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反应放出的热 水吸收的热 钢弹组件吸收的热
反应放出的热量等于水所吸收的热和钢弹组 合件所吸收的热之和。
q=-{q(H2O)+qb}=-{C(H2O)·ΔT+C b·ΔT} =-∑C·ΔT
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填空
使可燃样品(1.0000克)在弹式热量计内完全燃 烧，以测定其反应热，必须知道 、 、 和 。
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体系热力学能净增为20kJ
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1.2.2化学反应的反应热与焓
1）定容反应热 在恒容、不做非体积功条件下： ΔV=0， w=-pΔV=0，ΔU=q+w qv=ΔU 定容热效应qv 在数值上等于系统的热力学能 的改变量 qv,m=ΔrUm
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2）定压反应热 在恒压、只做体积功条件下： ΔU=q+w=qp+w =qp-pΔV U2-U1=qp-(pV2-pV1) qp=U2+pV2-(U1+pV1) 令 H=U+pV H: 系统的焓(Enthalpy) qp =H2-H1=ΔH qp,m=ΔrHm ΔH：系统焓变，吸热为正，放热为负。 定压热效应qp 在数值上等于焓变。
A）氢气在盛有氯气的密闭绝热容器中燃烧
B）反应N2O4(g） 2NO2(g)在密闭容器中进行
C）氢氧化钠与盐酸在敞口的烧杯中反应
D）用水壶烧开水
答案：B
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③相、单相，多相
(Phase\Homogeneous phase\Heterogeneous phase)
相： 系统内物理性质和化学性质完全相同的 部分为相。相内所包含的物质既可以是单一的 纯物质，也可以是混合物。不同相之间有明显 的界面分开。
如何知道硫酸与氢氧化钠在 水溶液中反应所放出热量值？
反应所放出的热量等于溶液所吸收的热量。溶 液吸收热量后温度会升高到某一定值。
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q c m (T T ) C Δ T s s 2 1 S 1 K 1； c 溶 液 的 比 热 ， 单 位 J kg 容 s 1； m 溶 液 的 质 量 ， 单 位 kg s 1 C 溶 液 的 热 ， 单 位 J K 容 S
热效应可分为定容热效应和定压热效应，分 别以qV 和qp表示 。 (Heat of reaction at constant volume Heat of reaction at constant pressure) 一般“实测的反应热(精确)‖ qV ―反应热” qp 反应热与反应进度之比为摩尔反应热
（2）同一化学反应如果化学反应方程式的写 法不同（亦即B不同），反应进度不同。
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⑦反应的热效应（反应热)(Heat of reaction)
化学反应时所放出或吸收的热。
用q表示；吸热为正，放热为负。 填空题:
反应放热q
反应吸热q
(大于、等于、小于）零，
(大于、等于、小于）零,
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1.1.2.反应热的测量
2
1.1 反应热的测量
1.1.1 几个概念 ①热力学(热化学)：
热力学:是研究热和其它形式能量相互转化之
间关系的科学。
化学热力学（热化学） :利用热力学的基本
原理研究化学反应中能量转化的科学称为 化学热力学。
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②系统和环境(System and Surroundings)
热力学将所研究的对象（物质和空间）叫系统，
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④状态与状态函数 (State and State function) 状态：系统的温度，压力，体积，质量和组成 等物理性质和化学性质的总和。 状态函数：描写系统状态的这些个别性质和物 理量。如（T、P、V、n…） 状态函数的关系：
状态函数之间有一定联系
根据理想气体状态方程：PV=nRT。
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（I）加 压
第一章
内容：
热化学与能源
1、反应热的测量 2、反应热的理论计算 3、能源中的燃料的反应热
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要求：
1)了解用弹式热量计测量定容热效应(qv )的 原理，熟悉qv的实验计算法。 2)了解状态函数、反应进度、标准状态的概 念和热化学定律。理解定压热效应(qp )与 反应焓变的关系；定容热效应（qv）与热 力学能变的关系。初步掌握化学反应的标 准摩尔焓变（Δ rHm ）的近似计算。 3)适当了解能源中的燃料反应的热效应。
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可逆过程: 系统经过某过程由状态Ⅰ变到状态Ⅱ之后, 当系统沿该过程的逆过程回到原来状态时, 若原来过程对环境产生的影响同时被消除, 这种理想化的过程。
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⑥化学计量数和反应进度 ( Stoichiometric number and Extent of reaction) 化学式前面的系数称为化学计量数，表示 为：（B）——物质B的化学计量数。 并规定：生成物为正，反应物为负。
系统以外的有关物质和空间统称为环境。 系统分类（按系统与环境之间的物质和能量 传递情况）：封闭系统，敞开系统和隔离系统 (孤立系统)。
