第一章 物质及其变化的一些基本定律.ppt

第一章 物质及其变化的一些基本定律;北大神曲--- 《化学是你化学是我》;§1-1 理想气体状态方程和分压定律 ; 对于压力不是过高、温度不是过低，通常温度、压力下的真实气体可以使用此式计算。;1、分压:;2. 道尔顿分压定律 ;①两个容器中 O2 对器壁产生的压力是否相同？ ;2、分压力与物质的量分数的关系;§1-2 能量和能量守恒定律;一、体系和环境(system and surrounding);敞开体系(opened system)： 与环境有物质交换也有能量交换 封闭体系(closed system)： 与环境有能量交换无物质交换 孤立体系(isolated system)： 与环境无物质、能量交换;二、内能、热和功;状态和状态函数;一杯水：;（二）内能、热和功;2、热和功(heat and work) ;除体积功以外的其他功统称为非体积功，如电功、表面功等。;在任何过程中，能量都不会自生自灭，它只能从一种形式转化为另一种形式，而能量的总值不变。; 一个化学反应过程，放出热量50.0 kJ ，对外做功35.5 kJ，求其内能变化？ 解： Q = - 50.0 kJ，W= 35.5 kJ;（四）恒容反应热和恒压反应热 ;恒容反应： ;定义：焓 （H）;[例] 298 K时, 水的蒸发热为 43.93 kJ·mol-1。计算蒸发1 mol水时的Qp，W 和 ΔU。;§1-3 焓、焓变和盖斯定律;3. 焓的性质;二、热化学方程式( thermochemical equation ) ;1.标准状态(Standard state)： 当气体压力为1.013×105Pa；溶液中溶质浓度为1mol·dm－3；纯固体或纯液体时，体系所处的状态为标准态，用符号“ ? ”来表示。;★特别注意：反应系数与反应焓变值是一一对应的。;2、标准生成焓 (standard enthalpy change of molar formation) ;此反应产生的是1mol的水，由两个最稳定的单质生成，标准态时焓变为标准生成焓。可以表示为：;Date;2、焓变的计算 ;【例1-3】 计算标态时下面恒压反应的反应热 （1.01325×105 Pa，298K），即计算标准焓变。;＝4×90.25 + 6×(-241.82)-4×(-46.11) ＝-905.48 kJ·mol－1; 恒温恒压条件下的化学反应，不管经过几步反应，只要反应物和产物的状态一定，反应的焓变即为定值。;【例1-4】 根据给出的条件，计算298K： ;状态函数的变化值只与反应的始态和终态有关，与途径无关 ;习题：;一、化学反应速率的概念(rate of chemical reation);(－△c(H2O2)/△t)/mol·dm–3·s–1;例： ;如果我们在速率表达式中除以每种物质的化学计量系数： ;;对于任何一个化学反应来说，反应速率可以表示为： ;二、反应物浓度和反应速率的关系;例如：反应 ;非基元反应：反应分几步完成，由几个基元 反应组成的复杂反应，例如：;x=1，表示该反应对于A物质为一级反应； y=2，表示该反应对于B 物质为二级反应。 两者之和（x + y）称为总反应级数;三、反应速率常数和温度的关系 ;对某一反应，温度为T1时，测得平衡常数为k1； 温度为T2时，测得平衡常数为k2;【例2-9】 反应 2NOCl(g)=2NO(g) + Cl2的活化能为101 kJ·mol-1，300K时速率常数k1为2.80×10-5 m3·mol-1·s-1，试求400 K时的速率常数。 ;[例];（二）反应速率理论——碰撞理论和活化能;Date;2、活化能(activation energy) 活化分子具有的平均能量与反应物分子的平均能量之差，称为反应的活化能。 （单位：kJ·mol-1 ）; 活化能越大，则活化分子数目越少，单位时间内有效碰撞次数越少，反应速率就越小。因此，活化能是决定反应速率的内在因素。 增大反应物浓度，即增加了单位体积内活化分子的数目；升高温度，则是增大了活化分子的百分数???二者都可以提高反应速率。;活化能与反应热的关系; 另外，若改变反应途径，活化能也会发生改变。催化剂的加入，是通过改变反应途径，使活化能Ea降低，增大了活化分子百分数，从而增大了反应速率。;本 章 完End of this chapter