第1章+热力学第一定律讲解.ppt

§2.8 热力学第一定律在化学变化中的应用 等压、等容热效应 等压、等容热效应 反应进度（extent of reaction ） 热化学方程式 热化学方程式 热化学方程式 标准态 标准态 盖斯定律（Hess’s law） 盖斯定律 化合物的生成焓 化合物的生成焓 化合物的生成焓 燃烧焓 燃烧焓 燃烧焓 利用燃烧焓求化学反应的焓变 利用燃烧焓求生成焓 §2.9 反应热（相变热）与温度的关系  ——基尔霍夫定律 理气Cp,m和CV,m的值 单原子分子系统 双原子分子（或线型分子）系统 多原子分子（非线型）系统 理想气体的Cp和CV 理想气体变温过程 对于封闭系统中，Wf=0，无化学变化，无相变的理想气体变温过程： 由于理想气体的CV,m、Cp,m是常数，与T无关，则 理想气体绝热过程 理想气体绝热可逆过程方程 绝热可逆过程Vs定温可逆过程 绝热可逆过程Vs绝热不可逆过程 绝热过程: 理想气体绝热过程 温度T的变化： Q=0，则ΔU=W 绝热膨胀，W0，ΔU0，U↓，则T↓。 绝热压缩，W0，ΔU0，U↑，则T↑。 理想气体绝热可逆过程方程 绝热可逆过程Vs定温可逆过程 过程方程 绝热可逆 定温可逆 常数 常数 绝热过程曲线较“陡”。 同一始态出发，降低相同的压力时，绝热过程终态体积较小； 增大相同的体积时，绝热过程终态压力也较小。 理气绝热不可逆过程 √ × 由同一始态出发，绝热可逆过程和绝热不可逆过程，达不到相同的终态。 两个终态压力相同时，不可逆膨胀过程做功少，终态温度较高。 反应进度 等压、等容热效应 热化学方程式 盖斯定律 几种规定焓 反应热效应 当体系发生反应之后，使产物的温度回到反应前始态时的温度，体系放出或吸收的热量，称为该反应的热效应。 等压热效应Qp 反应在等压下进行所产生的热效应为Qp ，如果不作非体积功，则Qp=ΔrH 。 等容热效应QV 反应在等容下进行所产生的热效应为QV,如果不作非体积功，QV=ΔrU ,氧弹量热计中测定的是QV。 当反应进度为1 mol 时： 式中 是生成物与反应物气体物质的量之差值，并假定气体为理想气体。 或 Qp（ΔH）与QV（ΔU） 的关系 2.定容反应热与定压反应热 DrU与DrH的关系 =?We Qp= 2.定容反应热与定压反应热 反应体系中只有固体、液体时： 反应中有气体，且视为理想气体时： DrU与DrH的关系 20世纪初比利时的Dekonder引进反应进度? 的定义为： 和 分别代表任一组分B 在起始和 t 时刻的物质的量。 是任一组分B的化学计量数，对反应物取负值，对生成物取正值。 设某反应 单位：mol 例：反应 ，起始时N2为1mol，H2为2mol，NH3为3mol，反应一段时间后，N2剩余0.5mol，求反应进度ξ。 如果反应方程式为 反应进度又是多少？ 反应进度（extent of reaction ） 起始 1mol 2mol 3mol 结束 0.5mol 反应或生成 0.5mol 1.5mol 1mol 0.5mol 4mol x的值与选取哪种物质参与计算无关。 反应进度（extent of reaction ） x的值与计量方程式的写法有关。 起始 1mol 2mol 3mol 结束 0.5mol 反应或生成 0.5mol 1.5mol 1mol 0.5mol 4mol 反应进度（extent of reaction ） 反应进度（extent of reaction ） DrUm与DrHm 由于反应进度x与方程式系数有关，因此DrUm与DrHm的数值也与方程式系数有关。 表示化学反应与热效应关系的方程式称为热化学方程式。因为U，H的数值与体系的状态有关，所以方程式中应该注明物态、温度、压力、组成等。对于固态还应注明结晶状态。 例如：298.15 K时 式中： 表示反应物和生成物都处于标准态时，在298.15 K，反应进度为1 mol 时的焓变。 p?代表气体的压力处于标准态。 焓的变化 反应物和生成物都处于标准态 反应进度为1 mol 反应（reaction） 反应温度 反应进度为1 mol ，表示按