第5章-化学热力学ppt课件.ppt

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1、第5章化学热力学.高温炼铁为什么不能用同样的方法进行高炉炼铝？.NO,CONO,CO是汽车尾气中的有毒成分，它们能否相互反应生成N2和CO2。.?金刚石石墨.热力学:专门研究能量相互转变过程中所遵循的规律的一门科学。化学热力学:用热力学的理论和方法研究化学反应方向问题、化学反应过程的能量变化问题以及化学反应进行的程度问题。.5.2内能与焓5.3热化学方程式与热化学定律5.1反应热的测量5.5键焓5.6过程的性质5.4生成焓5.8Gibbs自由能5.9Gibbs-Helmholtz方程的应用5.7熵.体系：被研究的对象环境：体

2、系边界以外与体系密切相关的其它部分体系分类：敞开体系封闭体系孤立体系依据：根据体系与环境之间有无物质和能量交换补充热力学术语1:体系和环境.敞开体系封闭体系孤立体系动画来源：绍兴文理学院无机及分析化学.体系分类体系与环境交换物质能量√√—√——孤立体系封闭体系敞开体系.用来描述体系状态的物理量（n、p、T、V、U、H、S、G…）叫做状态函数。状态：描述体系一切性质(物理性质或化学性质)的总和。补充热力学术语2:状态和状态函数.广度量强度量.p1=100kPaT1=373KV1=2L始态方式1，加压终态p2=200kPaT2=

3、373KV2=1L减压降温方式2加压升温p3=300kPaT3=473KV3=0.845L方式1：Δp=p2-p1=100kPaΔV=V2-V1=-1LΔT=T2-T1=0K方式2：Δp=(p3-p1)+(p2-p3)=100kPaΔV=(V3-V1)+(V2-V3)=-1LΔT=(T3-T1)+(T2-T3)=0K.状态函数的特征体系状态一定，状态函数值一定体系状态变化时，状态函数值的变化只与体系的始态和终态有关，而与变化途径无关循环过程状态函数的变化值为零状态确定，其值确定，异途同归，值变相等，周而复始，数值还原.5.1

4、.1保温杯式量热计图5.1保温杯式量热计恒压反应热的测量如中和热、溶解热等5.1反应热的测量化学反应引起吸收或放出的热量称为反应热。分为恒压反应热（Qp）和恒容反应热（Qv）。.点火线5.1.2弹式量热计恒容反应热效应的测量:燃烧热弹式量热计Q=-cm(T2-T1)=-cm△TQ水=c水m水△TQ弹=c弹m弹△T=C弹△TQ=-(Q水+Q弹).例5.2：1.01g苯甲酸在盛有2.80kg水的弹式量热计中燃烧时，温度由23.44℃升高到25.42℃，求弹式量热计常数C(已知苯甲酸燃烧热为3.23×103kJ·mol-1)。.内

5、能:物质所含分子及原子的动能、势能、核能、电子能等的能量总和，用符号U表示。单位:J或kJ5.2内能与焓内能特点:状态函数;其绝对值不可测量;具有加和性思考：同样的物质，在相同的温度和压力下，前者放在1万米高空，以400m/s飞行的飞机上，后者静止在地面上，两者的内能相同吗？.定义:体系与环境之间因温差而传递的能量称为热，以符号Q表示。单位:J或kJ1.热系统吸热Q>0，(Q为正)；系统放热Q<0，(Q为负)。热不是状态函数。热是个过程量。补充热力学术语3:热和功.规定：若环境向体系做功，W0若体系向环境做功，W0定义:

6、除热之外，在体系和环境之间被传递的其它能量，称为功，以符号W表示。单位:J或kJ功和热都与途径有关，不是状态函数2.功.功的分类体积功外的所有其他形式的功称为非体积功。如电功、表面功等。由于体系体积变化而与环境交换的能量，称为体积功。体积功非体积功体系做功：W=－p外·ΔV.体积功的计算外力做功：体系做功：W=－P外·VW=(P·A)·h=P·V该图来自北大无机化学课件.一次减压二次减压三次减压缓慢减压Tv-10J-14J-16J-21.5J什么途径(过程)作最大的功？做功：.热力学第一定律热力学第一定律的数学表达式：Δ

7、U=Q+W自然界的一切物质都具有能量，能量可以从一种形式转化为另一种形式，在转化的过程中，能量的总值不变。热力学第一定律内容（能量守恒和转化定律）：第一类永动机不可能.问题1、某一封闭体系在某一过程中吸收了50kJ的热量，对环境做了30kJ的功，求体系的热力学能变⊿U?问题2、下列哪些物理量的变化与过程无关？（1）温度（T）；（2）功（W）（3）热力学能（U）；（4）压力（p）（5）热（Q）20kJ.例5.4在78.3ºC及101.3kPa下，1.00g乙醇蒸发变成626cm3乙醇蒸气时，吸热204cal，求内能变化∆U是多

8、少焦耳？解：Q吸=204cal=204×4.18=853J∆U=Q+W=853–p∆V=853–101.3×626×10-3=790J.封闭系统，在定容过程中，体系和环境之间交换的热量为定容反应热QV。因为：V=0，所以：体积功W=0；QV=U封闭系统从环境吸收的热等于系统内能的增加。