最新第4章-化学热力学ppt课件.ppt

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1、第4章-化学热力学化学反应中的能量能量变化限度方向2第一节热力学基本概念第二节化学反应的热效应第三节化学反应的方向和推动力第四节自由能变的计算第五节自由能变的应用34.系统的分类(1)开放系统(opensystem):系统与环境之间既有物质的交换，又有能量的传递，此类系统称为〜或敞开系统。(2)封闭系统(closedsystem):系统与环境之间只有能量的交换而无物质的交换，此类系统称为〜。(3)孤立系统(isolatedsystem):系统与环境之间既无物质的交换也无能量的交换，此类系统称为〜。实际上，绝对孤立的系统是不存在的。712385.过程

2、(process):系统的状态发生变化，从始态变化到终态，经历了一个热力学过程，简称为过程。(1)等温过程:如果系统的变化是在等温条件下进行的，此变化称为〜。（相变）(2)等压过程:如果系统的变化是在压强恒定的条件下进行的，此变化称为〜。（敞开）(3)等容过程:如果系统的变化是在体积恒定的条件下进行的，此变化称为〜。（封闭）(4)绝热过程:如果系统的变化是在绝热的条件下进行的，此变化称为〜。（孤立）(5)循环过程:如果系统从某状态A出发，经过一系列变化后又回到状态A，这种变化称为〜。（卡诺）96.途径实现一个过程可以采取多种不同的具体步骤，每一种具

3、体步骤称为一种途径。一个过程可以由不同的途径来实现。而状态函数的改变量只取决于过程的始态和终态，与途径无关。过程注重始态和终态，而途径则是具体方式。107.相相(phase)是系统中具有相同的物理性质和化学性质的均匀部分。所谓均匀是指其分散度达到分子的大小水平。相与相之间有明确的界面，超过此相界面，一定有某些性质（如密度、组成等）要发生突变。问题：萃取时相如何变化？11二、状态函数(一)系统的性质1.示例：T，p，V，n，等2.分类（1）广度性质(extensiveproperty)：具有加和性的性质，如质量、体积等。（2）强度性质:(inten

4、siveproperty)不具有加和性的性质，如温度、硬度等。12二、状态函数(二)状态函数1.状态(state):系统的物理、化学性质一定时所处的状况，如T，p，V，n，等一定时。当其性质都具有确定的数值时，系统就处在一定的状态。(1)始态(initialstate):系统变化前的状态。(2)终态(finalstate):系统变化后的状态。2.状态函数(statefunction):描述系统状态的物理量被称为~。(T、p、V、n、:pV=nRT)133.状态函数的特征(1)系统状态一定，状态函数值一定;(2)系统状态发生变化时，状态函数即发生

5、变化，其变化量只取决于系统的始态与终态，而与变化的途径无关;(3)系统一旦恢复到原来状态，状态函数就恢复原值，其变化量为零。水变油？14三、热和功1.热和功的产生:当系统的状态发生变化时，系统的能量也会发生变化(孤立系统除外:有机物在氧弹中燃烧)，这时系统和环境之间发生了能量传递，即产生了~。2.热(heat，Q):是系统和环境之间由于温差而传递的能量。3.功(work，W):是系统和环境之间除热外所传递的能量。4.热和功的特征:只有在变化过程中才能表现出来。5:问题:热和功是否状态函数?15做功过程：一步膨胀等温膨胀pV=nRTp1,V1p2,V

6、2pVW=-p2V=-p2(V2–V1)p1,V1p2,V2p11,V11pV做功过程：两步膨胀W=-p11V-p2V=-p11(V11–V1)-p2(V2–V11)p1,V1p2,V2pV做功过程:恒温可逆⑴一步膨胀：1L气体从202.6kPa→50.65kPa时，系统反抗外压所做的功为W1=-p外ΔV=-50.65×103Pa×(4-1)×10-3m3=-151.95J⑵两步膨胀：从202.6kPa→101.3kPa，第二步再将压力从101.3kPa一次减小到50.65kPa，系统反抗外压对外所做的功等于两步膨胀功之和，即：W2=WI+W

7、II=-101.3×103Pa×(2-1)×10-3m3-50.65×103Pa×(4-2)×10-3m3=-202.6J⑶准静态膨胀：6.示例：1升气体（2atm→0.5atm）做功：19第二节化学反应的热效应一、内能和热力学第一定律二、反应热和焓三、反应热的计算20第二节化学反应的热效应一、内能和热力学第一定律(一)内能(U)1.定义:一个系统具有的全部能量称为系统的〜。包括:分子等的动能、势能、核及电子的能量。2.性质:①属状态函数;②具有加和性;③具有相对性:绝对值尚无法求得。(二)热力学第一定律1.表述:物质具有能量；能量具有不同形式；

8、其不同形式可互相转化；但能量既不能创造，也不能消灭。21二.内能和热力学第一定律2.本质:能量守恒定律3.数学表达式:ΔU