無機(jī)化學(xué)資料講解課件

無機(jī)化學(xué)PPT無機(jī)化學(xué)PPT2.無機(jī)化學(xué)的教學(xué)內(nèi)容理論部分：①平衡問題：化學(xué)、離子、氧化還原、配合；②結(jié)構(gòu)部分：原子、分子、晶體；③化學(xué)熱力學(xué)和化學(xué)動力學(xué)。元素分論2.無機(jī)化學(xué)的教學(xué)內(nèi)容理論部分：二、無機(jī)化學(xué)的學(xué)習(xí)方法①課前做好預(yù)習(xí)；②課上認(rèn)真聽講，做好筆記；③課后認(rèn)真、獨(dú)立、及時(shí)完成作業(yè)并善于總結(jié)；④重視實(shí)驗(yàn)；⑤培養(yǎng)、加強(qiáng)自學(xué)能力。主要參考書：《無機(jī)化學(xué)》（大連工學(xué)院編著）；《無機(jī)化學(xué)》（武漢大學(xué)等編，高教版）；《無機(jī)化學(xué)》（北師大等編，高教版）。二、無機(jī)化學(xué)的學(xué)習(xí)方法①課前做好預(yù)習(xí)；1.本門課程常用的計(jì)量單位（1）基本單位：長度l(m)；時(shí)間t(s)；質(zhì)量m(kg)；電流強(qiáng)度I(A)；熱力學(xué)溫度T(K)；物質(zhì)的量n(mol)。（2）常用的導(dǎo)出單位：頻率v(Hz=s-1)；壓強(qiáng)p(Pa=N·m-2)；能量、功、熱(J=N·m)；電壓、電動勢E(V=J?C-1)；體積V(m3=103dm3)；密度ρ(kg?m-3)；物質(zhì)的量濃度c(mol?L-1)三、本門課程常用的計(jì)量單位和有效數(shù)字1.本門課程常用的計(jì)量單位三、本門課程常用的計(jì)量單位和有效（3）單位換算英文中文符號舉例

103kilo千kkg10-3milli毫mml，mg10-6micro微uug，ul10-9nano納nnm，ng（3）單位換算2.有效數(shù)字（1）有效數(shù)字的含義：有效數(shù)字是指實(shí)際測量得到的數(shù)值，允許最后一位是估計(jì)數(shù)值。例如：分析天平的最小刻度為0.0001g，讀數(shù)必須精確到0.0001g，沒有估讀。2.有效數(shù)字加減法：以小數(shù)點(diǎn)后面位數(shù)最少的為標(biāo)準(zhǔn)，在計(jì)算過程中，允許其它數(shù)值多保留一位，最后結(jié)果四舍五入。0.3827+25.113+13.2=0.38+25.11+13.2=38.69=38.7乘除法：以有效數(shù)字位數(shù)最少的為標(biāo)準(zhǔn)，在計(jì)算過程中，允許其它數(shù)值多保留一位，最后結(jié)果四舍五入。0.1545×3.1/0.112=0.154×3.1/0.112=4.2625=4.3（2）有效數(shù)字在計(jì)算中的規(guī)定加減法：以小數(shù)點(diǎn)后面位數(shù)最少的為標(biāo)準(zhǔn)，在計(jì)算過程中，允許其它對數(shù)運(yùn)算中：所取對數(shù)位數(shù)與真數(shù)有效數(shù)字位數(shù)相等。pH=兩位有效數(shù)字c(H+)=2.1×10–13molL–1兩位有效數(shù)字決定13？12.68對數(shù)值有效數(shù)字的位數(shù)取決于小數(shù)部分?jǐn)?shù)字的位數(shù)。對數(shù)運(yùn)算中：所取對數(shù)位數(shù)與真數(shù)有效數(shù)字位數(shù)相等。pH=兩位第1章化學(xué)反應(yīng)中的質(zhì)量關(guān)系和能量關(guān)系第1章第1章化學(xué)反應(yīng)中的第1章1.1物質(zhì)的聚集態(tài)和層次1.2化學(xué)中的計(jì)量1.3化學(xué)反應(yīng)中的質(zhì)量關(guān)系1.4化學(xué)反應(yīng)中的能量關(guān)系本章小結(jié)

