化学热力学初步无机化学.pptxVIP

1;2; 热力学： 研究某过程中不同形式的能量之间相互转化时遵循的规律。 热力学的理论基础：热力学第一、二定律。 是人类长期科学实践的经验总结，是不能以任何其他定理、定律为基础进行推导或论证的。 ;4;5;6;7;8;9;10;11;12;13;;15;16;17;18;19;20;21;22;23;24;恒容反应热Qv的测定：;26;原理 如图所示的保温杯式量热计可用于测定中和热、溶解热等溶液反应的热效应。(大气压下测定) Q放 = Q吸 Qp = Q溶液+ Q杯 设：c 为溶液的比热；V 为反应后溶液的总体积；?为溶液的密度；C 叫做量热计常数,又设溶液温度升为 ?t °C， 则： Qp= c V ? ?t + C ?t ;2）恒压过程-恒压反应热Qp;H(焓）：仅是体系的能量U+PV的组合形式,本身无物理意义。 可看做新的物理量, 为状态函数,属广度量。其绝对值无法测出。 ?H：对于物理变化过程：?H = H2-H1 单位 kJ.;注意：由于大多数反应在恒压下发生，所以，如果没有 特殊声明，都是指恒压反应，反应热即直接用焓变ΔrH; 若反应是有气体参加,可认为理想气体 P△V ＝ △ngRT 那么 △U ＝ △H - △nRT ?ng 为所有产物和所有反应物气体的物质的量之差。;例1 1atm，298.15K下水的摩尔蒸发热为43.98 kJ.mol-1，求蒸发1mol水的Qv、Qp、ΔU、W 和ΔH。;解:;例2 在101.3 kPa 和100 °C 条件下，反应： H2(g) + 1/2O2(g) = H2O(g) 的 ?rHmθ = -241.8 kJ/mol， 求?rUmθ. ;2.热化学方程式— 表明化学反应与反应热关系的方程式;; ΔrHm 的单位中“mol-1”是指“每mol反应”而非“每mol反应物”或“每mol生成物” 。例：;3. 反应热的计算;始态;例 1：求反应 C(石墨)＋1/2 O2(g) ? CO(g) 的反应热？ 已知： C(石墨) ＋ O2(g) ? CO2(g) ?rHm? 1 = - 393.5 kJ·mol-1 CO(g) ＋1/2O2(g) ? CO2(g) ?rHm? 2 = - 283.0 kJ·mol-1;解2： (1) C(石墨) + O2(g) = CO2(g) △rHmθ1 = -393.5 kJ/mol (2) CO(g) + 1/2 O2(g) = CO2(g) △rHmθ,2 = -283.0 kJ/mol (3) C(石墨) + 1/2 O2(g) = CO(g) △rHmθ = ? 可以看出: 反应 (3) = 反应(1) – 反应(2) 得 C(石墨)＋1/2 O2(g) ? CO(g);运用盖斯定律时应注意的问题: 1. 反应式相加减, △rHm也要相应相加减。 2. 反应式乘了系数, 其△rHm也要乘上相同的系数。 3. 整个反应方向调换, 其△rHm要变符号。 4.合并以及对消的项要完全相同(包括物态、晶型、浓度、压力等) ;2 SO2(g) ＋ O2(g) → 2 SO3(g) (2) ;例3：;2）利用标准摩尔生成焓计算反应热;[问题] 已知物质的△fHmθ ，如何计算反应的△rHmθ ？ [思路]利用Hess定律 ;结论：推广到任何反应 aA + bB → yY + zZ;例1 求下列反应的反应热?rHm? ？ 解： 2Na2O2(s) + 2H2O(l) ? 4NaOH(s) + O2(g) ?fHm? /kJ·mol-1 -513.2 -285.83 -426.73 0 ?rHm? ＝ ?vi?fHm?,(产物) - ?vi?fHm?,(反应物) ＝ 4 ? ?fHm?(NaOH,s)- 2 ? ?fHm?（Na2O2,s）- 2 ? ?fHm?(H2O,l) = 4 ? (-426.73) - 2 ? (-513.2) -2 ? (-285.83) = - 108.9 kJ·mol-1 ;4.焓变与化学反应自发性;3)反应热与化学反应方向;51;3.4 熵和熵变;; 统计解释： n个分子膨胀后有2n种分布状态， 1mol个分子膨胀后有26.02