物理化學(xué)1章熱力學(xué)基本定律與函數(shù).ppt

3.熱化學(xué)化學(xué)反應(yīng)過程的U和H,一、化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng),影響熱效應(yīng)的因素有： （1）反應(yīng)的本性； （3）反應(yīng)物的存在形態(tài)； （2）反應(yīng)的溫度； （4）反應(yīng)方程式的寫法。,2. 熱化學(xué)方程式 反應(yīng)進(jìn)度為1摩爾（=1mol）時(shí)的反應(yīng)熱效應(yīng) 稱為摩爾反應(yīng)熱效應(yīng)，記為rHm、rUm。,要求：（1）完整的化學(xué)計(jì)量方程式；（2）注明 反應(yīng)的溫度和壓強(qiáng)(或體積)，如： （3）注明反應(yīng)體系中各物質(zhì)的存在形態(tài)，包括 s，l，g，晶型等。注意上、下標(biāo)！,3.恒壓熱效應(yīng)與恒容熱效應(yīng)的關(guān)系,rH= rH+ H,rH= rU+p2V1p1V1,rH= rU+p1V2p2V1,rH= rU+ U+p1（V 2V1）,產(chǎn)物是理想氣體或凝聚態(tài)物質(zhì)都有：rU=0,則：rH= rU+ p1（V 2V1） rH是恒壓熱效應(yīng)， rU是恒容熱效應(yīng) 即：恒壓熱效應(yīng) = 恒容熱效應(yīng) +p V rH = rU +p V,（1）對(duì)凝聚態(tài)反應(yīng)體系： V0 則：恒壓熱效應(yīng) 恒容熱效應(yīng)， rH rU 或 rHm rUm,氧彈（量熱計(jì)）或卡計(jì),二、 定律 C(石墨) + 0.5O2(g) = CO(g) rHm = ?,特別提醒： (1) 單質(zhì)：非單質(zhì)間的反應(yīng)不能構(gòu)成“生成反應(yīng)”。 CO(g) + 0.5O2(g) = CO2(g),(2) 穩(wěn)定：在給定的條件下，最穩(wěn)定的單質(zhì)形態(tài)。 規(guī)定穩(wěn)定單質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)生成熱 = 0 (3) 1mol化合物：化合物的計(jì)量系數(shù)必須為1。 2Al(s) + 1.5O2(g) = Al2O3(s),4Al(s) + 3O2(g) = 2Al2O3(s),利用標(biāo)準(zhǔn)生成熱計(jì)算化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng),根據(jù)蓋斯定律可做如下推倒：,移項(xiàng)整理得：,利用標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱計(jì)算化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng),根據(jù)蓋斯定律可做如下推倒：,4. 溶解熱及稀釋熱 （1）溶解熱：在指定條件（p,T）下， 1mol溶質(zhì)溶于一定量溶劑，形成指定濃度溶液時(shí)的熱效應(yīng)。記為：solHm。,四、反應(yīng)熱效應(yīng)與溫度的關(guān)系 壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)熱效應(yīng)的影響可以忽略不計(jì)！,基希霍夫（Kirchhoff）定律 定積分式, 微分式 對(duì)上式微分得：,由上式知：化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)隨溫度而變是由于產(chǎn) 物熱容和與作用物熱容和不相等(Cp0)所致。 若Cp= 0, 則rHm是與溫度無關(guān)的常數(shù) 若Cp 0, 對(duì)吸熱反應(yīng)(rHm 0), T, 吸熱量 對(duì)放熱反應(yīng)(rHm 0), T, 放熱量 若Cp 0, 則情況與相反, 不定積分式,H0是積分常數(shù),若,則, 積分溫度范圍內(nèi)有相變,作用物發(fā)生相變?nèi)　?”，產(chǎn)物發(fā)生相變?nèi)　?”,2. 非定溫反應(yīng) 絕熱反應(yīng)終態(tài)溫度的計(jì)算,rHm= H1+ rHm(298K) +H2=0,例 298K，p下，分別有1mol的CO，H2，CH4，N2，CO2等氣 體與理論量空氣混合燃燒，求反應(yīng)體系可能達(dá)到的最高溫度值。,解：可燃物有CO，H2，CH4三種共3mol，完全燃燒理論 需要O2 氣3mol，則空氣量為 ，若視空 氣中只有O2 氣和N2氣，則體系中N2氣量為12.29mol。,查表可得,（1）,代入式（1）后整理得：,用試