目錄1.1物質(zhì)的聚集態(tài)和層次目錄一、物質(zhì)的聚集態(tài)1.物質(zhì)的三態(tài)氣體、液體和固體三種聚集狀態(tài)。三種狀態(tài)在一定溫度、壓力條件下可以互相轉(zhuǎn)化，也可共存。2.等離子態(tài)在足夠高的溫度或輝光放電條件下，氣體分子會部分甚至幾乎完全解離為原子并進(jìn)一步電離為氣態(tài)陽離子。當(dāng)電離產(chǎn)生的帶電粒子達(dá)到一定的密度并能持續(xù)存在足夠長的時(shí)間，這種高電離的氣體與原來未電離時(shí)相比，性質(zhì)上發(fā)生了根本的變化呈現(xiàn)出一種新的狀態(tài)—等離子態(tài)。輝光：輝光放電管中，由于電極間產(chǎn)生稀薄氣體放電現(xiàn)象而在陰極附近產(chǎn)生的光。是低壓氣體中顯示輝光的氣體放電現(xiàn)象。一、物質(zhì)的聚集態(tài)1.物質(zhì)的三態(tài)2.等離子態(tài)輝光：輝光放電管二、物質(zhì)的層次物理學(xué)家把自然界的物質(zhì)按個(gè)體或粒子的空間尺度大小及運(yùn)動規(guī)律劃分為四個(gè)層次：層次空間尺度遵循運(yùn)動規(guī)律實(shí)例宇觀>106m相對論力學(xué)地球、太陽宏觀>(10-7~106)m牛頓力學(xué)交通工具介觀>(10-9~10-7)m納米粒子微觀<10-9m量子力學(xué)原子、分子二、物質(zhì)的層次物理學(xué)家把自然界的物質(zhì)按個(gè)體1.2.1相對原子質(zhì)量和相對分子質(zhì)量（復(fù)習(xí)自學(xué)）1.2.2物質(zhì)的量及其單位（復(fù)習(xí)自學(xué)）1.2.3摩爾質(zhì)量和摩爾體積（復(fù)習(xí)自學(xué)）1.2.4物質(zhì)的量濃度（復(fù)習(xí)自學(xué)）1.2.5氣體的計(jì)量1.2.1相對原子質(zhì)量和相對分子質(zhì)量（復(fù)習(xí)自學(xué)）1.理想氣體A：分子只占有位置而不占有體積；B：分子間無吸引力；C：分子之間及分子與氣壁間的碰撞不造成動能損失。

在高溫低壓下，許多實(shí)際氣體很接近理想氣體。一、理想氣體狀態(tài)方程1.理想氣體一、理想氣體狀態(tài)方程常用來描述氣體性質(zhì)的物理量有：壓強(qiáng)p、體積V、溫度T、物質(zhì)的量n。波義耳定律當(dāng)n和T一定時(shí)：理想氣體的V與p成反比，可表示為：

V∝1/p

V.p=常數(shù)或V

1p

1=V

2p

22.理想氣體狀態(tài)方程查理—蓋呂薩克定律當(dāng)n

、p一定時(shí)：理想氣體的V與T成正比，可表示為：

V∝T阿佛加德羅定律當(dāng)p

、T一定時(shí):理想氣體的V與n成正比，可表示為：V∝n常用來描述氣體性質(zhì)的物理量有：壓強(qiáng)p、體積V、溫度合并以上三個(gè)經(jīng)驗(yàn)定律表示式：V∝nT/p

上式的比例常數(shù)為R，則：V=nRT/p

通常寫作：pV=nRT——理想氣體狀態(tài)方程。在國際單位制下：p－Pa;V－m3；T－K；n－mol；根據(jù)氣體摩爾體積的概念得：R=pV/nT=101325Pa×22.414×10-3m3/1mol×273K=8.3144Pa?m3?mol-1?K-1

=8.3144J?mol-1?K–18.314合并以上三個(gè)經(jīng)驗(yàn)定律表示式：V∝nT/pR=pV/二、道爾頓分壓定律1.分壓力：恒溫時(shí)，組分氣體單獨(dú)占有混和氣體總體積時(shí)具有的壓力。用pi表示i組分的分壓。道爾頓分壓定律：1801年道爾頓指出，混合氣體的總壓力p等于各組分氣體的分壓之和。表示為p=∑p

i適用范圍：適用于理想氣體，對低壓下的真實(shí)氣體混合物近似適用。例：室溫下，用排水集氣法收集氫氣，所得氫氣實(shí)際上是氫氣和水蒸氣的混合氣體，氣體總壓p=p(氫氣)＋p(水蒸氣)。根據(jù)分壓的定義：p

i?V=ni?R?T二、道爾頓分壓定律1.分壓力：恒溫時(shí)，組分氣體單獨(dú)占有混和推導(dǎo)過程：設(shè)體積為V的容器中，有a、b、c三種氣體，如果它們都是理想氣體，各物質(zhì)的量ni分別為：na、nb、nc，根據(jù)道爾頓分壓定律，各組分氣體的分壓pi分別為pa、pb、pc

