物理化学13培训讲学.ppt

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1、物理化学13封闭系统,当不作非体积功时,等压过程吸收的热等于系统焓的增量,所以QP只与系统初末态有关.焓的性质:①是状态函数,广度性质②具有能量的量纲③无法得到绝对值物理意义:习题15理想气体的内能和焓Joule实验真空气体低压气体向真空膨胀后,水的温度未变实验过程对一定量纯物质说明等温下理想气体的热力学能是温度的函数,与体积无关.同理理想气体的热力学能和焓只是温度的函数.可证得由P28结论：理想气体的的定温过程：1、等容热容和等压热容1.7热容(heatcapacity)Define:意义:在没有相变化和化学变化,且W’

2、=0的条件下CV是等容下系统热力学能随温度的变化率,Cp是等压下焓随温度的变化率.封闭系统、组成不变的均相系统、W’=0对双原子分子理想气体CV,m为(5/2)R为状态函数,强度性质当温度从T1T22、等容热容和等压热容的关系理想气体3、等压热容和温度的关系Cp,mabcc’1.8理想气体的绝热过程分为绝热可逆和绝热不可逆过程Q＝0dU=－δW可逆绝热过程方程适用条件:③不作非体积功①绝热可逆②理想气体例题4；P37(2)绝热不可逆过程(不服从过程方程)例题5结论:①从同一初态出发经绝热可逆和绝热不可逆(恒外压)途径不能

3、到达同一终态.即在相同的初末态之间不会有多种绝热途径.②绝热可逆过程作的功更多.1－9实际气体的节流膨胀过程真实气体一个重要的物理化学性质是节流过程的焦耳－汤姆逊效应。气体（不论理想或真实）的节流膨胀过程是个等焓过程。焦耳－汤姆逊系数单位是K/PaorK/atm研究化学反应及其相关的物理过程的热效应的分支学科称为热化学。反应热的测定及理论计算的重要性(1)安全生产及经济合理地利用能源(2)在理论上计算平衡常数及其它热力学量时需要。(3)追踪、研究反应历程和分子间相互作用（生物热化学、热动力学等）1.10热化学(themoc

4、hemistry)一、化学反应的热效应在等温并不作非体积功的条件下一个化学反应吸收或释放的热量称为该反应在此温度下的热效应。在等压条件下的热效应称为等压热效应Qp在等容条件下的热效应称为等容热效应QV1、等压热效应与等容热效应2、反应进度(reactionextent)Define:ξ：单位：molΔｎＢ：物质B的变化量3H2(g)+N2(g)=2NH3(g)n0(t=0)9mol4mol0moln1(t=t1)6mol3mol2molξ=?mol对给定的反应，反应进度的数值与计量方程式的写法有关。如:3/2H2(g)+1

5、/2N2(g)=NH3(g)ξ=?mol物质的标准态：气体：在标准压力下，具有理想气体性质的纯气体纯固（液）体：在标准压力下的纯固（液）体标准压力：pθ=100kPa二、热化学方程式注明:反应的温度压力等条件;物质的聚集状态,晶型.(标准压力常用P表示)反应方程式写法不同,同样进行1mol反应,其热效应是不同的.三、ΔrUm和ΔrHm的关系ΔU2,ΔH2若反应物质均为理想气体⑴对低压下进行的液、固相反应⑵对有气体参加的低压非均相反应νB(g):反应系统中气体物质的化学计量数四、反应热的测量量热计五、反应热的计算由标准摩尔

6、生成焓计算;(1)标准摩尔生成焓standardmolarenthalpyofformation①定义：在指定温度下，由稳定单质生成指定相态下的物质的反应（称为该物质的生成反应）的标准摩尔焓变，称为该物质在此温度下并处于指定相态下的标准摩尔生成焓，记作单位或(2)标准摩尔燃烧焓(standardmolarenthalpyofcombustion)①定义：1mol物质在指定温度下完全氧化（燃烧）成指定产物的标准摩尔焓变，称为该物质在此温度下的标准摩尔燃烧焓。记作指定产物：(3)代数法(Hess定律)Hess定律(4)键焓（b

7、ondenthalpy)①定义：在指定温度下，拆散气态分子中的某个键，生成气态原子所需的平均能量记作DHθ②计算公式：1.13反应热与温度的关系：基尔霍夫定律(Kirchhoff’sLaw)适用条件：在T1～T2区间，所有物质无相态变化H2(g)+I2(g)=2HI(g)(T2)H2(g)+I2(s)=2HI(g)ΔHm(298K)ΔH(T2)=?问:思考:H2(g)+1/2O2(g)H2O(g)ΔH373KH2(g)+1/2O2(g)H2O(l)ΔH1ΔH2ΔH3298KΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3ΔH1=[Cp,m(H

8、2)+½Cp,m(O2)]×(298K-373K)ΔH3=ΔrH(298K)H2(g)+1/2O2(g)H2O(g)ΔH373KH2(g)+1/2O2(g)H2O(l)ΔH1ΔH2ΔH3298KΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3H2O(l,298K)→H2O(l,373K)→H2O(g,373K)ΔH2=ΔH