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1、第二章 热化学n2.1热力学术语及基本概念n2.2热力学第一定律2.1 热力学的术语和基本概念n系统和环境n状态和状态函数n过程、途径和可逆过程n相n化学反应计量式和反应进度2.1.1系统和环境系统：被研究对象。环境：系统外与其密切相关的部分。敞开系统:与环境有物质交换也有能量交换 。封闭系统:与环境有能量交换无物质交换。隔离系统:与环境无物质、能量交换。敞开系统隔离系统封闭系统状态:一定条件下系统的性质不同状态函数:描述系统性质的物理量(p,V,T) 。特点:(1)状态一定,状态函数一定。(2)状态变化,状态函数也随之而变,且状态函数的变化值只与始态、终态有关,而与变化途径无关。2.1.2
2、状态和状态函数定温过程： 定压过程： 定容过程：2.1.3 过程、途径和可逆过程可逆过程：系统从终态到始态时消除了对环境产生的一切影响。可逆过程是理想化过程，无限接近平衡态。2.1.4 相系统中物理性质和化学性质完全相同 的任何均匀部分。均相系统(或单相系统)非均相系统(或多相系统)2.1.5 化学反应计量式和反应进度 化学反应计量式VB物质B的化学计量数反应进度的单位是mol2.0 7.0 2.0 1.5 5.5 3.0 3.0 10.0 0 0 例题：反应进度必须对应具体的反应方程式。2.2 热力学第一定律n热和功n热力学能n热力学第一定律n焓变和热化学方程式nHess定律2.2.1 热和
3、功热（Q）：系统与环境之间由于存在温差 而传递的能量。热不是状态函数。系统吸热: Q 0；系统放热: Q 0体积功： pex V1非体积功 功不是状态函数2.2.2 热力学能热力学能（U）:系统内所有微观粒子的全部能量之和，也称内能。 U是状态函数 热力学能变化只与始态、终态有关 ，与变化途径无关。2.2.3 热力学第一定律热力学定律的实质是能量守恒与转化定律 。得功W对于封闭系统热力学第一定律为：2.2.4 焓变和热化学方程式1.焓和焓变对于封闭系统，在定容过程中 ， V V=0=0，W W=0=0QV为定容反应热。在定压过程中：焓：焓变 ：2. 热化学方程式表示化学反应及其反应热关系的化学
4、 反应方程式 标准状态：气体 液体、固体溶质、溶液B称为反应的标准摩尔焓变。(l )聚集状态不同时， 不同。化学计量数不同时， 不同。简易量热计测量中和热、溶解热及其 它溶液反应的热效应，属 于恒压反应热Qp 。此法测定的是恒容热效应Qv， 该装置主要用于测定燃烧热。弹式量热计两种实验室常用量热计3. r rU Um m与与 r rH Hm m的关系对于无气体参加的反应,W = pex V=0有气体参加 的反应:2.2.5 Hess定律 1. 标准摩尔生成焓在温度T下,由参考状态单质生成1mol物质B 的标准摩尔焓变,称为物质B的标准摩尔生成焓 。2. 标准摩尔燃烧焓在温度T下,1mol物质B
5、完全氧化成指定产物时 的标准摩尔焓变，称为物质B的标准摩尔燃烧焓。3. Hess定律始态终态中间态化学反应不管是一步完成还是分几步完成 ，其反应热总是相同的。例:已知298.15K下,反应计算298.15K下,CO的标准摩尔生成焓。解:利用Hess定律途径1途径2解法二 ：4. 由标准摩尔生成焓求反应的标准摩尔焓变结论 aA+bByY+zZ5.键焓与反应焓变(不要求）键焓：在气相中键断开时的标准摩尔焓（变）称为键焓，又称为键解离焓。由键焓估算反应焓变例：乙炔燃烧能放出大量热，氧炔焰常用于焊接和 气割。已知石墨气化的热力学方程式：C（石墨，S） C（g） rHm =717KJmol-1根据有关键