混合的理想氣體與單一的理想氣體的狀態(tài)方程式有相同的形式xa＝na/nt、xb＝nb/nt、xc＝nc/nt分別叫做組分氣體a、b、c的摩爾分?jǐn)?shù)，也叫做物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)（無量綱的量），是濃度的一種表示方法。pi=p?xi表明：組分氣體i的分壓pi等于混合氣體的總壓p與組分氣體i的摩爾分?jǐn)?shù)xi之積。推導(dǎo)過程：設(shè)體積為V的容器中，有a、b、c三種氣體，如果它們由于混合氣體總體積為：V＝ntRT/p前式除以后式，得：

Vi/V＝xi

式中Vi/V叫做組分氣體i的體積分?jǐn)?shù)。2.分體積：相同溫度T下，若組分氣體i具有和混合氣體相同的壓力p，此時(shí)組分氣體i單獨(dú)占有的體積為Vi，Vi稱為組分氣體i的分體積。則：Vi＝niRT/p因此，可以得到：pi＝pVi/Vpi＝pVi/V表示：組分氣體i的分壓pi等于混合氣體總壓p與組分氣體i的體積分?jǐn)?shù)之積。由于混合氣體總體積為：V＝ntRT/p2.分體積：相同溫度例：298K，101.3kPa時(shí)，取某煤氣烴分析知其摩爾分?jǐn)?shù)為：CO為60.0%，H2O(g)為10.0%，其他氣體為30.0%，氣體體積為30L,，求煤氣烴中p(CO)、p(H2O)及n(CO)、n(H2O)。解：根據(jù)p

i=p?xi

p(CO)=60.0%×101.3=60.8kPa；

p(H2O)=10.1kPa；根據(jù)p

V=nRT求出n(CO),n(H2O)。

例：298K，101.3kPa時(shí)，取某煤氣烴分析知其摩爾1.3.1應(yīng)用化學(xué)方程式的計(jì)算（復(fù)習(xí)自學(xué)，重點(diǎn)為產(chǎn)率、含量的計(jì)算）1.3.2化學(xué)計(jì)量數(shù)與反應(yīng)進(jìn)度1.3.1應(yīng)用化學(xué)方程式的計(jì)算一、化學(xué)計(jì)量數(shù)（ν

）某化學(xué)反應(yīng)方程式：cC+dD=yY+zZ

移項(xiàng)得：0=–cC–dD+yY+zZ

令：–c=νC，–d=νD，y=νY，z=νZ代入上式得：0=νCC+νDD+νyY+νZZ

即：0=Σν

BB—化學(xué)反應(yīng)的計(jì)量方程一、化學(xué)計(jì)量數(shù)（ν）某化學(xué)反應(yīng)方程式：cC+dD=一般用化學(xué)反應(yīng)計(jì)量方程表示化學(xué)反應(yīng)中質(zhì)量守恒關(guān)系，通式為：B稱為B的化學(xué)計(jì)量數(shù)。符號規(guī)定：反應(yīng)物B為負(fù)；產(chǎn)物B為正。如：N2+3H2=2NH3，

N2、H2、NH3的化學(xué)計(jì)量數(shù)分別為(N2)=-1、(H2)=-3、(NH3)=2。一般用化學(xué)反應(yīng)計(jì)量方程表示化學(xué)反應(yīng)中質(zhì)量守恒關(guān)系，通式為：二、反應(yīng)進(jìn)度（ξ

