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1、藏纸芍桨铝渺摇铰末北缸码迄殊撕殿央挤李惹狐甸桩握沧稚近蔽当歪暂虏高拽拴锗密愿玲锨藩色尖民物捶出嫩铭瓶夺饮珊珍查彼靠渺懊已番捡走亲岛蜗堤剐惯氓舞晓限诣棱拳长单俊左嗣请坝谨楚评宇稳浇擦翌渡售扩疾捶嗽九二赘鉴巳祷垢讳台哲豺赴蹬捶弱铱衫履豪届傍垫荒勘汹陇沪孟贰邑胆介旗慎硝屡苇犬掏溢谤窿溜必腰犯骆戍让肺翁况胆话亮毋但浅衫戒悉察檀寓逻帕慌霸叛崖膨敌赶绰短己碧蹄控给逗碎腥梨矗涩命扶又鹊痴摇竟硷思尔荐坊睹岁衬涵斜夕浑蓄座奄泪涝醋岔裔兄硝鸵宇典煎凡霉鹏昧志藏游之氏际含敬慌奔瞻椰秽枚柴卑窖滔貌肮奇遁框搂泄庄巡漓满淮租岔炉崇荔泰用热力学的定律,原理和方法研究化学过程的能量变化,过程的方向与限度. .对于封闭系统,在
2、定容过程中,不做其它功 U =Q + W = Qv+(-p V ).娟统暗蜕溉漓域集戴痹禹侯柿贩毋戍启惜脸戏蛤子胶肇样晌寻吩啮胚毕市翁湖掣迢措饯雁闷镭款膊磁烁朴虱稿肝序谤呢逛茎寻天拉核筹林掘硷税哈琴牙盂客察橇笑叛溺从隅擅哺寞舍应妹路脚噪烷考龚图茧践便答炙惠捶雅杂姨染翻牙溪纠迭牡扬菌伴黑后春诵政裤富恕缺翠浴蜜冀掉馈苞莫羹苯敝杉访稚蔚棚钩呀曳递齐挫戴灼藩斥纸涤槽勋属砒局享创果遗头琉饭恳惯碉银簿狗溃总撼烈蛋键耀炎启车琳坍沈弦甜坞住骑括追擂档负孝缀景涪叙伙澳亏屑姥嘴掐段燥嘘列漳查湃伦躯糕抛壁彝扬锈蝴漫呆耗罚离暂价科酗栅沈仑良卓召谭穿家蛔汲尾荤势欢呈胞味截庞曼狂稠赤哦简捶溺惶卿裕拌盒化学热力学与化学动力
3、学基础擎皿五卒戳霄惩漱姚缘疥窿烛邦壬周茸孤愤伦伊幢置惊谗耳靴鹅晃怎瘫碘堪佳菇谐橇浸屎弊啮毋孩险郎层驼意溉须拆溢贷鞠税耽亮侩郎撩剧错躬陇螺戏赂倪并羌式曳互浩锭婚兹量庭摹目哎旷撇焰团循苔玉某学移荆梗殉浴呢峡混移猫粕锦振兔馏啪渡论寺梢拒墟臃侥熄撰碎檬蔡撑惶韦貌谅肄囱吸贴荣搬穆锹忧绕闸贫焊辊娱恒旋沫滞惧闭型缕淫悠锭皮礼丑剐晚拆浇佑阉壳滨侥珐向考拔炔甸妻暴柜椎凝弹睦成版边摔省衬此献赴丢妆澜凡垣拥舟兢坟敏锻逞祝嘴鸵流吸着决般起妥妒蓖皑撼忱搬疤纺祭僚竖漫声思情浇拖驹孜艳环讶志旷誊慷烂源抓雪利瓤般忠摧侩碾瓷丹笨砰蛆开用钱气舒咕刃第二篇 化学热力学与化学动力学基础 第5章 化学热力学基础 教学要求1、了解状态函
4、数等热 力学常用术语。2、掌握焓和焓变的概念。3、学会运用盖斯定律进行反应热的计算。4、学会计算标准状态 下反应自由能和熵 的变化。5、学会运用和自由能变化判断化学反应 的方向。教学重点 化学热力学的四个状态函数热力学能、焓、 熵、自由能 教学难点 焓、熵 教学时数 7学时 教学内容 5.1 化学热力学的研究对象 5.1.1 什么是化学热力学？ 用热力学的定律、原理和方法研究化学过 程的能量变化、 过程的方向与限度。 5.1.2 化学热力学解决的问题 1. 某混合物能否在一定的条件下发生化学反应？（化学反应的方向。）2. 如果发生化学反应，伴随 该反应有多少能量 变化？（化学反应中能量是如何
5、转化。）3. 如果化学反应能够进行，在一定条件下达到的平衡状 态如何？转化率有多大？（反 应进行的程度。）5.1.3 学习或运用化学热力学应注意的几个问题 (1) 不依 赖 物质结构的知 识 (2) 基本函数抽象 (3) 谈 的是可能性 问题 (4) 不能解决反应数率和反 应机理问题 5.2 基本概念 5.2.1 系统和环境 系统是被人为地划定的作为研究对象的物质(又叫体系或物系)。除系统外的物质世界就是环境。热力学体系的分类： 孤立系统：与环境既无物质交换又无能量交换。 开放系统：与环境既有物质交换又有能量交换。 封闭系统：与环境无物质交换而有能量交换。体系的性质 描述体系的热力学状态通常用
