第二章化學(xué)熱力學(xué)課件

第二章熱化學(xué)§2.1

熱力學(xué)術(shù)語(yǔ)和基本概念§2.2熱力學(xué)第一定律2.1.1系統(tǒng)和環(huán)境2.1.2狀態(tài)和狀態(tài)函數(shù)2.1.3過程和可逆過程2.1.4相2.1.5化學(xué)反應(yīng)計(jì)量式和反應(yīng)進(jìn)度§2.1熱力學(xué)術(shù)語(yǔ)和基本概念2.1.1系統(tǒng)和環(huán)境系統(tǒng)：被研究對(duì)象及其所占空間環(huán)境:系統(tǒng)外與其密切相關(guān)的部分敞開系統(tǒng):與環(huán)境有物質(zhì)交換也有能量交換封閉系統(tǒng):與環(huán)境無(wú)物質(zhì)交換有能量交換隔離系統(tǒng):與環(huán)境無(wú)物質(zhì)、能量交換2.1.2狀態(tài)和狀態(tài)函數(shù)狀態(tài):一定條件下系統(tǒng)的綜合性質(zhì)的表現(xiàn)狀態(tài)函數(shù):描述系統(tǒng)性質(zhì)的物理量。(p,V,T)特點(diǎn):(1)狀態(tài)一定,狀態(tài)函數(shù)一定。

(2)狀態(tài)變化,狀態(tài)函數(shù)也隨之而變,且狀態(tài)函數(shù)的變化值只與始態(tài)、終態(tài)有關(guān),而與變化途徑無(wú)關(guān)。2.1.3過程,途徑和可逆過程定溫過程:定壓過程:定容過程:可逆過程:系統(tǒng)從終態(tài)到始態(tài)時(shí),消除了對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的一切影響;

可逆過程是理想化過程,無(wú)限接近熱力學(xué)平衡態(tài)。2.1.4相

系統(tǒng)中物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)完全相同的任何均勻部分。

均相系統(tǒng)(或單相系統(tǒng))

非均相系統(tǒng)(或多相系統(tǒng))2.1.5化學(xué)反應(yīng)計(jì)量式和反應(yīng)進(jìn)度

物質(zhì)B的化學(xué)計(jì)量數(shù)化學(xué)反應(yīng)計(jì)量式反應(yīng)進(jìn)度的單位是mol

3.010.000

2.07.02.0

1.55.53.0

反應(yīng)進(jìn)度必須對(duì)應(yīng)具體的反應(yīng)方程式?！?.2熱力學(xué)第一定律2.2.1熱和功2.2.2熱力學(xué)能和焓2.2.3熱力學(xué)第一定律2.2.4焓變和熱化學(xué)方程式2.2.5Hess定律

系統(tǒng)與環(huán)境之間由于存在溫差而傳遞的能量。熱不是狀態(tài)函數(shù)。系統(tǒng)吸熱:Q>0;

系統(tǒng)放熱:Q<01.熱(Q)2.2.1

熱和功2.功(W)

系統(tǒng)與環(huán)境之間除熱之外以其它形式傳遞的能量。系統(tǒng)對(duì)環(huán)境做功，W<0

環(huán)境對(duì)系統(tǒng)做功，W>0體積功：非體積功功不是狀態(tài)函數(shù)pexV1熱力學(xué)能(U):系統(tǒng)內(nèi)所有微觀粒子的全部能量之和，也稱內(nèi)能。

U是狀態(tài)函數(shù)。2.2.2熱力學(xué)能

熱力學(xué)能變化只與始態(tài)、終態(tài)有關(guān)，與變化途徑無(wú)關(guān)。2.2.3熱力學(xué)第一定律對(duì)于封閉系統(tǒng)熱力學(xué)第一定律為：得功W

熱力學(xué)定律的實(shí)質(zhì)是能量守恒與轉(zhuǎn)化定律。2.3.1定容反應(yīng)熱2.3焓變和熱化學(xué)方程式對(duì)于封閉系統(tǒng)，在定容過程中，

V=0，W=0QV為定容反應(yīng)熱。定容反應(yīng)熱常用彈式量熱計(jì)進(jìn)行測(cè)量2.3.2定容反應(yīng)熱在定壓過程中，焓：焓變：對(duì)于無(wú)氣體參加的反應(yīng),W=–pex

V=0有氣體參加的反應(yīng):2.3.3rUm與rHm

的關(guān)系

2.3.4熱化學(xué)方程式表示化學(xué)反應(yīng)及其反應(yīng)熱關(guān)系的化學(xué)反應(yīng)方程式標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)：氣體液,固體稱為反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變。(l)聚集狀態(tài)不同時(shí)，不同?；瘜W(xué)計(jì)量數(shù)不同時(shí)，不同。

熱力學(xué)方程式書寫的注意事項(xiàng)：1、必須注明化學(xué)反應(yīng)計(jì)量式中各物質(zhì)的聚集狀態(tài)，不得省略；2、正確寫出化學(xué)反應(yīng)計(jì)量方程式，此方程式必須配平；3、注明反應(yīng)溫度，因?yàn)榉磻?yīng)的焓變隨溫度的改變而有所不同。1.標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓2.4

Hess定律

在溫度T下,由參考狀態(tài)單質(zhì)生成1mol物質(zhì)B的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變,稱為物質(zhì)B的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓。

2.標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓

在溫度T下,1mol物質(zhì)B完全氧化成指定產(chǎn)物時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變，稱為物質(zhì)B的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓。3.Hess定律始態(tài)終態(tài)中間態(tài)

化學(xué)反應(yīng)不管是一步完成還是分幾步完成，其恒壓反應(yīng)熱總是相同的。例:已知298.15K下,反應(yīng)計(jì)算298.15K下,CO的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓.解:利用Hess定律途徑1途徑2解法二：4.由標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓求反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變結(jié)論

aA+bB→yY+zZ討論:標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓與反應(yīng)的焓變結(jié)論③aA+bB→yY+zZ2.2.6鍵焓與反應(yīng)焓變

1.鍵焓標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，在氣相中斷開1mol鍵時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)焓變稱為鍵焓。又稱為鍵解離焓，以來(lái)表示，習(xí)慣上又可以D表示之。以CH4(g)為例：=438.5kJ·mol-1=462.6kJ·mol-1=423.4kJ·mol-1=338.8kJ·mol-1C—H鍵的鍵焓為上述能量的平均值。即在不同物質(zhì)中，斷裂C—H鍵所需的能量是不同的，鍵焓是受環(huán)境影響的。2.關(guān)于鍵焓的幾點(diǎn)說明1.鍵焓是鍵斷開時(shí)的焓變，其數(shù)值大于零。2.斷鍵反應(yīng)的反應(yīng)物和產(chǎn)物必需都是氣態(tài)。3.鍵焓與鍵能是不相同的。鍵能指的是斷鍵時(shí)的熱力學(xué)能變化，但兩者的差別很小。4.鍵焓是表征鍵強(qiáng)度的物理量，鍵焓越大，鍵越牢，分子越穩(wěn)定。經(jīng)常不斷地學(xué)習(xí),你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量StudyConstantl