第5章热力学第1定律与热化学..pptVIP

第五章 热力学第一定律与热化学;5.1 热力学概论;敞开体系：体系 与环境有物质交 换也有能量交换;封闭体系：体系 与环境有能量交 换无物质交换;2. 状态 由一系列表征体系性质的物理量所确定下来的体系的存在形式。 ;4. 功和热 热：符号：Q，单位：kJ a、定义：体系与环境之间因温度不同而传递的能量形式称为热。 b、符号：吸热为正，放热为负。 ; 功：符号：w，单位：kJ a、定义：体系与环境之间除热以外的其它形式传递的能量。 b、符号：体系对环境做功，W0 环境对体系做功，W0 体积功：由于体积改变而与环境交换的能量称为体积功 ; 体积功的计算： 　　 体积功可以用力与力作用下产生的位移的乘积来计算。 如图：气缸内体积为Ｖ的气体，受热膨胀dV，使截面积 为Ａ的活塞反抗外力Ｆ而位移dl，则系统做的微功(按功规定的符号) 　　;例：p135 5.1 5.2;5.2.1 热力学能U(内能) U= f ( T , V , n) a、定义：体系内部能量的总和。 单位： kJ?mol-1。 b、是状态函数。; 5.2.2 热力学第一定律; 封闭系统中热力学第一定律的数学表达式： 封闭系统状态变化时，其内能的变化量等于变化过程中环境传递给系统的热和功的总和。 即　 ΔU=Q+W (1) ;5.3 焓;5.3.2 等压反应热与焓 定义：在恒压过程中完成的化学反应称为恒 压反应，其热效应称为恒压反应热， 通常用符号（Qp）表示。 ;在恒压过程中，;表明：等压反应热在数值上等于反应的焓变。并不意味着等压反应热也为状态函数。;焓：;注意：;5.4 热化学概论;反应进度ξ：反应进行的程度。反应进度的单位是mol;例：对于合成氨反应： N2 + 3H2 2NH3 ;注意： 反应进度和反应方程式的写法有关。; ξ=1mol的实际意义：表示从ξ=0mol的状态进行到ξ=1mol的状态时，已经有vamol的A和vbmol的B消耗掉，生成了vgmol的G和vhmol的H，即按va个A粒子和vb个B粒子为一个单元进行了6.02*1023个单元反应。当ξ=1mol时，我们说进行了1mol反应。;5.4.2 热化学方程式;Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.;5.4.3 盖斯定律 a、表达式： C(s)+O2(g) CO(g)+1/2O2(g) ? ? CO2(g) 所以：Q+Q1=Q2，即Q=Q2-Q1 b、理论依据：恒温恒压下，体系不做非体积功，反应热只取决于始态和终态，与路径无关。 c、意义：可利用盖斯定律计算一些难以直接用实验测量的反应热。;Hess定律;Hess定律的数学表达式： 若（1）=a（2）+ b（3） 则：;5.5 反应焓变的计算;标准状态 即：100kPa下，气态物质的分压为100kPa，水合离子（溶液中溶质）的浓度为1mol/L，液体、固体为纯净物。;5.5.2 标准摩尔生成焓Δf Hmθ 在标准状态下，由最稳定的纯态单质生成1mol某物质的焓变称为该物质的标准摩尔生成焓，单位:kJ.mol-1 。 Δf Hmθ0，放热； Δf Hmθ0，吸热。;Δf Hmθ;为什么摩尔焓变Δr Hm的单位为kJ.mol-1 ？;推论： 任何一种稳定单质的标准摩尔生成焓都等于零。; 解： CaO(s)+ H2O(l) Ca(OH)2(s) ? ? ; 对于一般化学反应:mA + nB →pC + qD，标准摩尔反应焓变等于生成物的标准摩尔生成焓的和减去反应物的标准摩尔生成焓总和。;?解： ;;解: 利用Hess定律;解法二：;2：已知298.15K时以下各反应的焓变值： C（石墨）+O2（g）→CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ.mol-1 (2) H2(g)+1/2O2(g) → H2O(l) ΔH2=-285.83