chapt01 热力学第一定律 物理化学简明教程 印永嘉.ppt

1. 化合物的生成热： 标准摩尔生成焓 ：化合物的生成焓是相对于生成它的单质的焓，是相对值。 ：最稳定单质生成焓都是零。生成自身没有热效应。 －－基本规定 ：不能由单质直接生成的物质的生成焓可由赫斯定律求算。 ：已知反应中各物质的生成焓可求标准反应焓变。 §1.11 几种热效应 标准生成热: 标准压力下，反应温度时由最稳定的单质合成标准状况下1摩尔某物质的反应热。 “等温等压下化学反应的热效应ΔrHm 等于生成物的生成焓与反应物的生成焓之差。” 化合物的生成热： 有离子参加的反应，知道每种离子的生成焓，同样可以计算这类反应的反应热。 标准摩尔离子生成焓 ：离子有正负，溶液电中性，离子生成焓要配对。 ：生物化学中很有意义。 规定：H＋（?aq，无限稀释）的离子生成焓为零。 可以解决任一单个离子的标准摩尔生成焓。 自键焓估算生成焓 ：求算气态原子合成气态化合物时的反应焓变 然后转变成标准状况下的生成焓 ：化学反应－－原子重排。旧键断裂和新键形成。根据键能可以求算反应热。 键焓与光谱中的键分解能有区别：前者是平均能量，后者是具体键能。双原子分子键能与光谱中的分解能相同。 1摩尔(有机)物在p、T 完全氧化（燃烧）的标准摩尔焓变化 “完全氧化（燃烧）”指： 生成产物为：C变成CO2（g)，H变成H2O（g），S变成SO2（g)，N变成N2（g），Cl成为HCl（aq)。 Ag变成游离态。 2. 燃烧焓combustion enthalpy “反应的热效应等于各反应物燃烧焓的总和减去各产物的燃烧焓之和。” ：燃烧焓可以求反应焓 ：燃烧焓可以求生成焓 ：燃烧焓常是一个很大的值。 燃烧焓combustion enthalpy 燃烧热在日常中的意义。 能量与营养。 溶解热：一定量的物质溶解到一定量的溶剂中所产生的热效应称为该物质的～。 溶解热与溶剂量及体系所处温度压力等有关。 稀释热：一定量的溶剂加到一定量的溶液中使之冲稀的热效应称为～。起始和终了浓度及体系所处温度压力等有关。 *溶解热和稀释热 积分溶解热：溶质溶解使浓度逐渐由零至某值时的热效应。从积分溶解热可求积分稀释热。 溶解时所产生的热量总和。可由实验测量。 溶解热与浓度有关，但不是线性关系。 微分溶解热：给定浓度的溶液中加入dn2溶质时所产生的微量热效应?Q与dn2之比。 难以直接测量，可由积分溶解热间接求算； 偏微分量 ；J?mol-1. ：大量给定浓度溶液中加入1摩尔溶质时的热效应。由不同浓度时的积分溶解（稀释）热曲线的切线即为微分溶解（稀释）热。 *溶解热和稀释热 不管反应是一步进行还是多步进行，反应的热效应相同。 反应的热效应只与起始状态和终了状态有关，与变化途径无关。 （只适于等容和等压等过程，只有体积功。） 焓或内能是状态函数，只与反应的初始状态和终了状态有关。因此， 为定值。 3. 赫斯定律 特点：使化学反应象代数方程一样可以进行代数运算。 （加减运算）－－化学问题用代数方法解决 赫斯定律 应用： 由已知反应的热效应求未知反应的热效应。 减少测量的工作量，提高了效率，提高了精确度。 例题 §1.12 反应热与温度的关系基尔霍夫定律 等压下，若使同一化学反应分别在两个不同温度下进行时，热效应会有不同；是由于反应物和产物的热容之差造成的： 基尔霍夫定律 基尔霍夫定律 不定积分形式 温度区间内定压热容变化不大时，取其平均值ΔCp： 基尔霍夫定律 包含有相变的化学反应热效应 写出相变过程的热化学方程式， 并且将相变焓列入盖斯定律。 利用盖斯定律将热化学方程式进行代数运算。 §1.13绝热反应－非等温反应 实际反应不可能完全恒温或绝热，而是介于两者之间。 明确始终态，反应物料平衡； 焓是状态函数，只与始终态有关；设计可逆过程。 可据各物质的摩尔等压热容数据，求不同温度时的反应焓变。 等温反应：体系与环境之间很容易进行能量交换和物质交换。 绝热反应：体系与环境之间难以（或来不及）进行能量交换和物质交 换。使得反应最终温度发生变化。 §1.13 *绝热反应－非等温反应 最终温度的求算： 例题 意义：在等压下的绝热反应中过程热为零，在温度T1时的等压反应热全部被反应终态的所有物质吸收，温度升至T2。 适用条件：等压、绝热条件下的化学反应，无非体积功。 意义：在等容绝热反应中过程热为零，在温度T1时的等容反应热全部被反应终态的所有物质吸收，温度升至T2，无非体积功。 适用条件：绝热、等容化学反应，无非体积功。 假设构成体系的粒子彼此之间位能很小，体系为近独立（粒）子体系。若粒子总数N，在能级?i上有ni个分子。 §1.14＊ 热力学