第6章++化学热力学基础汇编.ppt

作业中的问题 分子结构（P297）： 2题（5）NO2- sp2杂化 4题（6）SiF5应改为 SbF5 作业中的问题 P297 6题（2）ClO2的结构与成键情况： Cl sp2杂化 大л35 键 课本P280中ClO2的结构解释不合理。 作业中的问题 固体结构（P335） 15题（4）中CH3OCH3的结构： O原子sp3不等性杂化， 分子中没有对称中心，故分子具有极性。 氢的贮存——贮氢材料（3） LaNi5在空气中很稳定，其吸氢和放氢可以循环反复进行，金属贮氢又比较安全。理想的金属贮氢材料将有很大的实用价值。 1992年日本的松野公司展示了应用这种技术的氢动力汽车。这种汽车有73.55 kW（100马力）的 HR－X发动机，时速可超过145 km，每罐贮氢的行驶距离可达 190 km。 课外作业： 《无机化学》第五版 大连理工大学无机化学教研室编 2006年 高等教育出版社 Page 101: 2 、6、11、14、18、21 氢的贮存——贮氢材料（1） 氢气液化与空气液化在原理上是相似的。但是，氢的沸点只有20K（-253.2℃），液态氢的贮存和输送需要超级绝热的设备和管道，并能经受住高压。这样作既是昂贵的又是危险的。 近二十多年来发展起来的新技术是金属贮氢材料。在常温下，将氢气用泵输入到含有金属粉末的贮罐中，金属吸收氢而形成固态金属氢化物。特别是某些合金材料的贮氢能力很强。 近二十多年来发展起来的新技术是金属贮氢材料。在常温下，将氢气用泵输入到含有金属粉末的贮罐中，金属吸收氢而形成固态金属氢化物。特别是某些合金材料的贮氢能力很强。 例如，镧镍合金能形成LaNi5H6氢化物，每立方米液氢的质量为71kg，而每立方米LaNi5H6却含有88 kg氢。 镧镍合金的吸氢反应只要在(2~3)×102kPa下就能可逆地进行。从LaNi5H6释放氢气的速率很快，加热至250℃就可以将氢全部排放出来。 氢的贮存——贮氢材料（2） 6.2 化学反应的热效应 恒压反应热 恒压反应热的测定 恒压反应热与温度的关系 恒容反应热 恒容反应热的测定 生成热的定义 一些物质的标准摩尔生成热 计算化学反应的热效应 Example: 反应焓变对化学反应方向的影响 熵及熵变对反应方向的影响 Gibbs自由能 标准生成Gibbs自由能 一些物质的标准生成Gibbs自由能 化学反应标准Gibbs自由能变的计算 Gibbs自由能 Gibbs自由能判据 化学反应等温式判断反应方向 Example: 解答： 化学热力学小结 化学视野——氢能源 氢能源的优点： 1. 氢燃烧速率快，反应完全，每克氢燃烧 放出的热量大约是每克甲烷的二倍半，是每克碳燃烧放出热量的四倍多。 2. 氢燃烧的唯一产物是水。 氢燃烧的高发热值和无污染的特点，将使它成为21世纪的清洁能源。 氢能源的缺点： 氢作为未来的能源还必须解决生产成本、贮存和输送问题。 氢元素的存在形态与含量 氢是周期表中的第一号元素，氢是最简单的元素，氢是宇宙中丰度最大的元素，宇宙总质量的百分之七十是氢，但在地壳中它的丰度占第三位。 与土星和木星不同，地球没有足够强的引力场能吸引氢，所以地球大气中没有氢。 地壳中氢以化合态形式存在，其主要来源于天然气和水。 甲烷转化法制氢——甲烷与水蒸气反应 CH4(g) + H2O(g) 3H2(g) + CO(g) 这是一个强烈的吸热反应。以这样的方法得到的氢并不比直接燃烧甲烷更经济，而且还要考虑一氧化碳的分离、利用和有关的处理。 水煤气法—— 以焦炭和水蒸气为原料生产氢气 C(s) + H2O(g) CO(g) + H2(g) 这个反应也是吸热的。实际生产中将过热水蒸气通过温度高于1000℃的赤热焦炭，并交替通入空气使焦炭燃烧生成 CO2放出热量，以提供上述反应所需热量，使其能够正常进行。 高温电解水蒸气制氢 H2O(g) H2(g) + 1/2O2(g) 硫-碘热化学循环分解水 1. 2HI(g) H2(g) + I2(g) (425℃) 2. SO2(g) + 2H2O(l) + I2(g) H2SO4(aq)+2HI(aq) (90℃) 3. H2SO4(aq) SO2(g)+1/2O2(g)+H2O(g) (825℃) 净反应为：