化学热力学初步课件.ppt

化學熱力學初步§6.1熱力學第一定律一、熱力學中幾個基本概念1.體系和環境:熱力學中研究的對象為體系,稱體系以外的其他部分為環境.2.狀態和狀態函數3.過程和途徑可逆過程4.化學計量數和反應進度1.解決反應熱量問題2.判斷變化的方向問題

N2(g)＋3H2(g)＝2NH3(g)各計量數?(N2)=-1?(H2)=-3?(NH3)=2反應進度?，單位是mol如上述反應消耗了1.5molN24.5molH2生成了3mol的NH3則該反應進度為?＝-1.5mol/-1=-4.5mol/-3=3mol/2=1.5mol

注意：對不同反應式有不同的進度；如同樣反應消耗1.5molN2對上述反應進度為1.5mol，但對於下式反應1/2N2(g)＋3/2H2(g)＝NH3(g)反應進度為3mol

反應熱的測量，Q或q表示熱量，單位用J（焦耳）、kJ(千焦)

系統放出熱量，則q為負值；系統吸收環境的熱量，則q為正值裝置圖P12圖1.2一般用已知燃燒熱的樣品測試量熱計的熱容C：q(已知)＝-C??TC含水的總熱容和儀器的熱容q(未知)＝-C??T‘

§1.2反應熱理論計算一、熱力學第一定律1、能量守恆定律2、焓的定義3、qv與qp差別4、反應熱的表示5、蓋斯定律

二、標準摩爾生成焓在溫度T、標準壓力p?（100kPa））下，由穩定單質生成1mol某物質時，所產生的反應熱就叫該物質的標準摩爾生成熱，單位：kJ.mol-1，符號DfHm?注：穩定單質？對於存在多種單質形式的有特指，如磷指白磷，碳指石墨等。該溫度、壓力下的穩定狀態：如書中數據常是標準壓力、298K的數據。該條件下氯的穩定狀態是Cl2（g），而不是Cl2（l）;溴是Br2（l），而不是Br2（g）;碘是I2（s），而不是I2（l）;

H2(g)+1/2O2(g)?H2O(g)

D?Hm?(298.15)=-241.82KJ.mol-1?DfHm?C(s)+O2(g)?CO2(g)DfHm?(g,CO2)=-393.52H2(g)+O2(g)?2H2O(g)D?Hm?(298.15)=-483.64kJ.mol-1H2(g)+1/2O2(g)?2H2O(l)DfHm?(l,298.15)=-285.83kJ.mol-1

有了標準生成焓數據，任意反應即可查表計算反應熱。如：4NH3(g)+5O2(g)?4NO(g)+6H2O(g)查表：DfHm?（NH3，g）＝-46.11kJ.mol-1DfHm?（NO，g）＝90.25kJ.mol-1DfHm?（H2O，g）＝-241.82kJ.mol-1DrHm?＝4DfHm?（NO，g）+6DfHm?（H2O，g）-4DfHm?（NH3，g）＝4×90.25+6×（-241.82）-4×（-46.11）＝-905.48kJ.mol-1

三、從其他數據計算反應熱1.從燃燒熱?c?m?計算CH3OH(l)+O2?CO2+2H2O?c?m?＝-726.6CH2O(g)+O2?CO2+H2O?c?m?＝-563.6CH3OH(l)+O2?CH2O(g)+H2O(l)?r?m?＝-726.6－(-563.6)＝-163.0kJ·mol-1

2.從鍵能估算反應熱Ec=c＝602，EO-H＝458.8，EC-H＝411Ec-c＝345.6，Ec-o＝357.7kJ·mol-1?r?m?＝4EC-H+1×Ec=c+2×EO-H-[5EC-H+1×Ec-c+1×Ec-o+1×EO-H]＝Ec=c+EO-H-EC-H-Ec-c-Ec-o＝602+459-411-346-358＝-54kJ·mol-1

§6-3化學反應的方向一、影響反應方向因素為什麼總是H2+O2?H2O??r?m?0?體系釋放能量，使體系趨向穩定？2H2(g)+O2(g)?2H2O(g)?r?m?=-483.64C+O2(g)?CO2(g)?r?m?=-393.51HCl+NaOH?NaCl+H2O?r?m?=-55kJ·mol-1但是

CaCO3(s)?CaO(s)+CO2(g)