大学化学ppt第一章[精选].ppt

* 大学化学 (II) 第一章 化学反应热 教学要求 掌握系统、环境、内能、功、热、状态、状态函数、标准态和稳定单质、标准生成焓等基本概念；了解恒容反应热和恒压反应热的来源、定义；熟悉热力学第一定律；掌握化学反应标准焓变的计算方法。 * 第一章 化学反应热 1.1 几个基本概念 1.1.1 系统和环境 1.1.2 状态与状态函数 1.2 热力学第一定律 1.3 化学反应的热效应 1.3.1 恒容反应热 1.3.2 恒压反应热 1.3.3 热力学标准态 1.3.4 单质和化合物的标准摩尔生成焓 1.3.5 化学反应标准摩尔焓变的计算 1.3.6 反应进度 * §1.1 几个基本概念 1. 系统与环境 人为地将一部分物质与其余物质分开作为研究的对象，被划定的研究对象称为系统； 研究学生的上课状态 学生称为系统； 教师、教室、书桌等称为环境。 系统之外，与系统密切相关，影响所能及的部分称为 环境。 例如： * (1) 孤立系统 系统和环境之间没有任何物质和能量的交换。 (2) 封闭系统 系统与环境之间没有物质交换, 只有能量交换,例如，任何化学反应。 (3) 敞开系统 系统和环境间既有物质交换又有能量交换。 封闭绝缘 封闭 不绝缘 能量 H2SO4+Cu 三 种 系 统 状态函数: 状态的单值函数。 状态函数的特点 （1）状态函数和状态变量是相对的。 （2）状态函数的变化与途径无关，只决定于系统的始态 和终态。 * 3. 状态与状态函数 状态: 系统固有宏观性质的综合表现（例如压力、温度、 体积、能量、密度、组成、距离等）。 过程: 状态发生变化的经过; 途径:完成过程的具体步骤。 2. 过程与途径 §1.1 几个基本概念 * §1.2 热力学第一定律 ΔU = U2-U1 = Q + W 将能量守恒定律应用于热力学就是热力学第一定律：(系统内能的增量等于系统所吸收的热加上环境对系统所作的功) 表示封闭系统中的化学反应过程的能量变化规律。U1为始态内能， U2为终态内能， Q为系统从环境吸收的热量， W为环境对系统所做的功。 * 热力学第一定律的几点说明 (2) 热(Q): 系统和环境间能量的交换形式, 不是状态函数，其数值与途径有关。规定: 吸热 +Q，放热 –Q (1) 内能(U)： 指系统内部分子的平动能、转动能、振动能、分子 间势能、原子键能、电子运动能、核内基本粒子间核能等能量的总和。内能是系统自身的性质，是状态函数。 (3) 功(W): 系统和环境间能量的交换形式, 不是状态函数，其数值与 途径有关。规定: 系统对环境做功 -W, 环境对系统做功 +W; W = W体+W有 W体: 热力学系统体积变化时对环境所做的功称为体积功。 P 一定， W体＝-PΔV W有: 除体积功以外的功的统称，如电功、表面功等。化学反应如 要做有用功，则需特殊装置。 ΔU = Q+ W * A boy on her way - W -W + W system system system environment - W * §1.3 化学反应的热效应 ΔU = Q + W (1) QV :等容反应热。其数值的大小只与始末状态有关， 与途径无关。 1.3.1 等容反应热 ΔU = QV (2) 热在特定的条件下, 其数值的大小与某状态函数的变化相同,且体现状态函数变化的性质(只与始末状态有关，与途径无关)。 (条件： △T=0, △V=0, W有+W体=0) = Q + p×△V = Q * §1.3 化学反应的热效应 条件：△T=0, Δp=0, W有＝0, Ｗ体＝-pΔV ＝-p(V２-V1), (1) H是状态函数U、p、V的组合，所以H也是状态函数。 1.3.2 等压反应热 ΔＵ＝Qp+Ｗ体 Ｕ２-Ｕ1＝ Qp- p(V２-V1) H≡U+pV Qp＝(U２+pV2)- (U1+pV1) Qp：恒压反应热，H：焓。