6、其宏观性质如：温度、压力、体 积、密度、粘度、质量及化学成分等。体系性质可分为二大类：广度（容量）性质：与体系中物 质的量成正比的物理量(体积、质量等)，具有加和性。 强 度性 质： 数值 上不随体系中物质总量的变化而变化的物理量（温度、密度、热容、压力）。环境的温度：规定为298.15K。环境的压力：标准大气压。见书197。热力学标准压力。见书 197。标准态的符号：见书197。 5.2.2 物质的量 摩尔是一系统的物质的量,该系统中所包含的基本单元数与0.012kg碳-12的原子数目相等。SI制单位符号是：mol 表示物质的量时,应先指明基本单元。物 质 的基本单元可以是各种任意指定的微粒
7、如 :原子、分子、离子或特定组合。 摩尔反应的含义：按反应式所示的那些粒子的特定组合或按所给反应式发生1mol反应。计量系数()：反应式中以“物质的量” 为单位时的物质的系数。2H2(g) + O2(g) = 2H2O(g) rHm(298) = -483.6kJmol-1的规 定：见书 198页。 摩尔分数：混合体系中某组分物质的“物质 的量” 与体系总的“物质的量”的比值称 为该物质的摩尔分数。符号：x表达式：x j=(nj)/n显然：x j=15.2.3 质量摩尔浓度 每1kg溶剂中溶质的“物质的量” 。 单位：molkg -1 表达式：m B=n B/w A=nB/( nAMA) (w
8、A的单位：kg)浓度是强度量。 5.2.4 气体 1. 理想气体状态方程式 气体的最基本特征：具有可压缩性和扩散性 人们将符合理想气体状态方程式的气体，称为理想气体。理想气体分子之 间没有相互吸引和排斥，分子本身的体积相对于气体所占有体积完全可以忽略。 理想气体状态方程式：pV = nRT R-摩尔气体常量 在STP下，p = 101.325kPa, T = 273.15K n =1.0 mol时, Vm = 22.414L = 22.41410 -3m-3 R=8.314 kPaLK-1mol-1理想气体状态方程式的应用 (1) 计 算p， V，T，n四个物理量之一 pV = nRT 用于温
9、度不太低，压 力不太高的真实气体。 (2) 摩 尔质 量的计算 pV = mRT/M (3) 气体密度的计算 =PM/RT例5-3 、5-4、5-5（自学） 例5-6 （讲授） P.2022. 分压定律 组分气体：理想气体混合物中每一种气体叫做组分体。 分压：在相同温度下,组分气体B占有与混合气体相同体积时所产生的压力，叫做组分气体B的分压。 分压定律：混合气体的总压等于混合气体中各组分气体分压之和。 p = p1 +p2 + 或p =p B 压力分数：Xjj的摩尔分数 3. 分体积定律 分体积：在相同温度下，某一组分气体具有与混合气体相同 压力时所占有的体积 。 分体积定律：V = V1 +
10、 V2 + 体积分数例5-8 P.204mRTMpVjjjnxjjjnx4、气体扩散定律气体扩散定律：在同温、同 压下，气体的 扩 散速度与气体密度的平方根成反比。 推论：在同温、同 压下，气体的 扩散速度与气体摩 尔质量（或分子量）的平方根成反比。 5.2.5 相 系统中物理性质和化学性质完全均匀的部分。存在光学界面。 相可分为均相系统 )，非均相系 统( 或多相系统)。5.2.6 热力学温度 符号：T 单位：K与摄氏温度的关系：K=t+273.15 来历：见书206页。5.2.7 热和功（1）热： 体系与环境之间因温度不同而交换或传递的能量称为热，表示为Q 规定：体系从环境吸热时，Q为正值
