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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,作业,复习题（,P126,）,:1,(1)(3)(4)(10),；,2,(2)(4),习题（,P129,）：,5,12,，,23,，,30,，,32,热力学第一定律,交作业时间：,6.1,（下周,3,）,2,11,第一定律对于化学反应的应用,热化学,(Thermochemistry),热化学：反应热的测量与计算,反应热与反应进行的多少有关,一、化学反应进度,(Extent of reaction),任意反应,a,R,1,+,b,R,2,+,e,P,1,+,f,P,2,+,写作,B,：参与反应的任意物质,B,：,B,的化学计量数，无量纲，与,方程式写法有关,例：,3H,2,+N,2,=2NH,3,(H,2,)=-3,6H,2,+2N,2,=4NH,3,(H,2,)=-6,定义：,(1),：反应进度，,mol,(2),的意义：若,1mol,，则,n,B,B,mol,2mol,，则,n,B,2,B,mol,例：,3H,2,+N,2,=2NH,3,(3),值与,B,的选择无关而与方程式的写法有关,注：通常所说的反应热均指,1mol,时反应系统吸收或放出的热量,6H,2,+2N,2,=4NH,3,二、反应热,(Heat of reaction),等容反应,(Q,V,),：,等压反应,(Q,P,),：,在计算,r,U,m,和,r,H,m,时，必须,(1),写出反应方程式；,(2),注明各物质的状态。,(,热化学方程式,),反应模型：反应进行到底，无混合,定义,1,：当体系发生反应之后，,使产物的温度回到反应前始态时的温度,，体系放出或吸收的热量，称为该反应的热效应,。,定义,2,：,在等温且无非体积功,的条件下，反应系统吸收或放出的热量。,3H,2,(g,P,)+N,2,(g,P,)=2NH,3,(g,P,),焓的变化,反应物和生成物都处于标准态,反应进度为,1 mol,反应（,reaction,）,反应温度,反应热，通常指等压摩尔反应热,三、反应焓变（反应热）,(,r,H,m,),的计算,其中,H,m,B,不可知，所以只能用各,物质摩尔焓的相对值,进行计算。,(1),生成焓,(Enthalpy of formation),：,在,标准压力（标准状态）,下，在进行反应的温度时，由,最稳定单质,生成,标准状态下,1mol,化合物,B,的反应称,B,的生成反应。生成反应的摩尔焓变叫,B,的标准摩尔生成焓,(,生成焓,),，,f,H,m,（,B,相态,T),稳定单质,(,标准压力,),1mol B(,标准压力,),f,H,（,B,相态,T),例如：在,298.15 K,时,这就是,HCl(g),的标准摩尔生成焓：,反应焓变为：,(1),生成焓,(Enthalpy of formation),：,除了直接由单质合成的化合物的生成焓可由实验测定，但多数化合物并不能由稳定单质生成，此时可借助,Hesss Law,来计算。,(2),由,f,H,m,计算反应热：,a,R,1,+,b,R,2,+,e,P,1,+,f,P,2,+,r,H,m,=?,稳定单质,(,标准状态,),r,H,m,(298.15K),可由手册数据计算,例：,2HCl(g)+2Ag(s)2AgCl(s)+H,2,(g),r,H,m,(298K)=2,f,H,m,(AgCl,s)-2,f,H,m,(HCl,g),2.,由燃烧焓计算反应热,f,H,m,(298.15K),可查手册,（,1,）在,标准压力下,，,反应温度,时，,1mol,物质,B,完全氧化,成相同温度的指定产物时的焓变称为标准摩尔燃烧焓（,Standard molar enthalpy of combustion,）,指定产物通常规定为：,金属,游离态,显然，规定的指定产物不同，焓变值也不同，查表时应注意。,例如：在,298.15 K,及标准压力下：,则,(2),由,c,H,m,计算反应热,四、反应热的测量,(Measurement of heat of reaction),1.,量热技术及量热计,2.,等压反应热与等容反应热的关系：,条件：气体为理想气体,思考：公式的推导过程为什么是,错误,的？