第04次课20110302化学热力学初步.ppt

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1、如果不作非体积功，qV=ΔU如果不作非体积功，qp=ΔHqp-qv=Δn·RTn:气体充分利用状态函数的性质进行推导，状态函数的变化只与初始态和终态有关，与过程无关。∵ΔrH1=ΔrH2+ΔrH3∴ΔrH1=[ΔrU2+(p2V1-p1V1)]+[ΔrU3+(p1V2–p2V1)]=ΔrU2+ΔrU3+(p1V2-p1V1)ΔrU3(0)，假定气体为理想气体。qp-qv=ΔrH1-ΔrU2=(p1V2-p1V1)=pΔV=Δn·RT反应物(n1,p1,V1,T)生成物(n2,p2,V1,T)(1)等压过程qp=ΔrH1(3)ΔrH3生成物(n2,p1,V2,T)(

2、2)等容过程qv=ΔrU2，ΔrH2盖斯定律:化学反应的恒压或恒容反应热只与物质的始态或终态有关而与变化的途径无关。qp=ΔH;qV=ΔU始态C(石墨)+O2(g)终态CO2(g)中间态CO(g)+½O2(g)ΔrHm:化学反应的摩尔焓变。反应进度1mol。例：C+0.5O2=CO反应在298.15K时热效应的计算。始态：C(石墨)+O2(g)终态：CO2(g)中间态：CO(g)+0.5O2(g)(1)(2)(3)反应(1)-可测：qp,1=-393.5kJ·mol-1反应(3)-可测：qp,3=-283.0kJ·mol-1反应(2)-不可测：qp,2=qp,1-q

3、p,3=-110.5kJ·mol-1CH3CH2OHCO2,H2O（1）（2）（3）CH3CHO热化学方程式H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)，qp,m(298.15K)=-241.82kJ·mol-1H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)，qp,m(298.15K)=-285.83kJ·mol-1C(石墨)+O2(g)=CO2(g)，qp,m(298.15K)=-393.51kJ·mol-1反应的热效应与反应时的温度、压力、反应物、生成物的量以及聚集状态有关，与方程式的写法也有关。表示化学反应与热效应的关系的方程式。2H2(g)+O2(g)=2H2O(

4、g)，qp,m(298.15K)=-483.64kJ·mol-12H2(g)+O2(g)=2H2O(l)，qp,m(298.15K)=-571.66kJ·mol-12C(石墨)+2O2(g)=2CO2(g)，qp,m(298.15K)=-787.02kJ·mol-15.化学反应反应热的计算与U相似，H的绝对值难以确定，但真正有意义的是过程的ΔH；H是状态函数，焓值随具体条件(状态)不同而有所改变。为避免同一物质在不同体系中热力学函数不同，做如下规定。标准压力pθ为100kPa(近似一个大气压)；温度T。1)标准状态气体物质标准态：理想气体；液体和固体物质标准态：纯物

5、质；溶液标准态：标准浓度cθ=1mol·L-1的溶液。在标准条件下由指定的单质生成单位物质的量的纯物质时，反应的焓变ΔfHθm(通常选298.15K为参考温度)叫做该物质的标准摩尔生成焓。H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)，ΔfHθm(298.15K)=-285.83kJ·mol-1化合物的相对焓值：以单质的相对焓值作为零。水合离子的相对焓值：以水合H+离子的标准摩尔生成焓为零。ΔfHθm(H+,aq,298.15K)=02)标准摩尔生成焓ΔfHθm记为：ΔfHθm(298.15K)或ΔfHθm指定单质通常指标准压力和该温度下最稳定的单质。如C：石墨(s)；

6、Hg：Hg(l)等。但P为白磷(s)，即P（s，白）。思考：以下哪些反应的恒压反应热不是生成焓(反应物和生成物都是标准态)?(1)(2)(3)答：（2）（4）不是指定单质的标准摩尔生成焓=03.反应的标准摩尔焓变的计算指定单质反应物生成物rHmfHm(生成物)fHm(反应物)ΔrHθm=ΣΔfHθm(产物)＋ΣΔfHθm(反应物)=[gΔfHθm(G,s)+dΔfHθm(D,g)]–[aΔfHθm(A,l)+bΔfHθm(B,aq)]Forareaction：aA(l)+bB(aq)=gG(s)+dD(g)例：计算制取1molAl2O3的反应热。①写出反应

7、式8Al(s)+3Fe3O4(s)=4Al2O3(s)+9Fe(s)②∆fHθm(298.15K)0-1118.4-1675.70③∆rHθm(298.15K)={4(-1675.7)+90}-{80+3(-1118.4)}=-3347.6kJ·mol-1解：1)以Al、Fe2O3为原料①写出反应式：2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s)②∆fHθm(298.15K)0-824.2-1675.70③∆rHθm(298.15K)={(-1675.7)+20}-{20+(-824.2)}=-851.5kJ·mol-12)以Al、F