第3章化学反应进行的方向及热力学初步.ppt

选择题： 下列情况中属于封闭体系的是（ ） A）氢气在盛有氯气的密闭绝热容器中燃烧 B）反应N2O4(g）? 2NO2(g)在密闭容器中进行 C）氢氧化钠与盐酸在敞口的烧杯中反应 D）用水壶烧开水 3.状态函数的特点是： 其变化值只取决于系统的起始状态和终了状态，而与系统变化所经历的具体途径无关。 是非题： 1）聚集状态相同的物质混在一起，一定是单相体系。 2）系统内相界面越多，则相越多。 思考题： 1） 高炉炼铁反应中， FeO(s)+CO(g)?Fe(s)+CO2(g) 问该系统中共有几相？ 2.功：除热之外，其它在系统和环境之间被传递的能量，统称为功。用W表示。单位J，kJ。 规定：系统对环境做功时，W为负值，W0; 环境对系统做功时，W为正值， W0 。 问题：热和功是否为系统的状态函数？ 对封闭体系，在定容、只做体积功条件下： ΔV=0， W=-p?ΔV=0，ΔU=Q+W Qv=ΔU 定容热效应Qv 在数值上等于系统的热力学能的改 变量。 常用弹式热量计来测定定 容反应热。 弹式热量计 2.3.1 定压反应热 定压反应热：反应 在定压条件下进行， 此时的反应热， 以Qp表示。 3.注意 书写生成反应计量式时,要使B物质的化学计量数γB=+1。 C（s）+2H2（g） +1/2O2（g） ? CH3OH（g） 化学手册中查到的?fHm?数据常是298.15K时标准摩尔焓变。 通过比较某些相同类型化合物的标准摩尔生成焓，可以推断这些化合物的相对稳定性。负值越大，物质越稳定。 2.指定产物 所谓指定产物，C和H元素完全氧化的指定产物 为CO2 (g)和H 2O(l)。 指定物质的标准摩尔燃烧焓均为零。 ?cHm? ( CO2 , g,T)=0 ?cHm? (H 2O, l,T)=0 3.注意 书写燃烧反应计量式时,要使B物质的化学计量数γB=+1。 CH3OH（g）+3/2O2（g）? CO2（s）+2H2O（l） 化学手册中查到的?cHm?数据常是298.15K时标准摩尔焓变。 2.4 Hecc定律 推论 （1） 某反应的?rHm ? (1)与 其逆反应的?rHm ? (2) 数值相等,符号相反。 （2） 一步反应的焓变等于 多步反应的焓变之和。 选择题： 1)下列分子中的ΔfHm?(298.15K)值不等于零是（） A） 石墨 B） N2(g) C) H2O(g) D) Cu(s) 2)下列物质中的ΔfHm? (298.15K )不等于零的是( ) A) Fe(s) B) C(石墨) C) Ne(g) D)Cl2(l) 3)下列反应中,ΔrHm?(T)等于生成物的ΔfHm?(B,物态，T)是（） A) H2(g)+Cl2(g) = 2 HCl(g) B) Ca0(s)+CO2(g) = CaCO3(s) C) Cu(s)+1/2O2(g)= CuO(s) D) Fe2O3(s)+6HCl(aq)= 2FeCl3 (aq)+3H2O 2.5 反应热的求算2.5.1 由标准摩尔生成焓计算?rHm ?例如： 在298.15K下 4NH3（g）+5O2（g） ? 4NO（g）+6H2O（g） ?rH m ? (T)= - ? ?B?CH m ? (B,相态,T) 结论：化学反应的标准摩尔焓变等于各物质的标准摩尔燃烧焓之和的负值。 问题：Qp 与Qv 之间的关系？ 4. Qp与Qv之间的关系： ● Qp = ?H = ?U + p ?V = Qv + ?nRT ●对液态和固态反应，Qp ≈ Qv, ?H ≈ ?U ●对于有气体参加的反应， ?V ≠ 0, Qp ≠ Qv 例：用弹式量热计测得298K时，燃烧1mol正庚烷 的恒容反应热为- 4807.12 kJ?mol-1,求其Qp值 解：C7H16(l) + 11O2(g) ? 7CO2(g)+ 8H2O(l) ?n = 7 - 11 = - 4 mol Qp = Qv + ?nRT = - 4807.12 kJ?mol-1 + (- 4) mol ? 8.314 J?mol-1?K -1 /1000 ? 298K = - 4817.03 kJ?mol-1 2.3.3反应的摩尔热力学能变?rUm 和反应的摩尔焓变?rHm ?rUm和?rHm的关系： ?rUm ? ?rH