第一章 热化学与能量转化.pptVIP

因为QP=ΔH,所以恒温恒压条件下的反应热可表示为反应的焓变:ΔrH(T);反应系统的nB确定为1mol时,反应热称为反应的摩尔焓变:ΔrHm(T)；在标准状态下的摩尔焓变称反应的标准摩尔焓变:ΔrHm(T)?反应的标准摩尔焓变ΔrHm(T)?*第61页，共88页，星期日，2025年，2月5日例如:C(石)+O2(g)→CO2(g)ΔrHm其中,C(石)为碳的参考态元素,O2(g)为氧的参考态元素,此反应是生成反应。所以此反应的焓变即是CO2（g）的生成焓：ΔrHm(T)?(T)=ΔfHm?(CO2,g,T)?*参考态元素通常指在所讨论的温度和压力下最稳定状态的单质。也有例外.如:石墨(C),白磷(P)。*第62页，共88页，星期日，2025年，2月5日1-1-2反应热的测量(heatingeffectmeasurement)1热效应测量原理第29页，共88页，星期日，2025年，2月5日计算公式：q＝－csms(T2-T1)＝－csms△T=－CS△T2?测量装置氧弹式量热计(calorimeter)*第30页，共88页，星期日，2025年，2月5日*第31页，共88页，星期日，2025年，2月5日3.测量方法与步骤：●准确称量反应物(固态或液态）装入钢弹内，通入氧气，密封;●将钢弹安放在一钢质容器中，向容器内加入足够的已知质量的水，使钢弹淹没，钢弹与环境绝热;●精确测定系统的起始温度(T1);●电火花引发反应，测量系统(包括钢弹及内部物质、水和金属容器等)的终态温度(T2)。*第32页，共88页，星期日，2025年，2月5日∑C叫做量热计常数（calorimeterconstant）为弹液(如水)和热量计部件(如杯体，钢弹,温度计,搅拌棒和引燃丝等)热容之和.(例如盛水2000g的弹式热量计的常数为10.1kJ·K-1)4.计算：q＝-{q(H2O)+qb}＝-{C(H2O)△T+Cb△T}＝-∑C·△T*第33页，共88页，星期日，2025年，2月5日例1:将0.500gN2H4(l)在盛有1210gH2O的弹式量热计的钢弹内完全燃烧尽。系统温度由293.18K升至294.82K。已知钢弹组件在实验温度时的总热容为848J·K-1。计算此条件下联氨完全燃烧所放出的热量。解：Q=-(CH2O+Cb)·△T=-(4.18×1210+848)(294.82-293.18)=-9690(J)显然，此热量与所用反应物的质量有关，-9690J是对0.500gN2H4(l)而言的，若以1molN2H4(l)计，则可乘以N2H4的摩尔质量，即：Q=-9690/0.500×32=-620160J·mol-1*第34页，共88页，星期日，2025年，2月5日第二节反应热的理论计算*第35页，共88页，星期日，2025年，2月5日1-2-1热力学第一定律热力学第一定律（能量守恒定律）“在任何过程中，能量既不能创造，也不能消灭，只能从一种形式转化为另一种形式。”基本概念：热力学能、热和功。第36页，共88页，星期日，2025年，2月5日符号：U，单位：kJ、J。U是状态函数；无绝对数值；?U=U(终态)–U(始态)其值与n成正比。包括分子平动能、分子振动能、分子转动能、电子运动能、核能等即内能—系统内部能量的总和。热力学能(以往称内能)*第37页，共88页，星期日，2025年，2月5日热(Q)：体系和环境之间因温度不同而传递或交换的能量的形式。功和热是体系的状态发生变化时，体系和环境传递或交换能量的两种形式。符号：Q，[注意]热不是状态函数单位为J、kJ体系吸热，Q0；体系放热，Q0。吸热为正值，放热为负值。热和功*第38页，共88页，星期日，2025年，2月5日功(W)：除了热之外其它传递或交换的能量形式。功体积功:体系体积变化反抗外力所做的功非体积功:除体积功外的功，如电功环境对体系做功，W为正值；体系对环境做功，W为负值。[注意]功不是状态函数单位为J、kJ体积功W(W=-PΔV)；非体积功W′。*第39页，共88页，星期日，2025年，2月5日Q