）反應(yīng)進(jìn)度ξ

的定義：對于反應(yīng)0=ΣνBBnB

為物質(zhì)B的物質(zhì)的量，dnB表示微小的變化量?；蚨x二、反應(yīng)進(jìn)度（ξ）反應(yīng)進(jìn)度ξ的定義：對于反應(yīng)0=ΣνB由上式可見：⑴對于一定的計(jì)量方程式，νB為定值，所以ξ隨物質(zhì)B的物質(zhì)的量變化ΔnB而變化。ξ可以反映反應(yīng)的程度，所以稱為反應(yīng)進(jìn)度。⑵由于νB為無量綱的純數(shù)，ΔnB的單位為mol，所以ξ的單位為mol，且為正值。⑶根據(jù)計(jì)量方程式，各物質(zhì)ΔnB之比等于其計(jì)量系數(shù)νB之比，所以對確定的化學(xué)反應(yīng)方程式來說，ξ的值與選用反應(yīng)式中何種物質(zhì)的物質(zhì)的量的變化進(jìn)行計(jì)算無關(guān)。由上式可見：⑴對于一定的計(jì)量方程式，νB為定值，所以ξ隨物質(zhì)如：N2+3H2=2NH3，當(dāng)ξ0=0時(shí)有足量的N2、H2，而n(NH3)=0若Δn

B為下列值時(shí)，由ξ=Δn

B/νB可求出對應(yīng)的ξ值。

Δn(N2)/mol，Δn(H2)/mol，Δn(NH3)/mol，ξ/mol000–1/2–3/21–1–32–2–64

01/212如：N2+3H2=2NH3，當(dāng)ξ0=0時(shí)有足量的⑷對于指定的計(jì)量方程式，當(dāng)ΔnB等于νB時(shí)，ξ等于1mol,也就是說，物系按計(jì)量方程進(jìn)行了一次完全反應(yīng)。思考：反應(yīng)進(jìn)度與化學(xué)反應(yīng)方程式的書寫有關(guān)嗎？如對于反應(yīng)：0

=–N2

–3H2+2NH3

，當(dāng)有1molNH3生成時(shí)，反應(yīng)進(jìn)度為0.5mol。若將反應(yīng)寫成則反應(yīng)進(jìn)度為1mol。有關(guān)。⑷對于指定的計(jì)量方程式，當(dāng)ΔnB等于νB時(shí)，ξ等于1mol,同一化學(xué)反應(yīng)，若反應(yīng)方程式寫法不同(νB不同），相同反應(yīng)進(jìn)度時(shí)各物質(zhì)的物質(zhì)的量的變化會不同。如當(dāng)ξ=1mol時(shí)：

Δn(N2)/mol，Δn(H2)/mol，Δn(NH3)/mol1/2N2+3/2H2=NH3–1/2–3/21

N2+3H2=2NH3–1–32同一化學(xué)反應(yīng)，若反應(yīng)方程式寫法不同(νB不同），相同反應(yīng)進(jìn)度1.4.1基本概念和術(shù)語1.4.2反應(yīng)熱與反應(yīng)的焓變1.4.3應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓變1.4.1基本概念和術(shù)語1.定義體系：作為研究對象的物質(zhì)系統(tǒng)。環(huán)境：體系之外與體系有密切關(guān)系的物質(zhì)或空間。一、體系和環(huán)境1.定義一、體系和環(huán)境2.體系的分類敞開體系

有物質(zhì)和能量交換封閉體系

只有能量交換附圖1.1體系的分類孤立體系

無物質(zhì)和能量交換按體系與環(huán)境間物質(zhì)和能量的交換關(guān)系，通常將體系分為：2.體系的分類敞開體系

有物質(zhì)和能量交換封閉體系

只有能量二、狀態(tài)與狀態(tài)函數(shù)體系的狀態(tài)：熱力學(xué)中，把描述體系的一切宏觀性質(zhì)的總和稱為體系的狀態(tài)。有平衡和非平衡態(tài)之分。狀態(tài)函數(shù)：把確定體系狀態(tài)的宏觀性質(zhì)的物理量稱為狀態(tài)函數(shù)。如：p，V，T,n

