教案3-热力学.ppt

第三章 化学热力学基础－化学反应的方向 一、化学热力学及其研究目的 二、化学热力学常用术语 三、热化学 1 反应热的测定 1）恒压热效应Qp 2）恒容热效应Qv 3) 热力学第一定律： U= Q-W; 内能U，热量Q和功W 2 焓与焓变 3 热化学方程式 4 热效应的计算 1）Hess 定律（反应热加合定律） 2）标准生成焓（ ） 3）键焓 四、化学反应方向的判断 1 熵 (S) 1）定义及其意义 2）标准熵 3）熵值的一些规律 4）熵变及其计算 5）熵变与反应的自发性 2 Gibbs 自由能变 ?G 与自发反应 1） Gibbs 自由能的定义 2）标准Gibbs 自由能 3） 的计算 4） ?G 与反应的自发性 5） ?G 的物理意义 6）G-H 方程的应用 引言：判断反应方向的参数 2 Fe(s) + 1.5 O2(g) = Fe2O3(s) ?H? = -822 kJ/mol 自发 N2(g) + O2(g) = 2NO(g) ?H? = +180 kJ/mol 非自发 KNO3(s) = K+(aq) + NO3- (aq) ?H? = 35 kJ/mol 自发 ?S? 0 3 H2 (g) + N2 (g) = 2 NH3 (g) ?H? = -92.2 kJ/mol 自发 ? ?S? = -0.199 kJ · mol-1· K-1 热效应： ?H 混乱度（熵）： ?S 综合判断参数： ?G = ?H -T ?S 一、化学热力学及其研究目的 热力学：是研究能量相互转化规律的科学。 化学反应过程中的两个变化：物质和能量 3 H2 (g) + N2 (g) = 2 NH3 (g) Q = -92.2 kJ （放热） 化学热力学：是研究化学变化与能量变化关系的 科学。 讨论化学反应的能量，方向，化学反应进行的程度。 热化学：是研究化学反应中热效应的科学。 二、化学热力学的常用术语 体系与环境：热力学的宇宙 能量交换 物质交换 敞开体系 有 有 封闭体系 有 无 孤立体系 无 无 二、化学热力学的常用术语 状态和状态函数： 状态由一些物理量来确定，如气体的状态由P、V、T、n 等来确定。 状态函数--决定体系状态的物理量。 P、V、T、n 等均是状态函数。它有量度性质（加和）与强度性质。 途径和过程： 状态发生变化的经过称过程。强调始态和终态 完成这个过程的具体步骤称途径。 等温过程：反应前后温度不变 （ ?T = 0） 等压过程：反应前后压力不变 （ ?P = 0） 等容过程：反应前后体积不变 （ ?V = 0） 绝热过程：反应中体系与环境无热量交换 （ Q = 0） 二、化学热力学的常用术语 1. 热和功 1）热(Q)--体系与环境之间因温度不同而交换或传递的能量。 Q0, 体系吸收热量；Q0, 体系释放热量 2）功(W)--除热之外，体系与环境之间以其它形式交换或传递 的能量。无特殊说明，常指体积功。 W0, 体系对环境做功； W0, 环境对体系做功 3） Q 、W特征-- 不是状态函数，没有过程途径就没有热和功。 2. 内能：体系内部储存的总能量称为内能(U，也称热力学能)。 U 为状态函数。体系内能的绝对值至今尚无法知道。 3. 热力学第