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单击以编辑,母版标题样式,单击以编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第二章 热化学,2.1,热力学术语和基本概念,2.2 热力学第一定律,2.1.1 系统和环境,2.1.2 状态和状态函数,2.1.3 过程和可逆过程,2.1.4 相,2.1.5 化学反应计量式和反应进度,2.1 热力学术语和基本概念,2.1.1,系统和环境,系统,：被研究对象及其所占空间,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,:,与环境无物质交换有能量交换,隔离系统,:,与环境无物质、能量交换,2.1.2,状态和状态函数,状态,:,一定条件下系统的综合性质的表现,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。,2.1.3,过程,途径和可逆过程,定温过程,:,定压过程,:,定容过程,:,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,无限接近热,力学平衡态。,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,物质,B,的化学计量数,化学反应计量式,反应进度,的单位是,mol,3.0 10.0 0 0,2.0 7.0 2.0,1.5 5.5 3.0,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,2.2.1 热和功,2.2.2 热力学能和焓,2.2.3 热力学第一定律,2.2.4 焓变和热化学方程式,2.2.5,Hess,定律,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,0,1.热(,Q,),2.2.1,热和功,2.功(,W,),系统与环境之间除热之外以其它形式传递 的能量 。,系统对环境做功，,W,0,体积功：,非体积功,功不是状态函数,p,ex,V,1,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,。,2.2.2 热力学能,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,对于封闭系统热力学第一定律为：,得功,W,热力学定律的实质是能量守恒与转化定律。,2.3.1,定容反应热,2.3,焓变和热化学方程式,对于封闭系统，在定容过程中,，,V,=0,，,W,=0,Q,V,为定容反应热。,定容反应热常用弹式量热计进行测量,2.3.2,定容反应热,在定压过程中，,焓：,焓变,：,对于无气体参加的反应,W = ,p,ex,V,=0,有气体参加,的反应,:,2.3.3,r,U,m,与,r,H,m,的关系,2.3.4,热化学方程式,表示化学反应及其反应热关系的化学反应方程式,标准状态：,气体,液,固体,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。,热力学方程式书写的注意事项：,1,、必须注明化学反应计量式中各物质的聚集状态，不得省略；,2,、正确写出化学反应计量方程式，此方程式必须配平；,3,、注明反应温度，因为反应的焓变随温度的改变而有所不同。,1.,标准摩尔生成焓,2.4,Hess,定律,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,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,恒压反应热,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+zZ,讨论,:,标准摩尔燃烧焓与反应的焓变,结论,aA+bByY+zZ,2.2.6,键焓与反应焓变,1.,键焓,标准状态下，在气相中断开,1mol,键时的标准焓变称为键焓。又称为键解离焓，以,来表示，习惯上又可以,D,表示之。,以,CH,4,(g),为例：,=438.5kJmol,-1,=462.6kJmol,-1,=423.4kJmol,-1,=338.8kJmol,-1,C,H,键的键焓为上述能量的平均值。即在不同物质中，断裂,C,H,键所需的能量是不同的，键焓是受环境影响的。,2.关于键焓的几点说明,1.键,焓是键,断开时的焓变，其数值大于零。,2.断键反应的反应物和产物必需都是气态。,3.键焓与键能是不相同的。键能指的是断键时的热力学能变化，但两者的差别很小。,4.键焓是表征键强度的物理量，键焓越大，键越牢，分子越稳定。,3.,由键焓估算反应的焓变,可以由键焓来估算气相反应的标准摩尔焓变。,
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