F化学反应的能量变化、方向和限度.ppt

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1、第六章化学反应的能量变化、方向和限度1学习要求1.熟悉热力学第一定律的基本内容，热力学常用术语。2.掌握盖斯（Hess）定律，并能够用于计算反应热，熟悉热力学标准状态的含义。3.掌握自发过程的含义，特征；掌握自由能的概念，自发反应的判断标准；掌握自由能计算的两个重要的公式。24.了解自由能与化学平衡的关系；掌握化学平衡常数的表示方法；掌握标准摩尔反应自由能变与标准平衡常数的有关计算。3第六章化学反应的能量变化、方向和限度人类活动中有许多的“转换”，其中必定牵涉到能量变化、转换方向和转换限度三大问题。燃烧煤和石油，可以获得热能。[能量

2、变化问题]。进行化学反应，使一些物质转换成为我们需要的物质，但有些物质混合在一起无论怎样都不反应。[变化方向问题]4对所有的反应，我们都希望反应物完全变成生成物！但在许多过程中（如合成氨）反应物并不是100%地转变为产物[反应限度问题]56-1热力学的几个常用术语一、系统、环境、过程系统——研究的对象敞开系统：既有能量交换，又有物质交换的系统封闭系统：只有能量交换，没有物质交换的系统。（通常的溶液反应，密封的气体反应）孤立系统：完全与环境隔绝的理想系统。6环境——与系统是相对而言的。如：在一个很大的保温装置中，烧杯、烧杯中的热水及周

3、围的空气等，原来是研究的对象，即体系。但现在若把研究的对象仅仅集中在热水，则空气就是环境了。过程——系统中出现的变化。“过程≡变化”任何系统中，在宏观上可以有两类情况，稳定的和变化的。从一个稳定的情况到另一个稳定的情况之间，就是过程。7等温过程：T=0等压过程：P=0等容过程：V=08二、状态函数状态——平衡时（宏观不变），系统的物理、化学性质的综合表现，称为状态。当系统的各种性质确定了，系统就处在某一状态。始态终态系统性质，可以根据其特征，分为“广度性质”和“强度性质过程9广度性质——与物质的量有关的性质，在一定条件下有加和

4、性（V，m，n，U，H，S，G….）强度性质——与物质的量无关的性质，无加和性（T,P,M…..）状态函数——描述或规定系统状态的宏观性质，统称为“状态函数”。例如：体系的压力P、体积V、温度T、物质的量n，各种状态函数是相互联系的，如：PV=nRT10状态函数的特征:1.系统的状态一定时，状态函数值一定。2.系统的状态变化时，状态函数值可能变化变化值只与始、终态有关，与过程无关。3.循环过程状态函数变化值为零。本章的内容是要通过求算一些状态函数的变化值来确定过程（主要是化学过程）的能量变化、变化方向和变化的限度。11三、热和功热[

5、Q]——由于温差引起系统与环境之间传递的能量。它是物质粒子混乱运动的宏观表现。热力学规定：系统吸收环境的热量时，Q为正。功[W]——除了热以外的系统与环境之间传递的能量。热力学规定：系统向环境做的功时，W为正。如：体积功PV，电功等12热和功都是在变化过程中系统和环境之间所传递的能量。热和功的多少不仅取决于系统的始态和终态，而且随变化的途经不同而改热和功不是状态函数。136-2能量守恒和化学反应的热效应一、内能与热力学第一定律内能[U]——系统（物质）内部的总能量。U是状态函数，属广度性质，有加和性；它的绝对值无法测定，但我们关心

6、的是内能的变化（ΔU）。热力学第一定律（能量守恒定律）通常表述为：系统的内能变化等于系统所吸收的热减去它所作的功14Q>WΔU为正，系统内能的增加来自于环境能量的减少。Q

7、-(-50)=90JQ=ΔU+W=-50+80=30J，吸热一系统由A态到B态，沿途径Ⅰ放热100J，环境对系统做功50JBQ=-100J,W=-50JAΔU=-50J（2）.系统由A态沿途径Ⅲ到B态，吸热40J。其W值为多少？ABQ=40J（1）.系统由A态沿途径Ⅱ到B态对环境做功80J，其Q值为多少？放热还是吸热？ABW=80J17二、热效应、反应热和热力学标准状态2H2（g）+O2（g）2H2O（g）+483.6kJ热效应——在等温条件下物质变化时（过程）伴随的能量变化全部换算成的热量值。反应热——在等压（101.3KPa）或

8、等容时的化学反应的热效应。即分为等压反应热Qp和等容反应热Qv;一般在水溶液中的化学反应的热效应就是Qp化学反应必定伴随能量变化，热力学研究的一个非常重要问题就是反应中的热效应。关于化学反应过程中的“热”的计算，是本章第一个重点。在此