141 General Chemistry 02 热化学与能源.ppt

1.烟煤(未成煤):高热量.高硫量2.褐煤(褐色):低热量.低硫量3.泥煤(软煤):高热量.高硫量.产量大4.无烟煤(硬煤):高热量.低硫量.产量小石油石油的分布沙特阿拉伯:25.3%伊拉克:9.5%科威特:9.5%伊朗:9.0%聯合大公國:8.8%委內瑞拉:7.0%墨西哥:4.9%俄罗斯:4.7%美國:2.8%其他:18.5%天然气煤气和液化气氢能光-热转换光-电转换光-化学转换体积功和非体积功体积功：在环境压力一定条件下，由于系统体积变化与环境之间交换的那部分能量叫做体积功，用符号W表示，单位为J.w=-pΔV非体积功：除体积功以外的一切功w′思考：1mol理想气体，密闭在1)气球中，2)钢瓶中；将理想气体的温度提高20oC时，是否做了体积功？答案：1)做体积功，2)未做体积功。3.无序能和有序能有序能：物质内部分子以有序运动而传递的能量，如电能无序能：物质内部分子杂乱无章的顺序运动而传递的能量，如热定义：系统内部微观粒子所具有的能量的总和。4.热力学能U(thermalenergy)单位：J，kJ热力学能变ΔU：说明：体系自身的性质,决定于状态，是状态函数热力学能只与始态、终态有关，与变化途径无关。其绝对值至今尚无法直接测定，只能测定到?U。思考：同样的物质，在相同的温度和压力下，前者放在10000m高空，以400m/s飞行的飞机上，后者静止在地面上。两者的内能相同吗？答案：相同。内容：在任何过程中能量不会自生自灭，只能从一种形式转化为另一种形式，在转化的过程中能量的总值不变。又称能量守恒定律5.热力学第一定律表述：ΔU=U2－U1=q＋wa.任何形式的能都不能凭空产生也不能凭空消失，宇宙（环境+体系）的能量是恒定的。b.第一类永动机是不可能制成的。关于热力学第一定律说明：a.热和功都不是状态函数，而是与途径有关的量b.热和功的总和与热力学能变相等，是与过程的具体途径无关的量c.热力学能是状态函数，是与变化途径无关的量1.2.2化学反应的反应热与焓1.等容反应热qV与热力学能在恒容、不做非体积功的条件下：ΔV=0，w=0，w′=0根据热力学第一定律：ΔU=q+w可得：ΔU=qv2.等压反应热qp与焓令:U+pV=H（焓）可得：qp＝H2－H1＝△H（焓变）在恒压、不做非体积功的条件下：焓的定义式焓的性质:a.复合状态函数，U+pV,能量量纲,绝对值无法确定b.物理意义不直观，仅在特定条件下(封闭体系、只做体积功、等压过程)才有qp=ΔH吸热(endothermic)，qp0,ΔH0焓增(positive)放热(exothermic)，qp0,ΔH0焓减(negative)c.广度性质，具有加和性d.与聚集状态和温度有关:State:H(solid)H(liquid)H(gas)Temperature:H(higher)H(lower)e.H是状态函数，ΔH(正向)=-ΔH(逆向)f.焓的设立是为了方便处理热力学问题，而非体系中所含的能量已知 定容反应热：qV=ΔU； 定压反应热：qp=ΔUp+p(V2–V1) 对于等温过程，ΔUp?ΔUV，则：qp–qV=Δn(g)RT对于理想气体反应，有：对于有凝聚相参与的理想气体反应，由于凝聚相相对气相来说，体积可以忽略，因此在上式中，只需考虑气体的物质的量。ΔH–ΔU=qp–qV=p(V2–V1)思考：若反应C(石墨)+O2(g)→CO2(g)

的qp,m为–393.5kJ·mol–1，则该反应的qV,m为多少？该反应的Δn(g)=0，qV=qp所以 对于没有气态物质参与的反应或Δn(g)