无机化学第二章热化学课件.ppt

第二章 热化学 §2.1 热力学的术语和基本概念 热力学：研究热和其它形式能量相互转化 之间关系的科学 化学热力学(chemical thermodynamic) ： 把热力学的定律、原理、方法用来研究化学过程以及伴随这些化学过程发生的物理变化 化学热力学不能解决的问题 一、 系统和环境system and surrounding 系统（system)： 把一部分物体和周围其他物体划分开来，作为研究的对象，这部分物体就称为系统。 环境(surrounding)： 与系统密切相关的其他部分称为环境。 系统类型 1. 敞开体系（open system)： 体系与环境之间既有物质交换又有能量交换 2. 封闭体系(closed system)： 体系与环境之间没有物质交换只有能量交换 3. 孤立体系(isolated system)： 体系与环境之间没有物质交换也没有能量交换 二、状态和状态函数 1、状态(state)：系统的宏观性质的综合表现, 2、状态函数(state function)：描述系统状态的物理量 系统处于一定状态时，系统的性质只决定 于它现在所处的状态，而与过去的历史无 关，具有这种性质的物理量叫做状态函数 如T，P，V， n，?，U，H，S，G。 3、状态函数的特点: 状态函数的变化只决定于系统的始态和终态，而与变化的途径无关 三、过程和途径 过程(process)： 系统的状态在外界条件改变时 发生的变化称为过程； 途径(approach)：系统由始态到终态所经历的过程总和称为途径。 四、相 相：系统中物理性质和化学性质完全相同，而与其他部分有明确界面分隔开来的任何均匀部分 均相（单相）系统 非均相（多相）系统 五、化学反应计量式及反应进度 1. 化学计量数?(B) 化学式前的系数称为化学计量数 化学反应计量方程式： 根据质量作用定律，用规定的化学符号和化学式来 表示化学反应的式子 规定： ?（产物）为正 ?（反应物）为负 上述反应若有0.2molNH3生成，则相应有0.1molN2和0.3mol的H2消耗。可表示为： ?n(NH3)=0.2mol ?n(N2)=-0.1mol ?n(H2)=-0.3mol 2. 反应进度ξ(ksai) 反应进度：反应进行的程度 对某一化学反应，当某一物质i的物质的量从开始的nB(0)变到nB(ξ)时，其反应进度: 反应进行到任意时刻时可用任一生成物或反应物来表示反应进行的程度，所得的值总是相等。 ——引入反应进度的最大优点 例 例：53.96g铝粉在充足氧气中燃烧能生成 多少克 Al2O3 §2.2 热力学第一定律 1、 热 Q（heat)： 2、功（work)： 二、热力学能 U 1. 热力学能U（thermodynamic energy) ： 是系统内所有粒子除整体势能及整体动能外, 全部能量的总和，如 分子平动能、转动能、振动能，键能，电子运动能，核能，势能等。 也称内能（internal energy ) 2. 热力学能特点： (1) 是状态函数 (2)不能确定绝对值，可以求变化值?U 三、热力学第一定律 热力学第一定律： 能量既不能消灭也不能创造，只能从一种形式转化为另一种形式，而在转化和传递过程中能量的总值不变。也称能量守恒与转化定律 (law of energy conservation and transformation) 如系统变化中吸收50kJ的热，作30kJ的功，内能的变化为： ?U系统 =50-30=20kJ 系统内能净增20kJ，环境失去20kJ 即?U环=-20kJ §2.3 化学反应的热效应 反应热：当生成物与反应物的温度相同时，化学反应过程中吸收或放出的热量 一、定容反应热 ?V=0， W= 0， QV= ?U 表示不做体积功条件下，系统在恒容过程中所吸收的热量全部用来增加系统的内能 二、定压反应热 焓(enthalpy) 表明： 在恒压过程中，体系所吸收的热量全部用来使焓值增加（封