《全日制高校普通化学》之《热力学3、4》[精选].ppt

* * 设体系加热后吸热，同时对环境做功， 数学表达式： 状态1（U1） 状态2（U2）， 则状态函数 U2 = U1 + Q + W ?U = U2 ? U1 = Q + W 例如： 体系吸热 Q = 80 kJ，对环境做功 W = 50 kJ， 状态1→ 状态2， ?U体 = U2 ? U1 = Q + W = 80 + （? 50）= 30 kJ 对环境来说，Q = ? 80 kJ，W = 50 kJ ?U环 = Q + W = ?80 + 50 = ?30 kJ ?U孤 = ?U体 + ?U环 = 30 +（?30 ）= 0 说明能量不生不灭，是守恒的，能量可在体系与环境之间转移。 注意：　其中，　　 W = We+ Wf ，We = ? p ?V §3—3 化学反应热效应 3.1 化学反应的热效应： 对于一个只做体积功的化学反应，当反应物 和产物的温度相等时，体系吸收或放出的热量称 为化学反应热效应，简称反应热。　 定义： 根据反应变化的特点，热效应可以分为： 1. 定容反应热 QV 只做体积功的体系（Wf = 0）在定容条件下， 进行反应时产生的热效应叫定容反应热，用QV表 示，单位：J、kJ。 ２. 定压热效应 Qp 只做体积功的体系（Wf = 0）在定压 条件下，进行反应时产生的热效应叫定 压反应热，用Qp表示，单位：J、kJ。 由热力学第一定律，?U = QV + W 定容下， ?V = 0，? ?U = QV 定容反应的热效应 等于体系的热力学能改变 = QV = QV + We+Wf = QV + We (Wf=0) 状态1（U1） 状态2（U2）， ? p ?V ３．焓： 定义：H ? U + p V ? Qp = H2 - H1 = ?H 说明： ① 焓是状态函数，具有广度性质，?H只与始终态有关。单位：J、kJ； ② 没有明确的物理意义。 ③ 因为Ｕ的绝对数值不知，所以Ｈ绝对值也不知，但是，?H可求 。 由热力学第一定律，?U = Qp+ We = Qp ? p ?V ? Qp = ?U + p ?V Qp = ?U + p ?V = (U2 ? U1) + p(V2 ? V1) = (U2 + p2V2) ? (U1 + p1V1) (因为p = p1 = p2) 定压下， P 一定 ，? Qp = ?H 　说明：通常化学反应是在定压下进行的，所以用?H表示化学反应热。 4. 定容反应热与定 压反应热的数值关系 ∵ QV = ?U　　　Qp = ?H Qp = ?U + p ?V ? ?H = ?U + p ?V Qp = QV + p ?V 比较QV与Qp的大小： ① 只有固体或液体参加的化学反应，?V?0， ? Qp = QV ，?H = ?U。 ② 有气体参加的化学反应，将气体视为理 想气体，则p ?V = ?n RT，?n = ∑ひB (B, g)， Qp = QV +?n RT， ?H = ?U + ?n RT ?n：表示化学反应进度等于１mol时， 方程式中的计量系数的代数和∑ひB 3.2. 热化学方程式 （1）定义：标有化学反应热的方程式，叫热化学方程式。 ① 标明反应的温度和压力，若反应在298.15K和p=100kPa下进行，可省略。 ② 注明物质聚集状态及晶型。 ③反应热在方程式后面标出，?rHm? 0，为放热反 应； ?rHm ? 0，为吸热反应。 如，SO3(g) + H2O(l) = H2SO4(l) ?r H m= ? 130.29kJ?mol?1 ④ 反应在标态下发生，应注明，如?rHm，下 标“r”表示化学反应，下标“m”表示反应进度为1mol， 上标“ ”表示标准状态。 书写规则： （2）标准态的规定： ③ 若是溶液，当b(B)=1mol?kg?1或c(B)=1mol?L?1时， 该溶液处于标准态。 标准态是指在指定温度和标准压力p（100kPa）下该物质的状态，具体如下： ② 纯液体或纯固体的标准态是指温度为T，压力为p 的纯液体或纯固体； ① 理想气体的标准态是指温度为T，气体分压为p 的状态； （3）摩尔反应热： 当一个化学反应进行到反应进度等于1mol时，吸收或放出的热量。 如果在指定的温度和标准状态下，则记为： 3.3.化学反应热效应的计算 （1