ppt03化学热力学初步概念与化学平衡

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1、第3章化学热力学的初步概念与化学平衡1．了解化学变化过程中的热效应、恒容反应热和恒压反应热的概念与测定；会写热化学方程式；2．初步了解焓的概念，知道焓变是化学反应自发过程的一种驱动力；3．会进行有关热化学的一般计算；4．初步了解熵、熵变和绝对熵的概念，知道熵变是化学反应的自发过程的另一种驱动力；5．初步了解热力学第一、第二、第三定律的概念；6．初步了解吉布斯自由能及吉布斯-亥姆霍兹方程，初步学会用其判据化学反应的自发性；7．掌握化学平衡状态及标准平衡常数概念，会进行简单的化学平衡移动判断及有关计算。本

2、章教学要求3.1热化学和焓Thermochemistryandenthalpy3.2熵和熵变—反应自发性的另一种判据Entropyandentropychange—judgmentforspontaneousreaction3.3自由能——反应自发性的最终判据Freeenergy－thedeterminedcriterionforthespontaneousprocess3.4平衡状态和标准平衡常数Equilibriumandstandardequilibriumconstant热力学是研究各种形式能

3、量相互转化时遵循的规律。“themodynamics”一词是由希腊文中的“therme”(意为“热”或“能”)与“dynamics”(意为“力”)组合而成的。将热力学原理和方法用于研究化学问题产生了化学热力学(Chemicalthermodynamics),主要回答诸如化学反应过程中吸收或放出的热量、化学反应的自发性(即两种物质之间能否发生化学反应)以及化学反应的限度(反应完成之后反应物的量与产物的量之间的关系)等化学家十分关注的一类基本问题。体系(system)：被研究的直接对象环境(environ

4、ment):体系外与其密切相关的部分敞开体系(opensystem)：与环境有物质交换也有能量交换封闭体系(closedsystem)：与环境有能量交换无物质交换孤立体系(isolatedsystem)：与环境无物质、能量交换★体系和环境(systemandenvironment)状态:一定条件下体系存在的形式状态函数:描述系统性质的物理量，例如p，V，T等★状态和状态函数(stateandstatefunction)状态函数具有鲜明的特点:(1)状态一定,状态函数一定。(2)状态变化,状态函数也随之

5、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！★过程和途径(process&road)恒温过程(isaothermalprocess):T1=T2=Tex恒压过程(isobaricprocess):p1=p2=pex恒容过程(constantvolumeprocess):V1=V2可逆过程(reversibleprocess):体系从终态到始态时，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。★相(phase)相又分为均相体系(或单相体系)和非均相体系(或多相

6、体系)。体系中物理性质和化学性质完全相同的任何均匀部分。相和相之间有明显的界面。★化学反应计量式和反应进度（stoichoimetricequationandreactionprogress）若化学反应计量式为则其反应进度为（x的单位是mol）物质B的化学计量数3.010.0002.07.02.011.55.53.02反应进度必须对应具体的反应方程式！Question1Solution3.1热化学和焓Thermochemistryandenthalpy3.1.1化学和物理变化过程中的热效应Heatef

7、fectduringthechemicalandphysicalprocesses3.1.3热化学计算和盖斯定律ThermochemicalcalculationandHess’law3.1.2焓和焓变—反应自发性的一种判据Enthalpyandenthalpychange—thecriterionofspontaneousreactionQ得+Q失=0（2）能量守恒定律(thelawofconservationofenergy)任何形式的能都不能凭空产生也不能凭空消失，宇宙（环境+体系）的能量是恒定

8、的。3.1.1化学和物理变化过程中的热效应指各类过程中放出或吸收的热量，研究纯物质化学和物理变化过程中热效应的学科叫热化学。（1）热效应(heateffect)Q=nCmDT(3)热容（heatcapacity,c）使某物体温度升高1K时所需的热量。热容除以物质的量得摩尔热容(Molarheatcapacity)Cm100.0J的热量可使1mol铁的温度上升3.98K,求铁的Cm。物质比热容(J/℃·g)H2O(l)4.18H2O(s)2.03Al(s)