大学化学02热化学与能源.ppt

1.烟煤(未成煤):高热量.高硫量 2.褐煤(褐色):低热量.低硫量 3.泥煤(软煤):高热量.高硫量.产量大 4.无烟煤(硬煤):高热量.低硫量.产量小 石油 石油的分布 沙特阿拉伯: 25.3% 伊拉克: 9.5% 科威特: 9.5% 伊朗: 9.0% 聯合大公國: 8.8% 委內瑞拉: 7.0% 墨西哥: 4.9% 俄罗斯: 4.7% 美國: 2.8% 其他: 18.5% 天然气 煤气和液化气 氢能 光-热转换 光-电转换 光-化学转换 基本要求： (1) 了解用弹式热量计测量等容热效应(qv)的原理，初步掌握qv的实验计算法。 (2) 了解状态函数、化学反应摩尔焓变的意义；了解qv与内能变（ △rUm? ）的关系。 (3) 理解等压热效应(qP)与反应焓变(△rHm )的关系。 初步掌握化学反应标准摩尔焓变(△rHm?)的近似计算。 (4) 了解燃料燃烧反应的热效应。 系统和环境如何划分？ 系统是认为设定的。 相： 气： 无限混合 1相 液： 是否互溶，溶液算1相 固： 有几种固体算几相，固溶体除外 系统可分为: 单相（均匀）系统: 只有一个相,如NaCl溶液,碘酒 多相（不均匀）系统:两个或两个以上的相.如一杯水中浮有几块冰,水面上还有水蒸气.(三相) 应用相的概念需区分： 1）相与态的概念不同； 2）相的存在和物质的量的多少无关，也可以不连续存在； 3）通常任何气体均能无限混合，所以系统内不论有多少种气体------单相系统。 4）液体：单相，多相（CCl4+H2O) 5）固体：单相（固溶体），多相 系统和环境如何划分？ 系统是认为设定的。 相： 气： 无限混合 1相 液： 是否互溶，溶液算1相 固： 有几种固体算几相，固溶体除外 系统可分为: 单相（均匀）系统: 只有一个相,如NaCl溶液,碘酒 多相（不均匀）系统:两个或两个以上的相.如一杯水中浮有几块冰,水面上还有水蒸气.(三相) 应用相的概念需区分： 1）相与态的概念不同； 2）相的存在和物质的量的多少无关，也可以不连续存在； 3）通常任何气体均能无限混合，所以系统内不论有多少种气体------单相系统。 4）液体：单相，多相（CCl4+H2O) 5）固体：单相（固溶体），多相 状态：用来描述系统的物理性质和化学性质的总和，诸如T、p、V、m、组成等，是由一些宏观的物理量所确定的。 例如气体的状态是由T、p、V、n来描述的。 描述系统状态的物理量称状态函数。p、V、T、U、H、S、G 状态就是系统一切性质的总和。有平衡和非平衡态之分。 如系统的宏观性质都处于定值，则系统为平衡态。 状态变化时，系统的宏观性质也必然发生部分或全部变化 过程与途径的区别: 设想如果你要把20 °C的水烧开，要完成“水烧开”这个过程，你可以有多种具体的“途径”：如可以在水壶中常压烧；也可以在高压锅中加压烧。 可逆过程 为理想状态，事实并不存在，为了研究方便。 国家标准规定：化学计量数对反应物取负，对生成物取正。 为什么不同？ 对于前者，反应物的计量数为负，生成物的计量数为正。与国家标准相符；gG+dD+(-a)A+(-b)B=0 对于后者，反应物的计量数为正，生成物的计量数为负。与国家标准不相符；aA+bB+(-g)G+(-d)D=0 这也是化学方程式和数学方程式的区别，前者有反应物和生成物之分。 如： A-B=0 (+1)A+(-1)B=0 和 B-A=0 (+1)B+(-1)A=0 ξ 可以反映反应进行的程度 引入ξ 的优点： 在反应进行到任意时刻时，可用任一反应物或生成物来表示反应进行的程度，并且所得的数值都相等 例如： 合成氨。 见下页。 在本册书中为区别反应商Q，反应热一般用“q” 来表示。有些参考书上也用“Q”来表示。 在本册书中为区别反应商Q，反应热一般用“q” 来表示。有些参考书上也用“Q”来表示。 简单情况：1. 放热较少 2. 反应进行的不是十分剧烈，容易控制 13000/套 3-5万。 无论是普通的。还是微电脑式的，原理都是相同的。 测量方法与步骤： ● 准确称量反应物(固态或液态）装入钢弹内，通入氧气，密封; ● 将钢弹安放在一钢质容器中，向容器内加入足够的已知质量的水，使钢弹淹没，钢弹与环境绝热; ● 精确测定系统的起始温度(T1); ● 电火花引发反应，测量系统(包括钢弹及内部物质、水和金属容器等)的终态温度(T2)。 注意：弹式热量计所测量的反应热是在体积恒定的情况下，这