浙大班版无机及分析化学第2章解题.ppt

第二章 化学反应的一般原理 2.1 基本概念 2.2 热化学 2.3 化学反应的方向与限度 2.4 化学平衡 2.5 化学反应速率 2.6 化学反应一般原理的应用 1. 理解反应进度?、系统与环境、状态与状态函数的概念。 2. 掌握热与功的概念和计算，掌握热力学第一定律的概念。 3. 掌握Qp、?U、?rHm、?rH?m、?fH?m、?rSm、?rS?m、S?m、 ?rGm、?rG?m、?fG?m的概念及有关计算和应用。 4. 掌握标准平衡常数K?的概念及表达式的书写；掌握?rG?m与K? 的关系及有关计算。 5. 理解反应速率、反应级数的概念；掌握基元反应的概念；理解 活化分子、活化能、催化剂的概念；了解影响反应速率的因素 及其应用。 本章要求 2.1 基本概念 2.化学反应进度? 注意： 即在表示反应进度时物质B和?B可以不同，但用不同物种表示的同一反应的? 不变，同时? 一定是正值。 由于反应进度? 与计量系数?B有关，而计量系数?B与具体反应计 量方程式有关，所以，在讲反应进度时必须指明反应方程式； 对给定计量方程式，?B为定值，随反应进行，求得?nB 即可求得 ?； 当? =1mol时，称单位反应进度，意即按计量方程式进行了一次完 整反应；如反应 N2 + 3H2 == 2NH3 若? =1mol，意指1 mol N2与3 mol H2反应生成了2 mol NH3 。 对任一化学反应 aA + bB = gG + dD 有 2.1.2 系统和环境 系统： 人们所研究的对象； 环境： 系统以外与系统密切相关的其他物质和空间；系统与环境之间可以根据能量与物质的交换情况，分为三类。 2.1.3 状态和状态函数 2.1.4 过程与途径 过程： 当系统发生一个任意的状态变化时，我们说系 统经历了一个过程； 途径： 完成系统状态变化的具体步骤我们称为途径。 三种常见的过程： 等温过程 T始= T终 2.1.5 热和功 注意： Q 和W均不是状态函数，它们与状态变化的具体途 径有关。因而不能说系统含多少热或功。 如等温过程： Q = 0 W总 = ?p?V + Wf 2.1.6 热力学能与热力学第一定律 目前系统在一定状态下U的绝对值还无法确定。但人们感兴趣的是系统在状态变化过程中热力学能的变化(?U)。 ?U 0，系统能量升高； ?U 0，系统能量下降。 1. 热力学能(U) 以前称内能，它是系统内部各种形式能量(如分子平动能、转动能、振动能、电子运动和原子核内的能量以及系统内部分子与分子间的相互作用的位能等)的总和，用符号U 表示，单位J或kJ 。 U是状态函数： ?U = U2?U1 在隔离系统中，能的形式可以相互转化，但不会凭空产生，也不会自行消失。 2.热力学第一定律 能量守恒与转化定律 数学表达式为 ?U = Q + W 或 ?U – (Q +W) = 0 若把隔离系统分成系统与环境两部分，系统热力学能的改变值?U等于系统与环境之间的能量传递。 复习 pV = nRT R = 8.314 J?mol?1?K?1 = 8.314 Pa?m3?mol?1?K?1 1Pa?m3 = 1 J 压力(压强): p = F/A 1 Pa = 1 N?m?2 体积功： W = ?p?V 1 J = 1 Pa?m3 理想气体状态方程 解：由热力学第一定律 ?U(系统) = Q + W = 250 kJ + (?200 kJ) = 50 kJ ?U(环境) = Q + W = (?250 kJ) + 200 kJ = ?50 kJ ?U(系统)+ ?U(环境) = 0