物理化学中国药科大学8-9节ppt课件.ppt

《物理化学中国药科大学8-9节ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、一、化学反应的热效应化学反应热效应(反应热):在定压或定容条件下，当产物的温度与反应物的温度相同,在反应过程中只做体积功不做其它功时，化学反应所吸收或放出的热。因为不同物质有着不同的内能或焓,化学反应:∑H(产物)∑H(反应物);∑U(产物)∑U(反应物)。所以发生反应时总是伴随有能量的变化，这种能量变化以热的形式与环境交换就是反应的热效应。反应吸收的热为正，放出的热为负定容反应热与定压反应热因为热不是状态函数,显然反应热的量将与反应是在定压下还是在定容下进行有关.同时,一般量热计都是在等容条件下测定,而大多数化学反应是在等压下进行的,因此我们需要知道定容反应热与定压反

2、应热之间的关系.反应物T1,p1,V1生成物T1,p２,V1生成物T1,p1,V２等压:△HⅠ=Qp等容:△ＵⅡ=Qv△HⅡ△HⅢUⅠⅡⅢ△ＵⅢ定容热效应:定容下的反应热。Qv=△U化学反应的△U代表在T,V一定，产物的总热力学能与反应物总热力学能之差,即:△rU=∑U(产物)-∑U(反应物)定压热效应:定压下的反应热。Qp=△H化学反应的△H代表在T,p一定，产物的总焓与反应物的总焓之差，即:△H=∑H(产物)-∑H(反应物)Qv在上图中是△ＵⅡQp在上图中是△HⅠ△rHⅠ=△rHⅡ+△rHⅢ=[△rＵⅡ+△(pV)Ⅱ]+△rHⅢ△(pV)Ⅱ=(pV)Ⅱ,终态-(pV)

3、Ⅱ,始态如果反应中只有液体和固体，则△(pV)Ⅱ≈０.△rHⅠ=△rＵⅡ+△rHⅢ△rHⅢ是H随(p,V)的变化量,其值与△rHⅠ和△rＵⅡ相比很小,可忽略.所以:△rH=△rUQp=Qv定压反应热与定容反应热的关系如果反应中有气体，假定反应中气体为理想气体，则:△(pV)Ⅱ=RT1△n△n为产物和反应物中气体的总物质的量之差,idealgas的H(或U)仅是温度的函数,所以△rHⅢ=０(△rＵⅢ=０).△rHⅠ=△rUⅡ+RT1△n或Qp=Qv+RT△n△rH=△rU+RT△n(1-35)当△n>0时，△H>△U；△n<0，△H<△U；△n=0，△H=△U。上式亦可写成：

4、△H=△U+p△V式中的△V表示定压下反应过程中系统总体积的变化，p△V是定压下反应进行时反抗外压所做膨胀功。由上式可知，定压反应热与定容反应热相差p△V(膨胀功)这一量值.注意:严格地说，这只是对理想气体之间的化学反应才完全正确。因为非理想气体,△rHⅢ０(△rＵⅢ０)。但一般情况下:△rHⅢ和△rＵⅢ是H随(p,V)的变化量,数值很小,与Qp和Qv相比Ⅲ其值,可忽略.所以可以认为△rHⅢ０,而不致造成很大的偏差。Qp和Qv这种差别的原因是因为:在定容反应时Ｗ=０，Qv完全用于增加内能；在定压反应中，△V可能不为０，如果△V>０,Ｗ>０,Qp除了增加内能以外，还得加

5、上反抗外压做功所需的热,Qp>Qv,。如果△V<0，则△H<△U或Qp

6、。U和H是系统的容量性质，反应热量值必然与反应进度成正比。当反应进度ξ为1mol时，有:△Um和△Hm的单位应为J·mol-1或kJ·mol-1。ξ的概念不仅对反应热的计算甚为重要，在以后的化学平衡和反应速率的讨论中还会用到。三、热化学方程式1.普通的化学方程式2.在方程式后面加写反应热的量值。(１)如果反应是在p和指点T下进行，反应热可表示为ΔrHm(T)或ΔrUm(T)，称为标准反应热。CH3OH(1)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(1)ΔrHm=-726.6kJ·mol-1(２)当温度为298K时，亦可以不注明。由于p对反应热的影响很小，通常情况下，

7、p可不注明。３.注明物态或晶型反应物或产物的物态有变化时，反应的热效应亦会改变，所以写热化学方程时必须注明物态。气态用(g)表示，液态用(1)表示，固态用(s)表示。如果固态的晶型不同，则需注明晶型，如C(石墨)，C(金刚石)等。４.如果是溶液中溶质参加反应，则需注明溶剂，如水溶液就用(aq,)表示。(∞)的含义是指溶液稀释到这样的程度，再加水时不再有热效应发生(即“无限稀释”的意思)。HCl(aq,∞)+NaOH(aq,∞)=NaCl(aq,∞)+H2O(1)ΔrHm(298K)=-57.32kJ·mol-