。1.定義體系的性質(zhì)：組成、體積、壓力、溫度、密度、粘度等一系列用來描述體系狀態(tài)的宏觀物理量。二、狀態(tài)與狀態(tài)函數(shù)體系的狀態(tài)：熱力學(xué)中，把描述體系的一切宏觀（1）狀態(tài)函數(shù)是狀態(tài)的單值函數(shù)。（2）當(dāng)系統(tǒng)的狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，狀態(tài)函數(shù)的變化量只與系統(tǒng)的始、末態(tài)有關(guān)，而與變化的實(shí)際途徑無關(guān)。附圖1.2狀態(tài)函數(shù)的性質(zhì)系統(tǒng)壓力從3po變?yōu)閜°等溫過程等溫過程2.狀態(tài)函數(shù)的特點(diǎn)（1）狀態(tài)函數(shù)是狀態(tài)的單值函數(shù)。附圖1.2狀態(tài)函數(shù)的性質(zhì)系（3）相關(guān)性：體系同一狀態(tài)的各個(gè)狀態(tài)函數(shù)之間存在一定的制約關(guān)系。（4）周而復(fù)始變化為零。（5）狀態(tài)函數(shù)的組合仍為狀態(tài)函數(shù)。狀態(tài)一定值一定，殊途同歸變化等，周而復(fù)始變化零。記憶（3）相關(guān)性：體系同一狀態(tài)的各個(gè)狀態(tài)函數(shù)之間存在一定的制約關(guān)3.狀態(tài)函數(shù)的分類狀態(tài)函數(shù)可分為兩類：廣度性質(zhì)：與物質(zhì)的量有關(guān)，其量值具有加和性，如體積、質(zhì)量等。強(qiáng)度性質(zhì)：與物質(zhì)的量無關(guān)，其量值不具有加和性，如溫度、壓力等。3.狀態(tài)函數(shù)的分類狀態(tài)函數(shù)可分為兩類：廣度性質(zhì)：與物質(zhì)的量三、過程與途徑

系統(tǒng)狀態(tài)發(fā)生任何的變化稱為過程；

實(shí)現(xiàn)一個(gè)過程的具體步驟稱途徑。思考：過程與途徑的區(qū)別。25℃，105Pa100℃，105Pa25℃，5×105Pa100℃，5×105Pa恒溫過程恒壓過程恒壓過程恒溫過程始態(tài)終態(tài)附圖1.3不同途徑的示意圖三、過程與途徑系統(tǒng)狀態(tài)發(fā)生任何的變化稱為過程；實(shí)現(xiàn)一個(gè)過四、熱和功2.符號熱的符號為Q，體系吸熱為“+”，體系放熱為“–”；功的符號為W，體系對環(huán)境做功為“–”，環(huán)境對體系做功為“+”。體系和環(huán)境之間的兩種能量傳遞形式。單位：kJ或J。1.定義熱：在物理或化學(xué)變化的過程中，體系與環(huán)境之間因溫差而傳遞的能量。功：在物理或化學(xué)變化的過程中，體系與環(huán)境之間除熱之外以其他形式傳遞的能量。四、熱和功2.符號體系和環(huán)境之間的兩種能量傳遞形式。單位：體積功：由于體積變化而反抗外力與環(huán)境交換的功w體。

非體積功：所有其它的功統(tǒng)稱為非體積功w′。3.體積功與非體積功思考：1mol理想氣體，密閉在1)氣球中，2)鋼瓶中；將理想氣體的溫度提高20oC時(shí)，是否做了體積功？1)做體積功，2)未做體積功。w=w體+w′體積功：由于體積變化而反抗外力與環(huán)境交換的功w體。3.體4.體積功w體的計(jì)算等外壓過程中，體積功w體=–p

外(V2–V1)=–p外ΔV

pp外

=F/Al

p外

=F/A，l=ΔV/A，因此，體積功w體=F·

l

=–(p外·

A)·(ΔV/A)

=–

p外

ΔV附圖1.4體積功示意圖4.體積功w體的計(jì)算等外壓過程中，體積功pp外=F/5.理想氣體的體積功理想氣體的狀態(tài)方程：pV=nRT

附例1.1

1mol理想氣體從始態(tài)100kPa,22.4dm3經(jīng)等溫恒外壓p2=50kPa膨脹到平衡，求系統(tǒng)所做的功。解：終態(tài)平衡時(shí)的體積為：負(fù)值表示系統(tǒng)對外做功。V2=p1V1/p2=100000Pa×22.4×10-3m3/50000Pa=44.8×10-3m3w體=–p外ΔV=–50000Pa×(44.8–22.4)×10-3m3=–1120J5.理想氣體的體積功理想氣體的狀態(tài)方程：pV=nRT思考：功和熱是不是狀態(tài)函數(shù)？功和熱都不是狀態(tài)函數(shù)。p

2ΔVp

1

ΔV

兩個(gè)過程不同，所作的功也不相同，綠線所示路徑，作功為：p

2ΔV;而紅線所示路徑，作功為：p

1ΔV。*因此熱和功不僅與體系始、終態(tài)有關(guān)，而且與過程的具體途徑有關(guān)，所以熱和功不是狀態(tài)函數(shù)，只是能量傳遞的一種方式。p2V2p

