课件无机化学05 化学热力学基础.ppt

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1、第5章化学热力学基础Chapter5PrimaryConceptionofChemicalThermodynamics本章要求1.掌握体系、环境等化学热力学有关的基本概念。2.了解化学热力学四个重要的状态函数——热力学能、吉布斯自由能和熵；建立标准摩尔反应焓、标准摩尔反应自由能和标准熵以及标准摩尔反应熵的概念，并对化学反应的方向和限度作初步讨论。化学热力学的应用。包括计算反应焓、反应熵和反应自由能；估算非常温下的反应自由能、热力学分解温度或反应温度等；计算非标准反应自由能和反应温度等。5-0气体5-1化学热化学的研究对象5-2基本概念5

2、-3化学热力学的四个重要状态函数5-4化学热力学的应用本章内容5-0气体气体的最基本特征：具有可压缩性和扩散性。气体的体积随体系的温度和压力的改变而改变。理想气体：理想气体分子之间没有相互作用，分子本身没有体积。即把气体中的分子看成是几何上的一个点，它只有位置而无体积，同时假定气体中分子间没有相互作用力。理想气体是实际气体的一种极限情况。低压、高温下的实际气体的性质非常接近于理想气体。1.理想气体状态方程pV=nRT式中：n：气体物质的量；R：摩尔气体常数；T：气体温度；p：气体压力；V：气体的体积。R的取值与P、V、n、T的单位有关。

3、在标准状态下，p=101.325kPa,T=273.15K，n=1.0mol时,Vm=22.414L=22.414×10-3m3R=8.314kPaLK-1mol-1R的取值与P、V、n、T单位之间的关系p的单位V的单位R的取值和单位atmatmPakPaPaLcm3LLm30.08206Latmmol-1K-182.06cm3atmmol-1K-10.008413LPamol-1K-18.314LkPamol-1K-18.314m3Pamol-1K-18.314Jmol-1K-1理想气体状态方程

4、式也可表示为：pV＝RT式中：m——气体物质的质量；M——气体物质的摩尔质量。例：已知淡蓝色氧气钢瓶容积为50L，在20℃当它的压力为1000kPa时，估算钢瓶内所剩氧气的质量。解：答：略。组分气体：理想气体混合物中每一种气体叫做组分气体。分压：组分气体B在相同温度下占有与混合气体相同体积时所产生的压力，叫做组分气体B的分压。2.分压定律分压定律：混合气体的总压等于混合气体中各组分气体分压之和。p总=p1+p2+或p总=pBn=n1+n2+分压的求解：xBB的物质的量分数例：实验室用KClO3分解制取氧气时，在25℃、

5、101.0kPa压力下，用排水取气法收集到氧气2.45×10-1L(收集时瓶内外水面相齐)。已知25℃时水的饱和蒸气压为3.17kPa，求在0℃101.3kPa时干燥氧气的体积。解：T1＝298K，V1＝2.45×10-1Lp1=p(O2)=p湿-p(H2O)=101.0-3.17=97.83(kPa)T2＝273K，p2＝101.3kPa由理想气体状态方程可得：答：略。5-1化学热化学的研究对象热力学：研究热和其他形式的能量互相转变所遵循的规律的一门科学。化学热力学：应用热力学原理，研究化学反应过程及伴随这些过程的物理现象，就形成了“

6、化学热力学”。一个化学反应的发生涉及5个方面的问题：1.反应的方向2.反应的限度3.反应过程的能量转换4.反应机理5.反应速率化学热力学主要是从宏观的角度研究化学反应的能量变化、化学反应的方向、可能性、限度等问题。即：5个问题中的前3个。5-2基本概念5-2-1系统与环境5-2-2状态与状态函数5-2-3相5-2-4过程5-2-5热与功5-2-6热力学温度5-2-7热力学标准态5-2-1系统与环境被研究的物质称为系统（体系）。为了研究的需要，和周围的物质和空间隔离开来的被研究的对象。系统（体系）以外的与系统有密切关系的周围部分称为环境。

7、体系的分类（1）敞开系统体系和环境之间既有物质的交换又有能量的交换。（2）封闭系统体系和环境之间没有物质的交换只有能量的交换。（3）孤立系统体系和环境之间既没有物质的交换又没有能量的交换。opensystemclosedsystemisolatedsystem1.状态系统的状态是系统的总性质。即系统的宏观性质的综合表现。如：由压力、温度、体积、质量、密度、粘度和物质的量等物理量所确定下来的系统存在的形式称为系统的状态。5-2-2状态和状态函数2.状态函数状态函数是描述系统性质的物理量。(如p,V,T……)状态函数的特点：①状态一定，状态

8、函数一定。②状态变化，状态函数也随之而变，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。始态终态（Ⅰ）（Ⅱ）3.状态函数分类强度性质的状态函数：由系统中物质的本性决定，不具加和性，数值上不随系统中