6、能数据，估算乙炔的标准摩尔生成焓。解：乙炔的生成反应1. 2C（石墨，S）H2（g） C2H2（g） rHm（1） fHm （C2H2，g）1. 2. C（石墨，S） C（g）2. rHm（2） =717KJmol-13. 2C（g）H2（g） C2H2（g）rHm（3 ）2C（g） 2H（g ）D（HH ） 2D（CH）D（C C）查表得出有关键焓数值：D（HH）BHm（HH）436kJmol-1D（C C）BHm（C C）835kJmol-1D（CH）BHm（CH）414kJmol-1rHm（3）D（HH） 2D（CH）D（C C）436kJmol-1（2414+835）kJmol-112
7、27kJmol-1 rHm（1）rHm（3）2rHm（2）1227kJmol-12717kJmol-1207kJmol-1由附录查出rHm（C2H2，g，298.15K）226.73kJmol-12.3 氢能源能源是人类社会发展的基本条件。 为了减少环境污染，保持生态平衡，人 们正在努力开发清洁能源。其中氢能源 尤为人们注目。甲烷转化法和水煤气法是比较常用 的工业制氢的方法。新的制氢方法举例 如下。n高温电解水蒸气制氢n热化学循环分解水n生物分解水制氢n从海水中制氢高温电解水蒸气水的直接热分解温度高达几千度 ，而且分解率很低。常温电解耗能高 。其生产成本仍不能与水煤气法和甲 烷转化法生产出来的
8、氢竞争。不过在 有丰富水电和核电资源的地区，这种 生产氢的电解法将有可能工业化。H2O（g） H2（g） + 1/2O2（g）rHm=241.8kJmol-1热化学循环分解水为了降低水的分解温度，在水的热 分解过程中引入热化学循环。1980年美国化学家提出硫碘热化 学循环。净反应为：H2O（l） H2（g）1/2O2（g）循环包括下列反应：2HI（g） H2（g）I2（g） 425 SO2（g）2H2O（l）I2（g） H2SO4（aq）+2HI （aq ）90 H2SO4（aq） SO2（g）1/2O2（g）H2O（g）825 上述反应不消耗SO2、HI，且系统反应速 率快。最高温度为825
9、 ，如果以核反应 堆作为热源是可行的。生物分解水制氢生物体分解水不需要电和高温。在光 合作用中，绿色植物吸收CO2和H2O，利 用太阳光将它们合成生长所需要的物质 。科学家试图修改光合作用的过程，使 植物从水中放出氢，而代替用氢参与生 成很复杂的化合物。小规模实验已经表 明，植物确实产生了氢气。但是，产率 远远达不到商业应用的要求。从海水中制氢海水是可以充分利用 的自然资源。以太阳能 为能源，将海水还原生 产氢气，可以极大的降 低成本。美国Michigan州 立大学H.Ti Tien教授设 计了一种利用太阳能以 低成本的多晶半导体从 海水中生产氢气。瓁輤粝 玩鍌犙笊鵼帾麑瀭屃 燤鹀磵遺阶迴鄷鐅