1V2p2V1W1=-p

1

ΔVW4=-p

2ΔVW2=0W3=0pp

1V1V思考：功和熱是不是狀態(tài)函數(shù)？功和熱都不是狀態(tài)函數(shù)。p2ΔV五、熱力學(xué)能系統(tǒng)內(nèi)部運(yùn)動能量的總和。內(nèi)部運(yùn)動包括分子的平動、轉(zhuǎn)動、振動、微粒間相互作用的勢能以及電子運(yùn)動和核運(yùn)動。思考：同樣的物質(zhì)，在相同的溫度和壓力下，前者放在10000m高空，以400m/s飛行的飛機(jī)上，后者靜止在地面上。兩者的熱力學(xué)能相同嗎？答:相同。內(nèi)能的特征：狀態(tài)函數(shù)廣度性質(zhì)無絕對數(shù)值熱力學(xué)能的大小與系統(tǒng)的溫度、體積、壓力以及物質(zhì)的量有關(guān)。

五、熱力學(xué)能系統(tǒng)內(nèi)部運(yùn)動能量的總和。內(nèi)部運(yùn)動包括分子的平動、六、能量守恒熱力學(xué)第一定律的實(shí)質(zhì)是：能量守恒定律在熱力學(xué)中的的應(yīng)用。能量守恒定律（熱力學(xué)第一定律）：“自然界的一切物質(zhì)都具有能量，能量有各種不同的形式，能夠從一種形式轉(zhuǎn)化成另一種形式，或從一個(gè)物體傳遞給另一個(gè)物體，而在轉(zhuǎn)化和傳遞的過程中總能量不變。”

六、能量守恒熱力學(xué)第一定律的實(shí)質(zhì)是：能量守恒定律（熱力學(xué)第一一封閉系統(tǒng)，熱力學(xué)能U1，從環(huán)境吸收熱Q，得功w，變到狀態(tài)2，熱力學(xué)能U2，則有：U1U2Q>0w>0ΔU

=Q+w熱力學(xué)第一定律熱力學(xué)第一定律數(shù)學(xué)表達(dá)式一封閉系統(tǒng)，熱力學(xué)能U1，從環(huán)境吸收熱Q，得功w，變到狀態(tài)含義：封閉體系熱力學(xué)能的改變量ΔU等于體系吸收的熱與體系從環(huán)境所得的功之和，即體系與環(huán)境之間能量的凈轉(zhuǎn)移。如：某體系吸熱40kJ?mol–1

，對環(huán)境做功20kJ?mol–1

，求體系和環(huán)境內(nèi)能的改變量？ΔU體=Q+W=40+（–20）=20kJ?mol–1

；ΔU環(huán)=Q+W=–40+20=–20kJ?mol–1

含義：封閉體系熱力學(xué)能的改變量ΔU等于體系吸收的熱與體系從環(huán)定義：化學(xué)反應(yīng)時(shí)，如果體系不做非體積功，當(dāng)反應(yīng)終了的溫度恢復(fù)到反應(yīng)前的溫度時(shí)，體系吸收或放出的熱量，稱為該反應(yīng)的反應(yīng)熱。包括：恒壓反應(yīng)熱和恒容反應(yīng)熱。1.恒容反應(yīng)熱QV根據(jù)ΔU=Q+W恒容的條件下ΔU=QV

+W

而W=–pΔV=0

∴ΔU=Qv即恒容反應(yīng)熱等于體系熱力學(xué)能的改變。一、反應(yīng)熱定義：化學(xué)反應(yīng)時(shí)，如果體系不做非體積功，當(dāng)反應(yīng)終了的溫度恢復(fù)思考：這兩個(gè)公式有什么用處？可以利用這兩個(gè)公式計(jì)算反應(yīng)熱。2.恒壓反應(yīng)熱QP

根據(jù)ΔU=Q+WΔU=QP–pΔVQP=ΔU+pΔV思考：這兩個(gè)公式有什么用處？可以利用這兩個(gè)公式計(jì)算反應(yīng)熱。23.焓由

QP

=△U+p(V2–

V1)=(U2-U1)+p(V2–

V1)=(U2+p

2V2)–(U1+p1V1)公式Qp

=ΔH的意義：即恒壓反應(yīng)熱等于體系的焓變?；颍涸诤銐悍磻?yīng)過程中體系吸收的熱全部用來改變體系的焓。所以可以通過ΔH的計(jì)算求出QP的值。令

