大学化学 第二章 化学热力学初步.ppt

学习要求： 1.了解热力学能、焓、熵和吉布斯自由能等状态函数的概念 2.掌握盖斯定律 3.理解热力学第一、第二、第三定律的基本内容 4.掌握化学反应的标准摩尔焓变的各种计算方法 5.掌握化学反应的标准摩尔熵变和标准摩尔吉布斯自由能变的计算方法 6.会用ΔG来判断化学反应的方向，并了解温度对ΔG的影响 5.热力学标准状态 100KPa的压力和某一指定温度下物质的物理状态 （1）气体：压力或混合气体中某气体的分压 为100KPa （2）溶液： 100KPa压力，c＝1mol·L-1 （3）固体和液体： 100KPa压力，纯物质 功：系统与环境之间除热之外以其它形式传递的能量。用 W 表示，单位为J或KJ。 热化学：把热力学的理论和方法应用到化学反应中，讨论和计算化学反应的热量变化的学科。 化学反应热：指化学反应发生后，使产物的温度回到反应物的温度（即等温过程），且系统不做非体积功时，系统所吸收或放出的热量。 1.等容反应热QV 封闭系统在不作非体积功(Wf = 0)的条件下，热力学第一定律表示为： △U = QV + We = Q V–△ P V ∵ △V = 0 ∴ △U = QV 即等容反应热等于系统热力学能的变化。 对于一般的化学反应 d D+e E＝f F+g G 其标准摩尔焓变可由下式求得： 即 式中，νB为化学计量数（反应物为负值，生成物为正值）。 如何从理论上判断一个化学反应是否为自发反应？ 在孤立系统的任何自发过程中，系统的熵总是增加的，即 ΔS孤 0 真正的孤立系统并不存在，可把环境和系统作为一个整体来考虑，则 ΔS系+ΔS环 0 自发过程 ΔS系+ΔS环 0 非自发过程 计算 (4) 2C (石墨) + 2H2(g) + O2(g) = CH3COOH(l) = ? △rHm(4) 已知：(1) CH3COOH(l)+2O2(g)=2CO2(g) + 2H2O(l) = - 870.3kJ.mol-1 (2) C(石墨) + O2(g) = CO2(g) = - 393..5kJ.mol-1 (3) H2(g) + 1/2 O2(g) = H2O(l) = - 285.5kJ.mol-1 △rHm(1) △rHm(2) △rHm(3) △rHm(1) △rHm(2) △rHm(3) △rHm(4) ∴ = ×2 + × 2 - =(-393.5)×2 + (-285.5)×2 -(-870.3) △rHm(4) 解： ∵（4）=（2）× 2 + （3）× 2 - （1） = -487.7 kJ.mol-1 四、 标准摩尔生成焓 定义：在标准状态下,由指定单质生成1摩 尔的纯物质时的反应热称为该物质的标准摩尔 生成焓或标准生成热， 符号 ，f代表生成(formation) 单位：kJ.mol-1. △fHm 指定单质的标准摩尔生成焓为零。 例：① C金刚石 + O2（g） = CO2(g) = - 395.4 kJ.mol-1 △rHm(1) C（石墨） + O2（g） = CO2(g) = - 393.5 kJ.mol-1 △rHm(2) △fHm(CO2) = = - 393.5 kJ.mol-1 △rHm(2) △fHm(NH3) =