江蘇省四星級(jí)高中2010年高中化學(xué)競(jìng)賽無(wú)機(jī)化學(xué)：6化學(xué)熱力學(xué)初步(課件)

第六章化學(xué)熱力學(xué)初步§6.1熱力學(xué)第一定律一、熱力學(xué)中幾個(gè)根本概念1.體系和環(huán)境:熱力學(xué)中研究的對(duì)象為體系,稱體系以外的其他局部為環(huán)境.2.狀態(tài)和狀態(tài)函數(shù)3.過程和途徑可逆過程4.化學(xué)計(jì)量數(shù)和反響進(jìn)度1.解決反響熱量問題2.判斷變化的方向問題N2(g)＋3H2(g)＝2NH3(g)各計(jì)量數(shù)(N2)=-1

(H2)=-3

(NH3)=2反響進(jìn)度，單位是mol如上述反響消耗了1.5molN24.5molH2生成了3mol的NH3那么該反響進(jìn)度為＝-1.5mol/-1=-4.5mol/-3=3mol/2=1.5mol注意：對(duì)不同反響式有不同的進(jìn)度；如同樣反響消耗1.5molN2對(duì)上述反響進(jìn)度為1.5mol，但對(duì)于下式反響1/2N2(g)＋3/2H2(g)＝NH3(g)反響進(jìn)度為3mol反響熱的測(cè)量，Q或q表示熱量，單位用J〔焦耳〕、kJ(千焦)

系統(tǒng)放出熱量，那么q為負(fù)值；系統(tǒng)吸收環(huán)境的熱量，那么q為正值裝置圖P12圖1.2一般用燃燒熱的樣品測(cè)試量熱計(jì)的熱容C：q()＝-CTC含水的總熱容和儀器的熱容q(未知)＝-CT‘§1.2反響熱理論計(jì)算一、熱力學(xué)第一定律1、能量守恒定律2、焓的定義3、qv與qp差異4、反響熱的表示5、蓋斯定律二、標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓在溫度T、標(biāo)準(zhǔn)壓力p〔100kPa〕〕下，由穩(wěn)定單質(zhì)生成1mol某物質(zhì)時(shí)，所產(chǎn)生的反響熱就叫該物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成熱，單位：kJ.mol-1，符號(hào)DfHm注：穩(wěn)定單質(zhì)？對(duì)于存在多種單質(zhì)形式的有特指，如磷指白磷，碳指石墨等。該溫度、壓力下的穩(wěn)定狀態(tài)：如書中數(shù)據(jù)常是標(biāo)準(zhǔn)壓力、298K的數(shù)據(jù)。該條件下氯的穩(wěn)定狀態(tài)是Cl2〔g〕，而不是Cl2〔l〕;溴是Br2〔l〕，而不是Br2〔g〕;碘是I2〔s〕，而不是I2〔l〕;H2(g)+1/2O2(g)

H2O(g)

D

Hm

(298.15)=-241.82KJ.mol-1

DfHm

C

(s)+O2(g)

CO2(g)

DfHm

(g,CO2)=-393.5

2H2(g)+O2(g)

2H2O(g)D

Hm

(298.15)=-483.64kJ.mol-1H2(g)+1/2O2(g)

2H2O(l)DfHm

(l,298.15)=-285.83kJ.mol-1有了標(biāo)準(zhǔn)生成焓數(shù)據(jù)，任意反響即可查表計(jì)算反響熱。如：4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)查表：DfHm〔NH3，g〕＝-46.11kJ.mol-1DfHm〔NO，g〕＝90.25kJ.mol-1DfHm〔H2O，g〕＝-241.82kJ.mol-1DrHm＝4DfHm〔NO，g〕+6DfHm〔H2O，g〕-4DfHm〔NH3，g〕＝4×90.25+6×〔-241.82〕-4×〔-46.11〕＝-905.48kJ.mol-1三、從其它數(shù)據(jù)計(jì)算反響熱1.從燃燒熱

c

m

計(jì)算CH3OH(l)+O2

CO2+2H2Oc

m

＝-726.6CH2O(g)+O2

CO2+H2Oc

m

＝-563.6CH3OH(l)+O2

CH2O(g)+H2O(l)

r

m

＝-726.6－(-563.6)＝-163.0kJ·mol-12.從鍵能估算反響熱Ec=c＝602，EO-H＝458.8，EC-H＝411Ec-c＝345.6，Ec-o＝357.7kJ·mol-1rm＝4EC-H+1×Ec=c+2×EO-H-[5EC-H+1×Ec-c+1×Ec-o+1×EO-H]＝Ec=c+EO-H-EC-H-Ec-c-Ec-o＝602+459-411-346-358＝-54kJ·mol-1§6-3化學(xué)反響的方向一、影響反響方向因素為什么總是H2+O2H2Orm<0?體系釋放能量，使體系趨向穩(wěn)定？2H2(g)+O2(g)2H2O(g)rm=-483.64C+O2(g)CO2(g)rm=-393.51HCl+NaOHNaCl+H2Orm=-55kJ·mol-1但是CaCO3(s)