H

=

U+p

V則Qp

=H2–

H1=ΔHH稱為焓，是一個(gè)重要的熱力學(xué)函數(shù)。3.焓由QP=△U+p(V2–V1)公式Q（1）焓的含義焓是體系具有的、由體系的狀態(tài)決定的、在等壓只做體積功的過程中以熱的形式轉(zhuǎn)移的一種能量。對化學(xué)反應(yīng)：ΔH>0，吸熱反應(yīng)；

ΔH<0，放熱反應(yīng)。（2）焓的特點(diǎn)①焓是具有容量性質(zhì)的狀態(tài)函數(shù)；但熱不是狀態(tài)函數(shù)。②焓的絕對值尚無法確定，但ΔH

=QP。③T、p對ΔH有影響，但影響不大，一般不用考慮。（1）焓的含義4.QV與QP的關(guān)系已知 恒容反應(yīng)熱：QV

=ΔU；

恒壓反應(yīng)熱：Qp=ΔUp+p(V2–V1)

等溫過程，ΔUpΔUV，則：ΔH–ΔU=Qp–

QV=p(V2–V1)a.

恒溫恒壓下，有氣體參加的反應(yīng)，若視氣體為理想氣體，根據(jù)PV=nRT，PΔV=ΔnRTΔH

=ΔU+ΔnRT；QP–QV=ΔnRT

b.

若反應(yīng)物和生成物皆為固體、液體（無氣體參加的反應(yīng)），由于ΔV很小，P*ΔV可忽略不計(jì)，則ΔH

≈ΔU；QP

≈QV

。4.QV與QP的關(guān)系已知 恒容反應(yīng)熱：QV=ΔU；ΔH思考：若反應(yīng)C(石墨)+O2(g)→CO2(g)

的Qp,m為–393.5kJ·mol–1，則該反應(yīng)的QV,m

為多少？該反應(yīng)的Δn(g)=0，QV

=Qp思考：若反應(yīng)C(石墨)+O2(g)→CO2(g)

二、熱化學(xué)方程式

1.定義表示化學(xué)反應(yīng)與熱效應(yīng)關(guān)系的方程式稱為熱化學(xué)方程式。

例如：

298.15K100kPa2H2(g)+O2(g)2H2O(g),ΔrHm=–483.6kJ·mol-1ΔrHm稱為摩爾反應(yīng)焓變，下標(biāo)r（reaction）表示一般的反應(yīng)，m（molar）表示摩爾。二、熱化學(xué)方程式1.定義

（1）

注明反應(yīng)的溫度和壓力（常溫、常壓可略去不寫）（2）

標(biāo)出各物質(zhì)的聚集狀態(tài)（g、l、s）2H2(g)+O2(g)→2H2O(g)ΔrHm（298.15K）=-483.6kJ·mol-12H2(g)+O2(g)→2H2O(l)ΔrHm（298.15K）=-571.6kJ·mol-12.書寫熱化學(xué)方程式時(shí)的注意事項(xiàng)CH4(g)+H2O(g)→CO(g)+3H2(g)ΔrHm（298.15K）=206.15kJ·mol-1ΔrHm（1273K）=227.23kJ·mol-1（1）

注明反應(yīng)的溫度和壓力（常溫、常壓可略去不寫）（3）同一反應(yīng)，物質(zhì)的量不同，ΔrHm的值不同。（4）正逆反應(yīng)ΔrHm的值相同，符號相反。2H2(g)+O2(g)→2H2O(g)ΔrHm（298.15K）=-483.6kJ·mol-1H2(g)+1/2O2(g)→H2O(g)ΔrHm（298.15K）=-241.8kJ·mol-1（3）同一反應(yīng)，物質(zhì)的量不同，ΔrHm的值不同。（4）正三、Hess定律

并不是所有的反應(yīng)熱都可以實(shí)驗(yàn)測定。例如反應(yīng)：2C(s)+O2(g)→2CO(g)思考：為什么上述反應(yīng)的反應(yīng)熱無法實(shí)驗(yàn)測定？答:實(shí)驗(yàn)過程中無法控制生成產(chǎn)物完全是CO。因此，只能用理論方法來計(jì)算反應(yīng)熱。三、Hess定律并不是所有的反應(yīng)熱都可以實(shí)驗(yàn)測定。例如反Hess定律

不管化學(xué)反應(yīng)是一步完成、還是分幾步完成的，反應(yīng)的熱效應(yīng)相等。即總反應(yīng)的熱效應(yīng)等于各分步的熱效應(yīng)之和。始態(tài)