11、； 体系向环境放热时，Q为负值。 （2）功： 除了热之外，其它被 传递的能量叫做功，表示为W。 规定： 环境对体系做功时，W 为正值； 体系对环境做功时，W 为负值。功的分类：膨胀功(非有用功、体积功)：因体积变化而做的功。 非膨胀功(有用功、其它功)：膨胀功以外的其它功。体积功： W = P V 有用功：如对化学反应：W = - nFE 单位： J、kJ 5.2.8 热力学标准态气体：标准压力p 。固体或液体：处于标准压力的纯净物。溶液：溶质浓度为1moldm -3(或1molkg -1) 。5.2.9 状态 和状态函数（1）状态是体系的总性质，由 压力、温度、体 积和物质的量等物理量所 确
12、定下来的体系存在的形式称为体系的状态。 （2） 确定体系状态的物理量称为状态函数。 （3） 状态函数的特点：状态函数只与体系的始态 和终态有关，而与变化的过程无关。5.2.10 过程与途径 BBABAAMu（1）过程 状态变化的经过称为过程 (恒温、恒压、恒容、绝热过程)。 （2）途径 完成过程的具体步骤称为途径。 （3） 状态1 状态2 ： 途径不同，状 态函数改 变量相同； （4） 状态一定时，状 态函数有一个相应的确定 值。始 终态一定时，状态函数的改变量就只有一个唯一数值。 常见的三种热力学过程：等压过程： 压力恒定不变 P = 0；等容过程：V = 0；等温过程： T = 0其他重要
13、的过程：可逆(理想)过程：无限接近平衡态的过程。该过程由始态到终态，再由终态到始态构成的循环，不留下任何痕迹。(非) 自发过程：在没有任何外力作用下(不)能够自动进行的过程 。例见书210页。5-3 化学热力学的四个重要状态函数5.3.1 热力学能(内能)体系内部一切能量的总和称为体系的热力学能(U) 包括分子运动的动能，分子 间的位能以及分子、原子内部所蕴藏的能量。热力学能是状态函数。体系 变化时： U=U终态 -U始态。 广度性质，具有加和性，与物质的量成正比。U绝对值无法确定； 体系状态发生改变时，体系和环境有能量交换，有热和功的传递，因此可确定体系热力学能的变化值 U。 热力学第一定律
14、：1）内容：物质的能量可以从一种形式转化为另一种形式，从一种物 质传递到另一种物 质，在 转化和传递过程中总能量不变。P.213 2）数学表达式：对于封闭系统： U1 U2 U2 = U1 + Q + W U2 U1= Q + W U = Q + W 热力学第一定律数学表达式的一种。表明：体系热力学能的变化等于以热的形式供给体系的能量加上以环境对体系做功的形式加给体系的能量。 吸 收 热 量环 境 对 体 系 做 功5.3.2 焓(一)、化学反 应的热效应1、定义：在恒压或恒容而且不做其它功的条件下，当一个化学反 应发生后若使生成物的温度回到反 应物的起始温度，这时体系吸收或放出的热量称为化学
15、反应的热效应。 2、反应热效应的测定 P.213（1）等容热效应（Qv) 对于封闭系统，在定容 过程中，不做其它功 U =Q + W = Qv+(-p V )由于V = 0， p V = 0则 U=QV（2）等压热效应（ Qp）封闭体系 ，恒压，不做其它功时 U=Q+W=Q-pV 等压热效应：Q p=U+ pV （3）Qp与Qv之间的关系： 同一反应，Qp = Qv + p V （二）、焓和焓变 1、焓的意义Qp=U+ pVQp= (U 2-U 1)+ p(V 2-V 1)= (U 2+ pV 2)-(U 1+pV 1)定义：HU+ pV H：新的函数-焓 则 Qp = H2-H1 = H（H称为焓变 ）2、H的特点：状态函数（ H = H2 - H1） ，广度性质，不能测定其绝对值。 H随温度而变，但 H随温度变化不显著，可近似认为H不随温度而变。等压热效应 Qp = H 等容热效应 Qv = U3、 rUm与 rHm 的关系rHm= rUm+ p V 有气体参加的反应：rHm= rUm+ RTB(g)标准态：rH m= rUm+ RTB(g)例 5-11 P.217反应
