第二章 热力学第一定律图和例题.ppt

第一章 热力学第一定律 §2.11 热化学 例题2.12 正庚烷的燃烧反应为 C7H16（l）+11O2（p?，g）=7CO2（p?，g）+8H2O（l） 25℃时，在弹式量热计中1.2500g正庚烷充分燃烧所放出的热为 60.089 kJ。试求该反应的恒压反应热效应(298K)。 解：正庚烷的摩尔质量M=100g·mol-1，反应前的物质的量为 第一章 热力学第一定律 §2.11 热化学 由于充分燃烧，反应后物质的量n=0，所以反应进度： 在弹式量热计中反应为恒容反应，故 =－4807 kJ·mol-1 =（－4807－4×8.314×10-3×298）= -4817kJ·mol-1 第一章 热力学第一定律 §2.12 标准摩尔反应焓的计算 例2.15 计算1000K温度下，下列反应的标准摩尔焓 2MgO(s)+Si(s) SiO2+2Mg(g) 已知MgO(s)及SiO2 (s)的 分别为-611.282 及-85.077kJ?mol-1,金属镁的摩尔升华焓近似取151.126 kJ?mol-1，各 物质的定压摩尔热容（ ）分别为： Mg(g): MgO(s)： Si(s)： SiO2(s)： 第一章 热力学第一定律 §2.12 标准摩尔反应焓的计算 分析：由题意可知，反应过程中有相变化发生 解：过程框图如下: 第一章 热力学第一定律 §2.12 标准摩尔反应焓的计算 2MgO(s)+ Si(s) 1000K 标准态，标准态 2MgO(s)+ Si(s) 291K 标准态，标准态 2Mg (g) + SiO2(s) 1000K 标准态，标准态 2Mg (s) + SiO2(s) 291K 标准态，标准态 2Mg(g) 291K, 第一章 热力学第一定律 §2.12 标准摩尔反应焓的计算 第一章 热力学第一定律 §2.12 标准摩尔反应焓的计算 设忽略温度对升华热的影响 第一章 热力学第一定律 §2.13 绝热反应——非等温反应 例2.16：甲烷（ ）与理论量二倍的空气混合，始态温度 25℃，在常压（ ）下燃烧，求燃烧产物所能达到的最高 温度。设空气中的摩尔分数为0.21，其余均为氮气。 解：（1）假设燃烧1molCH4 ，则根据化学反应方程式 理论需要O2量：2mol 实际用O2量： 第一章 热力学第一定律 §2.13 绝热反应——非等温反应 （2）过程框图如下： 1molCH4+4molO2 +15.05molN2 T0=298.15K 1molCO2+2molH2O(g) +2molO2+15.05molN2 T 1molCO2+2molH2O(g) +2molO2+15.05molN2 T0=298.15K 第一章 热力学第一定律 §2.13 绝热反应——非等温反应 查表得： (3) 第一章 热力学第一定律 §2.13 绝热反应——非等温反应 如果直接将 的关系式代入公式求T，需要解二次或三次方程。若采用 数值，计算就简单多了，当然简单是以牺牲准确性为代价的。不过，只要在允许范围内，我们还是选用简单方法。 欲用 计算T，需先估算出T，求出温度区间T-T0后，再确 定该温度区间的 。 (4) 用T0温度下的 估计T (3) 第一章 热力学第一定律 §2.13 绝热反应——非等温反应 =601.3J?mol-1 ∴实际温度应低于1623K，大致为1500K左右。 第一章 热力学第一定律 §2.13 绝热反应——非等温反应 (5)求 之间各物质的 利用下式 求得 =680.46J?K-1 =1477K 在计算T的过程中不要把不参加反应的N2丢了。 第一章 热力学第一定律 §2.4 膨胀功与可逆过程 解：首先画出过程框图如下： 第一章 热力学第一定律 §2.4 膨胀功与可逆过程 第一章 热力学第一定律 §2.4 膨胀功与可逆过程 =－1550－1550=－310