[专业文献]02热力学第一定律.ppt

第二章 热力学第一定律 第二章 热力学第一定律 §2.1 热力学基本概念 1 .系统与环境 系统分类 2 .状态和状态函数 状态函数的分类—广度量，强度量 热力学平衡态 3.过程和途径 4 .热和功 5 . 热力学能 §2.2 热力学第一定律 1 .热力学第一定律 2 .热力学第一定律的数学表达式 §2.3 恒容热、恒压热、焓 1. 恒容热 2. 恒压热 3. 焓 4 . 焦耳实验 焦尔实验的讨论，理气的热力学能和焓 §2.4 热容，恒容变温过程、恒压变温过程 1. 热容（heat capacity） 对于凝聚系统，因体积随温度的变化很小，可以认为 2. 气体恒容变温过程 3. 气体恒压变温过程 5. 理想气体的焓 4. 凝聚态物质变温过程 习题 例题 例题 例题 例题 §2.6 可逆过程与可逆体积功 1、可逆过程和不可逆过程 2. 气体可逆膨胀压缩过程 3. 理想气体恒温可逆过程 2.7 理想气体绝热可逆过程 §2.8 化学反应焓 1. 化学计量数 2. 反应进度（extent of reaction ） 3. 摩尔反应焓 4. 标准摩尔反应焓 赫斯定律 在同样温度时： ?rHm ? ?rHΘm （常压下） 5. 恒容反应热与恒压反应热的关系 例题 §2.9 标准摩尔反应焓的计算 1. 标准摩尔生成焓 2.标准摩尔燃烧焓 3.标准摩尔反应焓随温度的变化 习题 1 习题 2 4. 燃烧和爆炸反应的最高温度 4. 燃烧和爆炸反应的最高温度 §2.10 相变焓 1. 相变焓 关于摩尔相变焓的几点说明： （1）定义中的相变过程恒压及无非体积功，故 例题2 2. 相变焓与温度的关系（根据状态函数计算） 反应物 生成物 （2）恒容 与 的关系的推导 生成物 对于理想气体， 所以： 反应物 生成物 （2）恒容 生成物 与 的关系 当反应进度为1 mol 时： 或 25 ℃下，密闭恒容的容器中有10g固体萘C10H8(s)在过量的O2(g)中完全燃烧成CO2 (g)和H2O(l)。过程放热401.727kJ。求： (1) C10H8(s)＋12O2(g)＝10CO2 (g)＋4H2O(l) 的反应进度。 (2) C10H8(s)的?cU?m (3) C10H8(s)的?cH?m 解： ?x = n = m/M = (10/128)mol= 0.078mol ?cU?m=QV/?x =(－401.727/0.078)kJ·mol－1 =－5150 kJ·mol－1 ?cH?m＝ ?cU?m＋ ?n(g) RT ＝[–5150+(10–12)?8.314?(25+273.15)?10–3] kJ·mol–1 ＝–5154kJ·mol–1 例题 标准摩尔生成焓及有标准摩尔生成焓计算标准摩尔反应焓 标准摩尔燃烧焓和用标准摩尔燃烧焓计算标准摩尔反应焓 标准摩尔反应焓随温度的变化——基希霍夫公式 没有规定温度，一般298.15 K时的数据有表可查。 标准摩尔生成焓（standard molar enthalpy of formation） 在标准压力下，反应温度时，由最稳定的单质合成标准状态下一摩尔物质的焓变，称为该物质的标准摩尔生成焓，用下述符号表示： （物质，相态） （稳定单质）= 0 例如：在298.15 K时 这就是HCl(g)的标准摩尔生成焓： 反应焓变为： 为化学计量数。 利用各物质的摩尔生成焓求化学反应焓变： 稳定单质 在标准压力 和反应温度时（通常为298.15 K） 下标“c”表示combustion。 上标“Θ”表示各物均处于标准压力下。 下标“m”表示反应进度为1 mol时。 在标准压力下，反应温度时，物质B完全氧化成相同温度的指定产物时的焓变称为标准摩尔燃烧焓（Standard molar enthalpy of combustion） 用符号 (物质、相态)表示。 Q D m H c 指定产物通常规定为： 298.15 K时的燃烧焓值有表可查。 显然，根据标准摩尔燃烧焓的定义