。; 功——体系与环境间除热以外以其它各种形式传递的能量都叫做功。功的单位：J。 功也不是状态函数。 热力学上规定： 体系对环境做功， 功为正值，W＞0； 环境对体系做功，功为负值，W＜0 。; 体积功——因体系体积变化反抗外力作用与环境交换的能量。 对于一般化学反应来说，如果反应过程不在特定装置(如原电池)中进行，主要指体积功。 化学热力学中功分为：体积功（膨胀功）W 体积 非体积功（有用功） W有用 ; （1）焓（enthalpy）和焓变 设：1）体系的变化过程为等压过程 即 p始 = p终 = p环 2）体系在变化过程中只做体积功， 不做其他形式的功。 W体积＝ P外· △V;; 1）焓是状态函数 H = U + pV ∵ U、p、V都是状态函数， ∴ U + pV也是状态函数,是复合的状态函数, △H = H2 — H1 2）焓和内能一样，具有能量的量纲。 焓的绝对值无法确定。;特定条件下： 在封闭体系中发生只做体积功的等压过程。 ΔH = Qp 吸热过程 Qp＞0 ， ΔH ＞0 焓增 放热过程 Qp＜0 ， ΔH ＜0 焓减 4）焓是体系的容量性质， 它的量值与体系中物质的量有关，具有加和性。;;1）热效应的定义 体系在物理的或化学的等温等压或等温等容过程中，不做非体积功时所吸收或放出的热叫做此过程的热效应。;; 一般化学反应常常是在敞口容器中进行，是恒压条件，即体系的压力与外界压力相等。 (常压为101.325kPa) 即 P1 = P2 = P外 等压下化学反应的热效应可用符号Qp表示。  Qp = ΔH 可在绝热杯式量热器中测定; 若化学反应是在恒容条件下进行(体积一定的密闭容器中的反应)， 则ΔV=0，且不做非体积功，故有 