CaO(s)+CO2(g)r

m=159NH4HCO3(s)NH3+H2O+CO2

r

m=185.6常溫下冰的融化…

r

m>0二、反響自發(fā)性判斷三、吉布斯自由能變計(jì)算§2.2反響程度和化學(xué)平衡；大學(xué)課程swc62tvt嚇壞了，語(yǔ)無(wú)倫次地問：“英子，這，你，你沒事兒吧？〞耿直也嚇得不輕，撲到耿英的懷里緊張地問：“姐，有壞人要進(jìn)來嗎？〞耿英長(zhǎng)長(zhǎng)地噓出一口氣，哽咽著說：“唔，沒事兒，沒人進(jìn)來，多虧了這把‘匕首’刀！〞耿正趕快返身關(guān)上院門，扶著還有微微顫抖的妹妹慢慢回到出租屋里坐到床邊。然后點(diǎn)上油燈，拿塊毛巾過來給妹妹擦臉，內(nèi)疚得不得了，含著眼淚說：“英子，把你嚇壞了吧？唉，都怪哥，不該讓你一個(gè)人走哥保證，以后再也不會(huì)發(fā)生這樣的事情了！〞看到耿英不說話，還在不停地流淚，又小心地問：“告訴哥，真沒事兒?jiǎn)?？〞耿英說：“你放心哥，真沒事兒！我一路上走得很快，根本就不知道那個(gè)壞蛋是什么時(shí)候跟進(jìn)來的。正開鎖子呢，他突然從后面抱住了我，還抓住了我的手，捂住了我的嘴，往對(duì)面的空院子里拖。那壞蛋的力氣很大，我實(shí)在掙不脫，被他拖著倒退了幾步。扭頭看看快到門口了，就拼足了勁兒倒退著往門框上撞。那壞蛋的后腦勺估計(jì)傷得不輕，連這把‘匕首’的真假都區(qū)分不了，‘媽呀’一聲就往巷子外面逃走了。〞說到這里，耿英突然破涕為笑了，說：“哼，還那么蠻橫呢，原來不過是草包一個(gè)！〞耿正這才放心，欣慰地說：“英子你很不簡(jiǎn)單！不過，這事情真還很懸的。以后可不敢再讓你單獨(dú)走夜路，也不能把你單獨(dú)留在出租屋里了，這個(gè)無(wú)賴已經(jīng)知道咱們住在這里。只是不知道他是什么時(shí)候跟上你的，是偶爾跟上，還是早就盯上了呢？〞耿直攥著拳頭說：“姐，你不要害怕，我和哥哥一定不會(huì)饒了這個(gè)壞蛋！剛剛我們倆進(jìn)了巷子口的時(shí)候，看到有一個(gè)人正往外走，好似還在揉后腦勺呢?？隙ň褪悄莻€(gè)壞蛋！〞耿正也說：“應(yīng)該就是他了！看來這家伙不住在這個(gè)巷子里面，只是當(dāng)時(shí)沒注意到他的面孔。〞略停一停，又嘆一口氣說：“唉，我們現(xiàn)在做的這個(gè)活計(jì)實(shí)在是不好，很容易招惹壞人的注意。咱再咬牙干一些日子，只要賺得夠了做小買賣的本錢，咱就再也不干這個(gè)了！〞耿英又流淚了，說：“是啊，這個(gè)活計(jì)雖然無(wú)本大利，但也難呢！就像咱們?cè)认牒玫?，只要履行完了這一次的契約，攢的錢就應(yīng)該差不多夠做小本錢的買賣了，比方說批發(fā)零售那一類的小買賣。〞耿正點(diǎn)點(diǎn)頭，說：“還有，我們不再住這么深的巷子了，要租住一個(gè)小一些的臨街門面房！〞耿英站起來說：“好