章化学热力学第一定律与函数省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx
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1、第第 一一 章章化学热力学基本定律与函数化学热力学基本定律与函数 Concerned with the study of transformation of energy:Heat work1-3 热化学热化学化学反应过程化学反应过程 U U和和 H H第1页n1-3.1 化学反应热效应化学反应热效应1.热效应:热效应:无有效功时,化学反应等温反应过程热无有效功时,化学反应等温反应过程热(Q)。化学反应过程是一个复杂过程,伴有状态函数化学反应过程是一个复杂过程,伴有状态函数改变改变U、H,也有过程函数也有过程函数W、Q等。等。无有效功恒容过程:无有效功恒容过程:QV=U,记为,记为rU无有效功
2、恒容过程:无有效功恒容过程:Qp=H,记为记为rH将过程函数与体系容量性质(状态函数改变量)将过程函数与体系容量性质(状态函数改变量)联络在一起。联络在一起。第2页影响热效应原因有:影响热效应原因有:(1)反应本性;)反应本性;(3)反应物存在形态;)反应物存在形态;(2)反应温度;)反应温度;(4)反应方程式写法。)反应方程式写法。2.热化学方程式热化学方程式反应进度为反应进度为1摩尔(摩尔(=1mol)时反应热效应)时反应热效应称为摩尔反应热效应,记为称为摩尔反应热效应,记为rHm、rUm。第3页 C(石墨)(石墨)+O2(g)CO2(g)要求:(要求:(1)完整化学计量方程式;()完整化
3、学计量方程式;(2)注明)注明反应温度和压强反应温度和压强(或体积或体积),如:,如:(3)注明反应体系中各物质存在形态,包含)注明反应体系中各物质存在形态,包含 s,l,g,晶型等。注意上、下标!,晶型等。注意上、下标!第4页3.恒压热效应与恒容热效应关系恒压热效应与恒容热效应关系作用物,作用物,T,p1,V1生成物,生成物,T,p2,V2 恒压恒压()rH=Qp生成物,生成物,T,p2,V1 恒容恒容()rU=QV 恒温恒温()H,UrH=rH+HrH=rU+p2V1p1V1rH=rU+p1V2p2V1rH=rU+U+p1(V 2V1)第5页产物是理想气体或凝聚态物质都有:产物是理想气体或
4、凝聚态物质都有:rU=0则:则:rH=rU+p1(V 2V1)rH是恒压热效应,是恒压热效应,rU是恒容热效应是恒容热效应即:恒压热效应即:恒压热效应=恒容热效应恒容热效应+p V rH=rU+p V(1)对凝聚态反应体系:)对凝聚态反应体系:V0则:恒压热效应则:恒压热效应 恒容热效应,恒容热效应,rH rU 或或 rHm rUm第6页(2)纯气相反应或有气体参加多相反应)纯气相反应或有气体参加多相反应其中气体可视为理想气体,其中气体可视为理想气体,p V=RT n(g)即:即:rH=rU+p V=rU+RT n(g)或:或:rHm=rUm+氧弹(量热计)或卡计氧弹(量热计)或卡计第7页A(
5、始态始态)B(末态末态)恒压恒压,一步完成一步完成 QpC(中间态中间态)Qp,1Q”p,1D(中间态中间态)E(中间态中间态)二步完成二步完成Qp,2Q”p,2Q”p,2三步完成三步完成(中间态中间态)1(中间态中间态)i(中间态中间态)nn步完成步完成Qp,nQ(n+1)p,n 1-3.2 盖斯盖斯定律定律 C(石墨石墨)+0.5O2(g)=CO(g)rHm=?第8页 按盖斯定律有按盖斯定律有:Qp=Qp,1+Q”p,1 =Qp,2+Q”p,2+Q”p,2 =Qp,n+Q”p,n+Q(n+1)p,n即,热化学方程能够进行代数式一样加减运算即,热化学方程能够进行代数式一样加减运算,故,热效应
6、也能够进行对应运算。故,热效应也能够进行对应运算。在无有效功条件下,在无有效功条件下,rH=Qp,所以,热效应所以,热效应代数和运算就是状态函数代数和运算。代数和运算就是状态函数代数和运算。第9页 C(石墨石墨)+O2(g)=CO2(g)rHm(1)可测可测)CO(g)+0.5O2(g)=CO2(g)rHm(2)可测可测 C(石墨石墨)+0.5O2(g)=CO(g)rHm=rHm(1)rHm(2)(1)包括各反应必须有完整热化学方程;包括各反应必须有完整热化学方程;(2)各反应条件完全相同;各反应条件完全相同;(3)无非体积功存在。无非体积功存在。盖斯定律方法可推广到化学反应其它状态函数算。盖
7、斯定律方法可推广到化学反应其它状态函数算。第10页尤其提醒:尤其提醒:(1)单质:非单质间反应不能组成单质:非单质间反应不能组成“生成反应生成反应”。CO(g)+0.5O2(g)=CO2(g)1-3.3 热化学数据建立及应用热化学数据建立及应用1.标准生成热标准生成热定义:在指定条件(定义:在指定条件(p,T)下,由稳定单质)下,由稳定单质元素反应生成元素反应生成1mol化合物时热效应。记为:化合物时热效应。记为:其中其中B代表所生成化合物。代表所生成化合物。第11页(2)稳定:在给定条件下,最稳定单质形态。稳定:在给定条件下,最稳定单质形态。要求稳定单质标准生成热要求稳定单质标准生成热=0(
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