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1.为什么叫普通化学？2.学习普通化学的目的？3.小班讨论的目的？ * * * * * 普通化学小班讨论 主讲：吴永祥 Telwuyongxiang1985@163.com 湖南大学化学化工学院 第1章热化学与能源 本章学习要求： 了解等容热效应(qv)的测量原理。熟悉qv的实验 计算 方法。 了解状态函数、反应进度、标准状态的概念和热化学定律。理解等压热效应与反应焓变的关系、等容热效应与热力学能变的关系。 初步掌握标准摩尔反应焓变的近似计算。 了解能源的概况，燃料的热值和可持续发展战略。 重点与难点 一、热化学 二、反应热与焓 三、能源的合理利用 1. 系统与环境 系统：作为研究对象的那一部分物质和空间。可分为：开放系统，封闭系统，隔离系统。 环境：系统之外，与系统密切联系的其它物质和空间。 2. 相 系统中任何物理和化学性质完全相同的、均匀部分称为相。根据相的概念，系统可分为：单相（均匀）系统，多相（不均匀）系统。 一、热化学 3. 状态 就是系统一切性质的总和。有平衡态和非平衡态之分。 4. 状态函数 用于表示系统性质的物理量X 称状态函数，如气体的压力p、体积V、温度T 等。 状态函数是状态的单值函数：状态一定，其值一定。 系统的状态发生变化，状态函数的值也要发生变化，其变化值只取决于系统的始态和终态，而与变化的实际途径无关。 状态函数可分为两类：广度性质，强度性质。 5. 过程与途径 过程 在一定的环境条件下，系统发生了一个从始态到终态的变化，称为系统发生了一个热力学过程。 途径 从始态到终态的具体步骤称为途径。 6. 化学计量数 一般用化学反应计量方程表示化学反应中质量守恒关系， 通式为： ?B 称为B 的化学计量数。 符号规定： 反应物： ?B为负；产物：?B为正。 7. 反应进度 nB 为物质B的物质的量，d nB表示微小的变化量。 反应进度的单位是摩尔（mol），它与化学计量数的选配有关。 或定义: 8. 热效应 化学反应热效应（简称反应热）：指化学反应过程中系统放出或吸收的热量。 热化学：研究化学反应中热量与其他能量变化的定量关系的学科。 热化学规定：系统吸热为正，系统放热为负。 设有n mol物质完全反应，所放出的热量使弹式热量计与恒温水浴的温度从T1上升到T2，弹式热量计与恒温水浴的热容为 Cs (J·K-1)， 比热容为cs (J·K-1kg-1 )，则反应热： 摩尔反应热（反应热与反应进度之比）： ξ q q / m = 9. 热化学方程式 表示化学反应与热效应关系的方程式称为热化学方程式。其标准写法是：先写出反应方程，再写出相应反应热，两者之间用分号或逗号隔开。 若不注明T, p, 皆指在T=298.15 K，p=100kPa下。 封闭系统，不做非体积功时，若系统从环境吸收热（q），从环境得功（w），则系统热力学能（U）的增加ΔU (U2 – U1) 为： ΔU = q + w 能量转化与守恒定律在热力学系统中的的应用。 —— 热力学第一定律的数学表达式 热力学第一定律用来描述系统热力学状态发生变化时系统的热力学能与过程的热和功之间的定量关系。 1. 热力学第一定律 二、反应热与焓 是指系统内分子的平动能、转动能、振动能，分子间势能，原子间键能，电子运动能，核内基本粒子间核能等内部能量的的总和。故又称内能。 （1）热力学能（U） 热力学能的特征： 状态函数 无绝对数值 广度性质 （2）热 （q） 热：在物理或化学变化的过程中，系统与环境之间由于存在温度差而交换的能量。 热的符号规定： 系统吸热为正，系统放热为负。 热量q不是状态函数。 SI 单位：J （3） 功与体积功 功（w）：在物理或化学变化的过程中，系统与环境之间除热以外的其他形式传递的能量。 符号规定： 环境对系统做功为正， 系统对环境作功为负。 由于系统体积发生变化而与环境所交换的功称为体积功(w体)。所有其它的功统称为非体积功(w ′)。 功（w）也不是状态函数 w = w体+ w ′ U2 功：大量质点以有序运动而传递的能量，如电能、化学能、机械能等—有序能。 热：大量质点以无序运动（分子碰撞）方式而传递的能量—无序能。 能的品位不同，有序能高于无序能。 一封闭系统，热力学能U1，从环境吸收热q，得功w，变到状态2, 热力学能U2，则有： U1 q 0 w 0 ΔU＝U2-U1 = q + w （4） 体积功w体的计算 等外压过程中，体积功 w体= – p 外(V2 – V1) = – p外ΔV （5）理想气体的体积功 理想气体的定义： 气体分子不占有体积，气体分子之间的作用力为0 的气态系统被称为理