化学反应中的能量关系.pptx

第二章化学反映中的能量关系;化学热力学：

应用热力学的基本原理研究化学反映过程中能量变化问题的学科。

化学热力学重要解决化学反映中的三个问题：

①化学反映中能量的转化；

②化学反映的方向性；

③反映进行的程度。;2.1.1基本概念;（2）相：

任何物理和化学性质完全相似的部分。

如：气相、液相和固相。;2.1.1.2状态和状态函数;

状态函数按照其性质能够分为两类：

（1）广度性质的状态函数：

物理量的量值与系统中物质的量成正比，含有加和性。如体积、质量、热力学能等。

（2）强度性质的状态函数：

物理量的量值与系统中物质的量的多少无关，只取决于系统本身的特性，不含有加和性。如温度、密度、压力等。;2.1.1.3热和功;规定：;2.1.1.4热力学能;2.1.2能量守恒定律;系统在初始状态含有热力学能U1，在一种状态变化中，系统吸取了600J热能的同时，又对环境做了450J的功，求系统的能量变化和终态的热力学能U2。;与上题相似的系统，系统的初始能量状态为U1，系统放出了100J热能的同时，环境又对系统做了250J的功，求系统的能量变化和终态的热力学能U2。;;2.1.3.1定容反映热（Qv）

系统变化时体积不变且不做非体积功:

W=－p△V=0

△U=Q+W=Qv

在不做非体积功的条件下，定容反映热效应在数值上等于系统热力学能的变化。;2.1.3.2定压反映热（Qp）;

Qv和Qp的关系;2.1.4化学反映热的计算;热化学方程式的书写：

●注明反映的温度和压强条件

●注明反映物与生成物的聚集状态（g,l,s)

●同一反映，反映系数不同，Qp值也不同;●正逆、反映的反映热效应绝对值相等，符号相反;始态;已知298.15K下，反映：;;2.1.4.3标准摩尔生成焓和标准摩尔反应焓变;在原则态下，由最稳定的单质生成单位物质的量的某物质的焓变（即恒压反映热），称为该物质的原则摩尔生成焓（）.;????;有关原则摩尔生成焓：

●同一物质不同聚集态下，原则生成焓数值不同

?fHm?（H2O，g）=-241.8kJ?mol-1

?fHm?（H2O，l）=-285.8kJ?mol-1

●只有最稳定单质的原则摩尔生成焓才是零；

?fHm?（C，石墨）=0kJ?mol-1

?fHm?（C，金刚石）=1.9kJ?mol-1

●p335附录2中数据是在298.15K下的数据。

●同一物质在不同温度下有不同的原则摩尔生成焓;;例计算恒压反映：;2.2化学反映的自发性;诸多放热反映(?rHm0)在298.15K、原则态下是自发的。;298.15K、原则态下，反映非自发。1123K时，反映自发。;在统计热力学中，把微粒的状态数用Ω表达，则热力学熵（符号S）就有：;熵S是微粒原子及其分子等结合态的混乱度在宏观上的一种量度，熵值的变化ΔS是介观微粒混乱度变化在宏观上的体现。微粒运动状态数Ω越多，越混乱，它们的动能也就越大。;体系的混乱度愈大，熵越大。熵是状态函数，熵的变化只与

体系的始态、终态有关，而与途径无关。;2.2.1.2原则摩尔熵;●相似原子构成的分子中，分子中原子数目越多，熵值越大

S?O2(g)S?O3(g)

S?NO(g)S?NO2(g)S?N2O4(g)

●构造相似，相对分子质量不同的物质，Sm?随相对分子质量

增大而增大Sm?(HF)?Sm?(HCl)?Sm?(HBr)?Sm?(HI)

●相对分子质量相近，分子构造复杂的，Sm?大

Sm?(CH3OCH3,g)?Sm?(CH3CH2OH,g);例:计算298.15K、原则状态下反映CaCO3(s)?CaO(s)+CO2(g)的原则摩尔反映熵?rSmθ。;1878年，吉布斯提出一种综合了体系焓变、熵变和温度三者关系的新的状态函数变量，称为摩尔吉布斯自由能变量（简称自由能变），以?rGm表达。;在定温定压下，任何自发变化总是体系的Gibbs函数减小。;类型△G;CuCl2(s)＝CuCl+1/2Cl2(g)在原则态，298.15K时不能自发反映，但在高温时能够自发进行反映，则()

A.?rHm?0