第一讲 化学热力学基础.ppt

第一章 化学热力学基础 §1-1 概 述 有化学反应过程的特点 有化学反应过程的特点 有化学反应过程的特点 §1-2 热一律在化学反应系统中的应用 化学反应系统的热一律表达式 化学反应系统的热一律表达式 化学反应热效应 Thermal effect 化学反应热效应 等容热效应/等压热效应 等容过程的热效应，称等容热效应[isochoric heat（ing） effect]； 等压过程的称等压热效应[isobaric heat（ing） effect]。 化学反应、相变过程等一般是在等压条件下进行的，故手册中列出的有关数据，一般是等压热效应。由于这些过程一般不伴随其他功（只有体积功），等压热效应就等于体系焓的增量，用符号△H表示。若为负值，表明过程放热 定压热效应和定容热效应 理想气体定压热效应和定容热效应举例 定压热效应和定容热效应 标准定压热效应 热效应与反应热Heat of reaction 反应热和热效应 反应热：当一个化学反应在恒压以及不作非膨胀功的情况下发生后，若使生成物的温度回到反应物的起始温度．这时体系所放出或吸收的热量称为反应热，即：体系在等温、等压过程中发生物理或化学的变化时所放出或吸收的热量，化学反应热有多种形式，如：生成热、燃烧热、中和热等。化学反应热是重要的热力学数据，它是通过量热计实验测定的 热效应：指物质系统在物理的或化学的等温过程中只做膨胀功的时所吸收或放出的热量。根据反应性质的不同，分为燃烧热、生成热、中和热、溶解热等 ，在等温度过程中，体系吸的热。因过程不同，有反应热（如生成热、燃烧热、分解热与中和热）、相变热（如蒸发热、升华热、熔化热）、溶解热（积分溶解热、微分溶解热）、稀释热等。 赫斯定律(1840年) 赫斯定律举例 燃烧热值（发热量、热值） 高热值与低热值 高热值与低热值 标准生成焓 为什么引入标准生成焓 标准生成焓的定义Standard enthalpy of formation 标准生成焓的规定 标准生成焓的含义 物质任意状态下的焓的计算 任意状态下的摩尔反应焓基尔霍夫定律（G.Kirchhoff） 对于理想气体，焓值不取决于压力，反应热与压力无关，只随温度变化 摩尔反应焓随温度的变化率等于生产物和反应物定压热容差 反应热的计算 反应热的计算 反应热的计算 反应热的计算举例 反应热的计算举例 反应热的计算举例 反应热的计算举例 反应热的计算举例 注意 §1-3 化学反应过程的热一律分析 燃料热值的计算举例 燃料热值的计算举例 燃料热值的计算举例 燃烧过程放热量的计算 燃烧过程放热量的计算 理论空气量 Theoretical air 过量空气系数 过量空气燃烧放热量的计算 过量空气燃烧放热量的计算 过量空气燃烧放热量的计算 理论燃烧温度 理论燃烧温度 理论燃烧温度的计算 H-T 图 U-T 图 §1-4 化学反应过程的热二律分析 化学反应过程的最大有用功 化学反应过程的最大有用功 标准生成吉布斯函数 标准生成吉布斯函数的数值 任意状态吉布斯函数的求解 可逆等温过程对外作出的最大有用功 §1-5 理想气体的化学平衡 化学反应的方向和限度的判据 化学反应的方向和限度的判据 化学反应的方向和限度的判据 化学反应的方向和限度的判据 化学反应的方向和限度的判据 反应度 degree of reaction 反应度与离解度degree of dissociation T + p 反应的方向判据 T + p 反应的方向判据 T + p 反应的方向判据 T + p 反应的方向判据 化学平衡常数Equilibrium Constant 化学平衡常数 化学平衡常数的说明 化学平衡常数的说明 化学平衡常数的说明 化学平衡常数的说明 化学平衡常数的说明 化学平衡常数的说明 化学平衡常数的说明 化学平衡常数的用途 化学平衡常数的用途 化学平衡常数的用途 化学平衡常数的用途 化学平衡常数的用途 化学平衡常数的用途 温度、压力对化学平衡常数的影响 温度对化学平衡常数的影响 温度对化学平衡常数的影响 总压对化学平衡常数Kx的影响 总压对化学平衡常数Kx的影响 平衡移动原理 规定： 由有关单质在标准状态下生成1kmol化合物时的吉布斯函数的变化 该化合物的标准生成吉布斯函数 在标准状态：T0(298.15K)，p0(101.325kPa) 下任何单质的吉布斯函数为零 T0，p0 1kmol n1 n2 单质 化合物 标准生成吉布斯函数在数值上= 1kmol化合物在标准状态下的 千摩尔吉布斯函数 列在表12-1中 表12-1 附表7 理想气体 前面强调