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三种系统与环境之间物质和能量的交换情况
敞开系统
封闭系统
隔离系统
有物质交换 没有物质交换 没有物质交换 有能量交换 有能量交换 没有能量交换
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选择题：
下列情况中属于封闭体系的是（ ）
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问题：H为状态函数吗？ H是系统的状态函数 H 无法确定；△ H：可确定
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选择题： 1)如果某一封闭体系经过一系列变化最后又 变到初始状态，则体系的（） A） q=0 w=0 Δ U=0 Δ H=0 B） q≠0 w=0 Δ U=0 Δ H=q C) q=-w Δ U=q+w Δ H=0 D) q≠-w Δ U=q+w Δ H=0 2)某一理想气体，经过循环0 B）w=0 C) q=0 D) Δ U<0 3)下列函数中,不属于状态函数的是( ) A) T B) Δ H C)p D)U E) q

B
B
d = B-1 d nB 或 △ = B-1 △ nB = B-1 △ nB 式中：nB为B物质的量， B为B的化学计量数， 为反应进度,单位为mol 。
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使用 时应注意： （1）反应进度的值与选用反应式中何种物质 的量的变化进行计算无关。
Δ n(A) Δ n(B) Δ n(C) Δ n(D) ξ ν (A) ν (B) ν (C) ν (D)
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问题：
qp 与qv 之间的关系？
● qp = H = U + p V = qv + nRT ●对液态和固态反应，H ≈ U， qp ≈ qv , ●对于有气体参加的反应， V ≠ 0, qp ≠ qv
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例：用弹式量热计测得298K时，燃烧1mol正 庚烷 的恒容反应热为- 4807.12 kJmol-1,求其 q p值 解：C7H16(l) + 11O2(g) 7CO2(g)+ 8H2O(l) n = 7 - 11 = - 4 qp = qv + nRT = - 4807.12 + (- 4) 8.314 298/1000 = - 4817.03 kJmol-1
问题：U 是否为系统的状态函数？
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热力学能的特点： ① U是状态函数，只要状态一定，内能的数值 即为一定值。当状态发生变化时，U的值只取 决于系统的始态和终态。 ②由于物质结构的复杂性和内部相互作用的多 样性，尚不能确定内能的绝对值，可确定内能 的相对值。 U 无法确定；△ U：可确定
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2.能量守恒定律 在任何过程中能量是不会自生自灭的，只能从— 一种形式转化成另一种形式，在转化过程中能 量的总值不变。
始
P1=101.3kPa T1=373K V1=2m3
P1=202.6kPa T1=373K V1=1m3
终
态 P3=303.9kPa T3=473K （II）加压、升温 V3=0.845m3 减压、降温
态
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5.过程和可逆过程 (Process and Reversible process) 过程：系统状态发生任何的变化称为过程。 途径：实现这个过程的具体步骤被称为途径。 状态函数的特点是：其变化值只取决于系统的 起始状态和终了状态，而与系统变化所经历的 具体途径无关。
如, WO3(s)+6H2(g )= 6H2O(l)+W(s)， ( WO3) = -1, (H2)= -6, (H2O)=6, (W)=1, 表明消耗1mol WO3和6mol H2, 生成6mol H2O和1mol W。
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反应进度():表示化学反应进行程度的物理量。 例如:对化学计量方程： aA+bB = cC+dD 0 ν B
qm
q ξ
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（1）许多化学反应通常是在定压下进行的，定压 热效应如何求得？
（2）有些反应的热效应难以直接通过实验测得？
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1.2 反应热效应的理论计算
1.2.1 热力学第一定律 (First law of thermodynamics)
1.内能(热力学能)(Internal energy) 系统内部能的总和。包括分子平动能，转 动能，振动能，分子间势能，原子间键能， 电子运动能，核内基本粒子间核能等。以 U 表示。
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弹式热量计 对于设计气体的反应， 或者对于反应热很大的 反应，常用弹式热量计 来测定反应热。
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Parr 6400 Calorimeter
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用弹式热量计测量反应热的步骤： （1）将已知精确质量的反应物全部装入钢弹 内； （2）需通氧气的按说明书充到一定的压力； （3）将钢弹密封后安放在一金属（钢质）容 器中，往此容器中加入已知质量的吸热介质 水，将钢弹淹没在金属容器的水中，与外界 绝热； （4）精确测定起始温度T1； （5）用电火花引发反应，测定最高温度（即 为终态温度T2 ） 。
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