,Reactants,Products,(2),等容,Products,(1),等压,r,H,1,（,3,）,对理想气体：,0,五、反应热与温度的关系,(Temperature-dependence of reaction heat),R(,T,1,p,),P(,T,1,p,),等,T,1,p,r,H,m,(,T,1,),R(,T,2,p,),P(,T,2,p,),等,T,2,p,r,H,m,(,T,2,),r,H,m,(,T,1,),r,H,m,(,T,2,),Kirchhoff,公式,意义：,r,H,m,随温度的变化取决于,产物与反物的热容差。,Kirchhoff equation,的本质：,R(,T,1,p,),P(,T,1,p,),r,H,m,(,T,1,),R(,T,2,p,),P(,T,2,p,),r,H,m,(,T,2,),?,注意：,T,1,T,2,间任何物质不能发生相变,(,为什么,?),思考：,1.,等容过程怎么用基尔霍夫公式？,2.,对于相变热，溶解热，混合热这些物理过程的热效应，,基尔霍夫公式是否适用？,1840,年，根据大量的实验事实赫斯（,G.H.Hess,）提出了一个定律：,反应的热效应只与起始和终了状态有关，与变化途径无关。,不管反应是一步完成的，还是分几步完成的，其热效应相同，,当然要保持反应条件（如温度、压力等）不变。,其应用：,对于进行得太慢的或反应程度不易控制而无法直接测定反应热的化学反应，可以用赫斯定律，利用容易测定的反应热来计算不容易测定的反应热。,Hesss law,例如：求,C(s),和,生成,CO(g),的反应热。,已知,：（,1,）,（,2,）,则,（,1,）,-,（,2,）,得,（,3,）,（,3,）,Hesss law,热力学第一定律,基本教学要求,1.,基本概念：状态函数和过程量，等温过程，等压过程，绝热过程，可逆过程,2.,基本内容：,W,、,Q,、,U,和,H,的计算，理想气体各种过程的计算,3.,基本方法：解题“三步曲”（系统；状态；过程）,求,U,和,H,经常使用设计途径的方法,(,求,W,和,Q,不可使用设计途径的方法,),科学表述,思维方法，计算方法，表述方法,例题：,0.500g,正庚烷放在,298.2K,的弹式量热计中，燃烧后温度升高,2.49K,。若,整个,量热计的热容为,8.177kJK,-1,试计算,298.2K,时正庚烷的燃烧焓。,解：在,298.2K,时反应,C,7,H,16,(l)+11O,2,(g)7CO,2,(g)+8H,2,O(l),的,r,H,m,即是正庚烷的燃烧焓,c,H,m,。,选量热计及氧弹中的所有物质为系统，则系统经历绝热等容过程：,U=0,。,在系统初末态之间设计一个新的途径如图所示（其中,n,代表,C,7,H,16,的物质的量）。,c,H,m,=,？,Q,=0,等容,U=0,量热计（,298.2K,）,C,7,H,16,（,l,n,298.2K,）,O,2,（,g,11n,298.2K,）,量热计（,301.4K,）,CO,2,（,g,7n,301.14K,）,H,2,O,（,l,8n,301.14K,）,量热计（,298.2K,）,CO,2,（,g,7n,298.2K,）,H,2,O,（,l,8n,298.2K,）,U=,U,1,+,U,2,即,0=,U,1,+,U,2,所以,U,1,=-,U,2,=C,V,T,=-8.177*(2.94)kJ=-24.04kJ,显然，,U,1,是该燃烧反应在等容情况下,=n,时,的内能变，所以该反应的摩尔内能变（即反应热,Q,V,）为,Q,=0,等容,U=0,量热计（,298.2K,）,C,7,H,16,（,l,n,298.2K,）,O,2,（,g,11n,298.2K,）,量热计（,301.4K,）,CO,2,（,g,7n,301.14K,）,H,2,O,（,l,8n,301.14K,）,量热计（,298.2K,）,CO,2,（,g,7n,298.2K,）,H,2,O,（,l,8n,298.2K,）,若近似认为,r,H,m,=,r,H,m,，则,C,7,H,16,的燃烧焓等于,-4818kJ mol,-1,
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