大学基础化学工科化学热力学基础ppt课件.ppt

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1、反应：A+BC+D反应能否发生？反应进行的速率？如：高炉炼铁(Fe2O3+CO)FeAl汽车尾气(NO+CO?N2+CO2)反应过程的热效应如何？反应可以进行到什么程度？问题：1第六章化学热力学基础热力学应用热力学原理，研究化学反应过程中能量的变化规律研究能量转换过程中所遵循的规律化学热力学特点化学反应中能量的转化：热力学第一定律化学反应的方向和限度：热力学第二定律内容局限性所得结论具有高度的可靠性反应如何进行及其速率的大小不可知2掌握内容：状态函数的概念；热力学第一定律、恒压反应热、焓、焓变、标准摩尔生成焓；赫斯(Hess)定律；

2、标准熵及标准熵变、标准摩尔生成自由能及△G。熟悉(理解)内容：体系和环境；热化学反应方程式；标准态的概念和稳定单质的概念；化学反应自发进行的判据。了解内容：功和热；热力学能(内能)；热力学第二定律、热力学第三定律；离子水合焓。基本要求3P87-89习题：1、3、5、6、8、9、13作业46.1.1系统和环境6.1.2状态和状态函数6.1.3过程和途径6.1.4热、功和可逆过程6.1.5热力学能(内能)6.1.6化学反应计量式和反应进度6.1.7广度性质和强度性质§6.1热力学术语和基本概念56.1.1系统(system)和环境(surr

3、oundings)系统：被研究的对象，又称体系环境:系统以外与其密切相关的部分敞开系统(opensystem):与环境有物质交换也有能量交换系统分类：封闭系统(closedsystem):与环境无物质交换有能量交换隔离系统(isolatedsystem):与环境无物质交换也无能量交换6openisolatedclosed76.1.2状态(state)和状态函数(statefunction)状态函数的变化量只与系统的始态和终态有关，而与变化途径无关状态函数有特征，状态一定值一定，殊途同归变化等，周而复始变化零。状态:系统所有宏观性质的综合

4、表现状态函数:描述系统状态的物理量(p、V、n、T、U、H、S、G)特点:状态一定，状态函数一定86.1.3过程(process)和途径(path)过程：系统状态发生的任何变化途径：系统状态发生变化的具体历程等温(isothermal)过程：T1=T2=T外等压(isobar)过程：p1=p2=p外等容(isovolume)过程：V1=V2绝热(adiabatic)过程：Q=0循环(cyclic)过程：9注：热不是状态函数热(Q)6.1.4热(heat)、功(work)和可逆过程(reversibleprocess)系统与环境之间由于存

5、在温差而传递的能量系统吸热:Q>0系统放热:Q<010环境对系统做功：W>0系统对环境做功：W<0功(W)系统与环境之间除热之外以其它形式传递的能量非体积功：机械功、电功、表面功等注：一般情况下，可认为化学反应中系统只做体积功功的形式：体积(volume)功由于系统体积变化反抗外力所做的功11体积功的计算pexV1lV2A注：功不是状态函数W=-F外l=-p外Al=-p外(V2–V1)=-p外V12例：一定量理想气体恒温下由状态I变化至状态II状态I：p1=6kPa，V1=2dm3状态II：p2=1kPa，V2=12dm3此过

6、程也可分两步或三步完成(如下图所示)，求：三种过程系统所做的功。13可逆过程在一系列无限接近平衡条件下进行的过程特点：无限接近平衡态系统可以复原且对环境不留痕迹14其绝对值难以确定6.1.5热力学能(thermodynamicenergy)热力学能(U)系统内部各种形式能量的总和，又称内能即其变化值只与始态、终态有关，与变化途径无关是状态函数156.1.6化学反应计量式和反应进度化学反应计量式式中：B为参加化学反应的各物质B为物质B的化学计量系数16反应进度单位：mol衡量反应进行程度的物理量173.010.0002.07.02.0

7、11.55.53.02例18反应进度必须对应具体的反应方程式t=t1时196.1.7广度性质(extentproperty)和强度性质(intensityproperty)广度性质：与物质的量有关，具有加和性强度性质：与物质的量无关，不具有加和性如：V、n、U、H、S、G等如：T、p、c、Vm、E等强度=广度/广度20§6.2热力学第一定律和热化学6.2.1热力学第一定律6.2.2焓变及热化学方程式6.2.3Hess定律216.2.1热力学第一定律（firstlawofthermodynamics)隔离系统中，能量的各种形式之间可以相

8、互转化，但能量的总值不变即能量转化与守恒定律（lawofenergyconversaionandtransformation)内容22意义：封闭系统发生变化时，内能的改变等于系统和环境之间交换的热和功的总和