化学基础 教学课件 作者 李素婷 陈怡 主编 第五章 化学基本原理教学1-化学反应热效应.ppt

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1、2021/7/251《化学基础》2021/7/252第五章化学基本原理主要内容化学反应热效应——热容、显热计算、潜热计算和化学反应热效应计算化学反应速率——表示方法、质量作用定律、一级反应；温度的影响化学反应平衡——平衡和平衡常数、平衡组成计算；外界因素对平衡的影响化学反应方向——熵、学习目标1、理解化学反应与能量的关系；2、理解内能、焓的基本含义以及与恒容热、恒压热的关系；3、理解显热、潜热、化学反应热效应的计算方法。1.能够对化学反应的等容热效应和等压热效应进行换算。2.能够借助工具书计算一般化学反应热效应。1.培养理论联系实际的能力；2.锻炼抽象思维；3.培养学习

2、能力；4.激发团队意识和合作精神；第一节化学反应热效应2021/7/254学习内容热容；显热计算；潜热计算化学反应热效应计算等2021/7/255一、硫酸【问题2-18】请查阅我国硫酸生产的大型企业有哪些，他们是以什么为原料进行生产的？问题分析请同学们阐述自己的观点：2021/7/2562021/7/2571、化学反应热效应◆等容热与内能◆等压热与焓变◆等压热与等容热的关系【问题5-1】生活中保温饭盒常见，它们保温的道理是利用真空夹层防止热的散失。我们能不能尝试利用化学反应设计一种能保持饭菜、热饮和保持冷饮的饭盒。◆等容热与内能化学反应热效应：化学反应热效应往往包括物质

3、状态变化的热、物质发生相变化的潜热和发生化学反应的热效应。无论哪种热都与过程有关！◆等容热与内能无论哪种热都与过程有关！热-Q由于温差而引起交换的能量。系统吸热为正Q＞0系统放热为负Q＜0热是过程量，与过程有关是非状态函数化学反应热、常见的热：相变热或潜热、显热规定：◆等容热与内能【恒容热】当系统不做非体积功的恒容过程与环境交换的热恒容热◆等压热与焓变【恒压热】系统进行没有非体积功的恒压过程时与环境交换的热-QP在没有非体积功的恒压过程中系统所吸收的热-QP等于焓变。焓【焓——H】定义：特点：1、是系统的状态函数；2、绝对值未知；3、理想气体的焓只与温度有关与压力、体积

4、无关。◆等容热与等压热的关系2021/7/25152、显热计算◆热容◆显热计算2021/7/25162、显热计算【问题5-2】化工生产中往往需要将反应釜中反应所释放出的热通过冷凝管带走，如果某反应每h放热103kJ，则估算一下需要每h有多少水（假设，入口温度25℃，出口温度80℃）冷却。◆热容1、定压摩尔热容-CP,m2、定容摩尔热容-CV，m1mol物质在恒压且非体积功为零的条件下，温度升高1K所需的热量。1mol物质在恒容且非体积功为零的条件下，温度升高1K所需的热量。3、CP,m与CV，m的关系（1）理想气体（2）液、固体（3）中、高压气体2021/7/2518◆

5、显热计算1、恒容变温过程2、恒压变温过程例题：1、5.00mol的氧气从300K、150KPa的始态先恒容冷却，再恒压加热，终态为225K、75.0KPa。若CP，m=29.1J·mol-1·K-1，求整个过程的热Q。已知：求：解：5.00molO2T1=300KP1=150Pa5.00molO2T2=P2=75.0Pa5.00molO2T3=225KP3=75.0Pa恒容QV恒压QPQ=？2021/7/25203、潜热计算◆相变潜热◆潜热计算2021/7/25212、显热计算【问题5-3】如果水从25℃升温到125℃，又如何计算吸收的热？相变热及其计算（1）可逆

6、相变热（2）不可逆相变2021/7/25没有规定温度，一般298.15K时的数据有表可查。生成焓仅是个相对值，相对于稳定单质的焓值等于零。标准摩尔生成焓在标准压力下，反应温度时，由最稳定的单质合成标准状态下一摩尔物质的焓变，称为该物质的标准摩尔生成焓，用下述符号表示：△fHm（物质，相态，温度）例如：在298.15K时这就是HCl(g)的标准摩尔生成焓：反应焓变为：△rHm(298.15K)=-92.31kJ·mol燃烧焓下标“c”表示燃烧。上标“”表示各物均处于标准压力下。下标“m”表示反应进度为1mol时。在标准压力下，反应温度时，物质B完全氧化成相同温度的指

7、定产物时的焓变称为标准摩尔燃烧焓用符号△cHm(物质、相态、温度)表示。标准摩尔燃烧焓燃烧焓指定产物通常规定为：金属游离态显然，规定的指定产物不同，焓变值也不同，查表时应注意。298.15K时的燃烧焓值有表可查。燃烧焓显然，根据标准摩尔燃烧焓的定义，所指定产物如等的标准摩尔燃烧焓，在任何温度T时，其值均为零。例如：在298.15K及标准压力下：CH3COOH(l)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l)则2021/7/25化学反应热的计算为计量方程中的系数，对反应物取负值，生成物取正值。（1）利用各物质的摩尔生成焓求化学反应焓变