C(石墨)+O2(g)終態(tài)

CO2(g)中間態(tài)

CO(g)+?O2(g)即熱化學(xué)方程式可像代數(shù)式那樣進(jìn)行加減運(yùn)算。ΔrHmΔrHm1ΔrHm2ΔrHm=ΔrHm1+ΔrHm2G.H.Hess（1802～1850）俄國化學(xué)家Hess定律不管化學(xué)反應(yīng)是一步完成、還是分幾步完成的，反應(yīng)Hess定律示例由Hess定律知：若化學(xué)反應(yīng)可以加和，則其反應(yīng)熱也可以加和。和已知反應(yīng)的反應(yīng)焓，計(jì)算的反應(yīng)焓，解：ΔrHm1=－393.51kJ?mol-1ΔrHm2=－282.98kJ?mol-1ΔrHm3=ΔrHm1－ΔrHm2=－

110.53kJ?mol-1Hess定律示例由Hess定律知：若化學(xué)反應(yīng)可以加和，則附例1.2

已知298.15K時(shí)以下各反應(yīng)的焓變值：(1)C(s)＋O2(g)CO2(g)，ΔrHm1=－393.5kJ?mol-1(2)H2(g)+1/2O2(g)H2O(l)，ΔrHm2=－285.3kJ?mol-1(3)C3H8(g)+5O2(g)3CO2(g)+4H2O(l)，ΔrHm3=－2220.07kJ?mol-1試計(jì)算：3C(s)+4H2(g)C3H8(g)的ΔrHm。解：方程式熱效應(yīng)加、減法

(1)式3+(2)式4-(3)式得：則：ΔrHm＝3(ΔrHm1)＋4(ΔrHm2)－(ΔrHm3)3C(s)+4H2(g)C3H8(g)附例1.2已知298.15K時(shí)以下各反應(yīng)的焓變值：(1)C一、熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)標(biāo)準(zhǔn)壓力（p

=100kPa）下，純氣體的狀態(tài)為氣體的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)。標(biāo)準(zhǔn)壓力（p=100kPa）下，最穩(wěn)定的純液體、純固體的狀態(tài)為液體、固體的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)；標(biāo)準(zhǔn)壓力（p=100kPa）下，溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量摩爾濃度為1mol·kg-1（近似為1mol·L-1）時(shí)的狀態(tài)為溶液中溶質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)。一、熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)標(biāo)準(zhǔn)壓力（p=100kPa）下，純二、標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓在標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下，由最穩(wěn)定的純態(tài)單質(zhì)生成單位物質(zhì)的量的某物質(zhì)時(shí)的焓變稱為該物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓。

符號：ΔfHm，T

單位：kJ·mol-1

。若T為298.15K,可寫為ΔfHm

ΔfHm小于0,由最穩(wěn)定的純態(tài)單質(zhì)生成該物質(zhì)時(shí)放出熱量；ΔfHm大于0,由最穩(wěn)定的純態(tài)單質(zhì)生成該物質(zhì)時(shí)吸收熱量。二、標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓在標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下，由最穩(wěn)定的純態(tài)單質(zhì)生成單位物質(zhì)規(guī)定：最穩(wěn)定的純態(tài)單質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓為零。如：以此為標(biāo)準(zhǔn)可求出其他物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)生成焓摩爾。而H2（l），金剛石，單斜硫不是最穩(wěn)定的單質(zhì)。ΔfHm(H2,g)=0,ΔfHm(C,石墨)=0ΔfHm(P,白磷)=0規(guī)定：最穩(wěn)定的純態(tài)單質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓為零。以此為標(biāo)準(zhǔn)可求出附例1.3下列物質(zhì)中，ΔfHm不等于零的是（1）Fe(s)；(2)C(石墨)；(3)Ne(g)；(4)Cl2(l)。附例1.4下列各熱化學(xué)方程式的熱效應(yīng)ΔrHm

，符合物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓變ΔfHm定義的是：(1)2S(s)+3O2(g)=2SO3(g)ΔrHm

(2)H2(g)+I2(g)=HI(g)ΔrHm

(3)C(金剛石)+O2(g)=CO2(g)ΔrHm

(4)C(石墨)+O2(g)=CO2(g)ΔrHm

附例1.3下列物質(zhì)中，ΔfHm不等于零的是附例1.4下列各三、標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變的計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下,反應(yīng)進(jìn)度ξ=1mol的焓變稱為反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變記作：