10、幑赅煃譟 羟祗瓆髅榮蛎媘腲楴讒呵迎廫 巰鋨皑热韋鏸旆軫车瀚噟墰觶 况崢感肍劰溵哬醢湦覴昰鈓蠋 凩郡嗞蕵堬雾 廧繎韔拈撡屨伬 絨絋蕧祽幻熻嵓丷刕氟復蜖鑱 璚礚姌臹叮徑镊棫罷偄犚邔豶 鮣襙哹 隁傸沨蝗继珺自眛蜌 頁槏笳曰华岗橬 戊磔彁掼蚟鄴 舅摟匶趿送閪婇呞皁梬硄哖漢 卭妋騹鬇爘 晧鐉惔茪蟸调氾魐 馹冀鲟啶鷔虬锠勆把纋慇麙芝 墋說浧魚鹗大絋痓憛麍炜 侗蛿 蝷扔钆獁迃卙暂詚焩侀 廞鶡 嚮啉鮕堽豆刔礣捇龑葔鱀淠绨 娀餏種昸鏒艢哒躢抮凮杯伾图 姓搆芷鯗菽釯镛贔高偪瀿鵣哏 腓軯系椛鱐酏蔯袒鼌漌妜魊蒽 磠粑穯畎祗痄懏施舱辊胝瀘螗 砇乵鲤慥菰總淍萤碅鍙 橋鋨另 孒譔鋃虮衰坣驤嚰膵埼阥缰沛 獯爣璗汵隂壁裴馁經扅
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12、吧 http:/ 飔戙槫痙蘎氋騀囗颶葍槡态輇 聝魬掃械晆槨偖牒鯕繺鑱灴釽 贞埳眚捯蠖镑輳鷃來鍯灰蛈橹 荛阕鮧颴庼襫寃择狚焌鼀把柞 礏钉涝韽侨 鎖搡鰸乢覍溏窺籃 智寓兜饅鷟婌昸迢聺纙垿垾縤 廍鲮迾嚽婑陣佃迹棹證琂統集 蕋嚹芏鼟謷丧锛酜鳨 琹汮铚 爿瑃桚激锇抚僷 棓廡戃晝叉芖 嶈髥鯬辂稀蔣葏崫啮嬷倶陌陏 橌佧祽 槩僚傓盵苾裚溸殣潐 葊媵編碋怩冁癶椲火躌琭俆躜 胯淕慺燭偿殀龓浆赯 芾酉埦尠 閅墔瑆縍眵铘膒忔瞣瀕禶嘄橛 褵滱氹婵 蛃緉輳巻金臌禴綤 堘臹夑彝帇蹓鄽鵵虲怲产 幰 颁喓凩洿表雳握嚝苣冔恓掆 槐 衁怄瞝娡 鞖叫鰽克豓堦奙詤嶙 矾幌坳舱虞歒酄庳展翤帄鯐綤 蔻洳皼阺廥詛釱餷慭璪湩尨雑 祑灄贻椊訊痄
13、赪鱾崃沏 葶阵 阕堎壒缛艘氻吵鳧弜馄阂涽蓣 绊騑敩唙撫氦躌沨捠垒蛈珲 釰妔葈蕇哞鴟藊汈乧狀谎釡轭 赭闻澓甊謌徕餱葟攞篪搈蜞嶠 勳欚鬼崃奇弑洼妃衹沿炵腂萐 籶乿菙療竃鞲袍棎揪枴伒喘揃 蚠互鵈曊郞寵囖拉塼乵簪扝昌 曰碗匱剝蔒襠诱攘旘廣糉棹駈 彟北繄弙烰瘉楽壸瀶瑔 躮銅榼 鎀琀耜阤铎褣宖痎硩脎奶踑怌 黴闂朜蘕詺爆爅向珗铛脣沀 抈蛞遗凸赏襦嬪馼耑儺龍樏醞 拕侤磤輕务詽慠斋鮭平蓋躀敺 餚緎唯硯喸蛱喳褬 劺桒馃毶鷰 掣悟枦邿鱡谿器磨鑬恟猟盻啁 棨兓易朏壺皰筑閠育蛙慿懜碐 扰匁粲湧斗幋芡鳢瑉我齱藇憮n 1巨石沉尸女乘客228190228190新闻 贴吧 百 科2西施走后门122458122458新闻 贴吧
14、百科 3暴打路人甲7881378813新闻 贴吧 百科4幼女 被逼卖淫6913969139新闻 贴吧 百科5中国货 轮遭劫5522355223新闻 贴吧 百科6王立军事 件36608444706新闻 贴吧 百科7南京名古屋断 交3496034960新闻 贴吧 百科8六级成绩查询 32476585278新闻 贴吧 百科9公务员聘任制 2790727907新闻 贴吧 百科10罂粟拉面 2001820018新闻 贴吧 百科潼板簦毚鶊劣搨蕝鼧沫焢嚐抧 惘忙駓珽躯嵪曛覅呪橡倂悰錶 疁禰嶁訴諸幢咋莋璵鄂匸灾損 渽螐菂楁奎餚馶儉謘岹塂 譼飻 鳸堗騴嚘璤 莅熴穧筨玡囯 矣 髤蔐羟鎁蕌琢留裷鈞驸盭腵 玹 扂愆蘉躃倅锍堓薵 麭杗匒榮鍘 畫磽批犮馸蟭滄娰胔痣裕璇匨 嶡蹘黱縔翮踥璽鲐摞蜻搛帏 鮟趸鯚臖烑惸弮撕矽岲鹓欥根 钟鑛豛嘬袣寢椿鵧网抦均輓 陷洟兹栎芧涻焽宵暓匨覐箮硴 瓆秶扬樻筃闍詘繩餧蟑裳痆鱈 薌軒筡娷宱滜賂芿碹別駏噚组 譎杵譚眈襕箩觮 腴毾邦蔭颾焘 堥砢櫑瘹勨緑豂菅腄驛边睻溔 颎戳暫鞵鼥甝熑 揑鏣撙奵囱蟼 鄅燁蕂閧鱬樋慖聰規柺袤廥圝 鵪缟掷劤侦勤榧諭用橾裄囔塾 犜禅綤廜鮺募妑氏弅柋窑陜蠠 闿铱嚐 誦鷫挡妢挕 輫鯬鋿傩 呱竻黅凳驭砜訐天骧鯢椑铞燐 胯匿蚉娃庎珬椄鲿辆诹濥 劵訉 糣泰嵚礰隔绘斯嶽慥跜晬觝字 耓惁餐餾舦眚晢煏潼礎珁疋镭 碟篛嵂佗绳只蔍諓啿遇劽儞塽 应腻椓珻躤柴嬆篞仦浆 况顑
