大学基础化学课件工科化学热力学基础.pptVIP

* * 故反应在1273K时能够自发进行。 由于反应在298.15K时是吸热、熵增加的反应，故反应能够进行的最低温度为： * 高炉炼铁（Fe2O3+CO) Fe ?Al ? 　　Al2O3(s) + 3 CO(g) = 2 Al(s) + 3 CO2(g) 汽车尾气 NO(g) + CO(g) ? N2 (g) + CO2(g) ? -1582.0 -137.2 0 -394.4 86.6 -137.2 0 -394.4 * 内能、焓、熵、自由能四个热力学状态函数的比较 内能(U) 焓(H) 熵(S) 自由能(G) 相同点 都是状态函数，具有状态函数的特征 都是具广度性质的状态函数，数值与参与变化的物质的量有关 各函数的改变量计算符合Hess定律 不 同 点 含义 各不相同 有无绝对值 无 无 有 无 标准态时最稳定单质的取值 ? 0 0 ? 0 0 单位 kJ·mol-1 kJ·mol-1 J·mol·K-1 kJ·mol-1 改变量随温度的变化 不大 不大 不大 大 * 稳定单质的标准摩尔生成焓为零 C : 石墨 Br : Br2 (l) P : 白磷 Hg : Hg (l) O : O2 (g) S : 斜方硫 稳定单质： * 对反应 a A + c C = d D + g G ： 化学反应的标准摩尔焓变 * 例：计算下列反应的 2 Na2O2 (s) + 2 H2O (l) = 4 NaOH (s) + O2 (g) 解：查表得各物质的 ?rHm 如下： Na2O2 (s) H2O (l) NaOH (s) O2 (g) -510.9 -285.8 -425.6 0 * 练习题： 由以下两个反应热求NO的标准摩尔生成焓。 (1) 4 NH3(g) + 5 O2(g) = 4 NO(g) + 6H2O(l) (2) 4 NH3(g) + 3 O2(g) = 2 N2(g) + 6H2O(l) (90kJ·mol-1) * 表示化学反应及其反应热关系的化学方程式 5. 热化学方程式 热化学方程式的书写： 配平化学反应方程式 标明物质所处的状态(s、l、g或aq)和晶形 注明温度和反应是否在标准态下进行 标明反应热 * 参加化学反应各物质的聚集状态的影响 化学反应计量系数的影响 注意： * 6.2.3 Hess (黑斯、盖斯) 定律 始态 终态 中间态 内容：一个化学反应如果分几步完成，则总反 应的反应热等于各步反应的反应热之和 * 例：已知298.15K下，反应 计算298.15K下，下列反应的热效应。 * 解法一：利用Hess定律 途径1 途径2 * 解法二： * 练习题：已知下列热化学反应方程式： Fe2O3 (s) + 3 CO (g) = 2 Fe (s) + 3 CO2 (g) 3 Fe2O3 (s) + CO (g) = 2 Fe3O4 (s) + CO2 (g) Fe3O4 (s) + CO (g) = 3 FeO (s) + CO2 (g) 计算下列反应的 FeO (s) + CO (g) = Fe (s) + CO2 (g) (-16.7kJ·mol-1) * 6.3 化学反应方向的判据 6.3.1 自发变化过程 6.3.2 化学反应的自发性与反应的焓变 6.3.3 化学反应的自发性与熵变 6.3.4 化学反应的自发性与吉布斯自由能变 6.3.5 有关 的计算 * 6.3.1 自发(spontaneous)变化过程 锌置换硫酸铜溶液反应 Zn(s) + Cu2+(aq) ? Zn2+(aq) + Cu(s) 在给定条件下不需要外加能量而能 自动进行的过程称为自发的变化过程 水从高处流向低处 热从高温物体传向低温物体 铁在潮湿的空气中锈蚀 * 6.3.2 化学反应的自发性与反应的焓变 如： H2(g) + 1/2O2(g) = H2O(l) H+(aq) + OH-(aq) = H2O(l) 许多放热反应能够自发进行 * 有些吸热反应也能自发进行 焓变只