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化学热力学研究热与其他形式的能量之间转化规律的一门科学。热力学的基础是热力学第一定律和热力学第二定律。利用热力学定律、原理和方法研究化学反应以及伴随这些化学反应而发生的物理变化过程就形成了化学热力学。主要解决化学反应中的三个问题:①化学反应中能量的转化;②化学反应的方向性;③反应进行的程度.Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2Al是否可以同样方法炼制?Ti的氯化TiO2(s)+Cl2(g)=TiCl4(g)+O2(g)?2C(石墨)+O2(g)===2CO(g)TiO2(s)+2C+2Cl2(g)=TiCl4(g)+2CO(g)体系:人为划分出来的研究对象环境:在体系周围和体系密切相关的就是环境敞开体系:既有物质交换,又有能量交换封闭体系:只有能量交换,而无物质交换孤立体系:既无物质交换,也无能量交换绝热装置盛水体系:水+水蒸气+绝热装置状态:表征体系性质的物理量所确定的体系存在形式。由p、V、T、n等物理量所确定下来的体系。存在的形式称为体系的状态。状态函数:确定体系状态的物理量称为状态函数状态函数的特点状态函数只与体系的始态和终态有关,而与变化的过程无关p、V、T、n体系的状态一定,状态函数值确定循环过程的状态函数改变值为零广度性质具有加和性。体积、质量、内能、焓、熵、自由能等强度性质不具有加和性。温度、浓度、压力、密度等过程:体系状态变化的过程T一定ΔT=0(等温过程)p一定Δp=0(恒压过程)V一定ΔV=0(恒容过程)体系与环境间无热交换Q=0(绝热过程)途径:完成过程的具体步骤称为状态1→状态2:途径不同,状态函数改变量相同;体积功:W=-pΔV单位:J、kJU:①绝对值无法确定;②体系状态发生改变时,体系和环境有能量交换,有热和功的传递,因此可确定体系热力学能的变化值。数学表达式Q与W的正负号体系从环境吸热:Q+;体系向环境放热:Q-。环境对体系做功时:W+;反之:W-。例1:某封闭体系在某一过程中从环境中吸收了50kJ的热量,对环境做了30kJ的功,则体系在过程中热力学能变为:焓(H)由热力学第一定律:ΔU=Q+W体系对外作功:W=-pΔV=-p(V2–V1)ΔU=Qp+W=Qp–p(V2–V1)U2–U1=QP–p(V2–V1)QP=(U2+pV2)-(U1+pV1)问题1:H是状态函数还是非状态函数?H呢?等容反应热(ΔV=0)则W=0;这个过程放出的热量为QV根据热力学第一定律:QV=ΔUQp与Qv之间的关系:●Qp=HQv=U+pVH=U+pV=U+nRTQp=Qv+nRT●对于有气体参加的反应,V≠0,Qp≠Qv●对液态和固态反应,Qp≈Qv,H≈U●ΔH+吸热反应;ΔH-放热反应例1:用弹式量热计测得298K时,燃烧1mol正庚烷的恒容反应热为-4807.12kJmol-1,求其Qp值解:C7H16(l)+11O2(g)7CO2(g)+8H2O(l)n=7-11=-4Qp=Qv+nRT=-4807.12+(-4)8.314298/1000=-4817.03kJmol-1例2:在101.3kPa条件下,373K时,反应2H2(g)+O2(g)====2H2O(g)的等压反应热是-483.7kJ·mol–1,求生成1molH2O(g)反应时的等压反应热QP及恒容反应热QV。解:①由于H2(g)+1/2O2(g)====H2O(g)∵反应在等压条件下进行,∴Qp=ΔH=1/2(-483.7)=-241.9kJ·mol–1②求QV:H2(g)+1/2O2(g)=====H2O(g)的期间体物质的化学计量数ΣυB(Δn)=-0.5∴pΔV=ΣυBRT=-0.58.314373=-1.55kJ·mol–1∵Qp=Qv+nRT∴Qv=Qp–nRT=-241.9–(-1.55)=-240.35kJ·mol–1测试题:27C时,将100gZn溶于过量稀硫酸中,反应若分别在开口烧杯和密封容器中进行,那种情况放热较多?多出多少?反应进度ξ表示化学反应进行的程度。热化学反应方程式例如C(石墨)+O2(g)=CO2(g)rHmθ=-393.5kJ·mol-1C(金刚石)+O2(g)=CO2(g)rHmθ=-395.4kJ·mol-1H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)rHmθ=-241.8kJ·mol-1H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)rHmθ=-285.8kJ·mol-12H2(g)+O2(g)=2H2O(l)rHmθ=-571.6kJ·mol-12H2O(l)=2H2(g)+O2(