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无机化学一PPT课件

非体积功(W非):除体积功以外的功(电 功等)
(一)等容过程
若体系在变化过程中,体积始终保持不变(ΔV = 0),则体系不做体积功,
即W = 0;这个过程放出的热量为QV 根据热力学第一定律,QV = Δ U
(二)等压过程(恒压过程) P=P外=恒定值 由热力学第一定律: ΔU = 体=Qp-P外·ΔV 所以 Qp= ΔU+ P外(V2 –V1)
= (U2 + PV2)-(U1 + PV1) 令 H = U + pV
H:新的函数-------焓 则 Qp = H2 – H1 = ΔH(ΔH称为焓变)
恒压反应热 ΔH〉0, 反应吸热;ΔH〈0, 反应放热。
ΔrHm(T) r:化学反应;T:温度 ΔrHm(298K) ΔrHθm(T)表示化学反应的标准焓变
N2(g)+1/2O2(g)=N2O(g); ΔrHθm1 N2O4(g)=2NO2(g); ΔrHθm2 1/2 N2(g)+O2(g)=NO2(g); ΔrHθm3 求: N2O(g)+ O2(g)= N2O4(g); ΔrHθm4=?
标准摩尔生成焓 在热力学标准态下,在某一确定温度下,由
最稳定单质生成1mol纯物质时的焓变。 用ΔfHθm表示,单位:为kJ ·mol-1 或J ·mol-1
• 热:体系与环境之间因温度不同而交换或 传递的能量称为热
规定:体系向环境放热为”-“ 体系向环境吸热为”+“
符号:Q 单位J或KJ
• 功:除热以外的体系和环境之间进行的其 他能量传递 符号:W 单位J或KJ
物质的标准态:
P=100KPa 热力学标准态为: 气、热、固 100KPa 溶液—100KPa压力,溶质浓度为
化学热力学
第一节 基本概念 • 体系(系统):被研究的对象,它是由大
量的微观粒子组成。 • 环境 :与体系密切相关的周围部分 • 状态:热化学体系的状态是体系物理性质
和化学性质的总和。由宏观物理量温度、 压力、体积、浓度、密度等确定。 • 体系的所有性质一定时,体系的状态就一 定;其中一个变化,体系状态发生变化。
二、热化学方程式
表示化学反应与其热效应关系的化学方程式叫做热 化学方程式。
书写热化学方程式:
(1)注明反应的温度和压强条件 (如果不注明就 是指298K,100KPa)
(2)注明反应物与生成物的聚集状态, g-气态; l-液态 ;s-固态
(3)ΔrHθm 值与反应方程式的写法有关,不同计 量系数的同一反应,其摩尔反应热不同;正逆反 应的反应热效应数值相等,符号相反
二、热力学第一定律 (能量守恒定律 )
ΔU = Q + W 例
Q=60KJ W=-20KJ 2A(g)=B(g)+C(g) 300k,标态下,按以下途径 a.对外做功40KJ,放热Q(a) b.不做功,放热42KJ
问Q(a)、 ΔU(a)、 ΔU(b)
三、焓
体积功(W体):体系反抗外压体积变 化时所做的功
二、
1、物质的标准摩尔生成吉布斯自由能
在热力学标准态下,由处于稳定状态的单质 生成1mol纯物质时,反应的自由能变化为 该物质的标准生成自由能。
ΔfGθm (T)单位:kJ·mol-1 或J·mol-1 规定:在标准态下,稳定单质的生成自由能
反应的自发性(了解) 1、自发性
2、自发过程的特点: ①具确定的方向和限度,逆过程是非自发的 ②做功
练习题
2NH3(g)=N2(g)+3H2(g); ΔrHθm=92.22KJ.mol-1
H2(g)+1/2 O2(g)=H2O(g); ΔrHθm=241.82KJ.mol-1
4NH3(g)+5 O2(g)=4NO(g)+ )+6H2O(g); ΔrHθm=-905.48KJ.mol-1 求NO(g)的ΔfHθm 方法1:盖斯定律;方法2:稳定单质(定义)
②对同一种物质 Smθ(s)
Smθ(g) > Smθ(l) >
③ 摩尔质量相同,结构越复杂,熵值越大
熵变计算
• 规律:
① 凡反应过程中气体计量系数增加的反应, 反应ΔSmθ> 0;
② 凡反应过程中气体计量系数减少的反应, 反应的ΔSmθ < 0
③ 凡反应过程中气体计量系数不变的反应, 反应的ΔSmθ= 0
5.3熵
1.系统混乱度的量度 符号:S 单位: J ·K-1 ·mol-1 熵有绝对值
2.物质标准摩尔熵 1mol纯物质的熵值 Smθ
ΔrSmθ = [∑(Smθ生成物)]–[∑(Smθ反应物)]
ΔrSmθ与温度无关 所以ΔrSmθ (T)= ΔrSmθ (298k)
3.变化规律
① 对同一种物质,物质熵随温度的升高而增 大
④ 没有气体参加的反应,反应中物质总计量 系数增加的反应ΔSmθ > 0;反应中物质计 量系数减少的反应,反应的ΔSmθ< 0
第四节 吉布斯自由能 G:自由能函数,状态函数 ΔrGm 自由能变 ΔrGmθ 标准吉布斯自由能变 一、方向判断 ΔrGm < 0 ,反应正向自发 ΔrGm = 0,反应平衡 ΔrGm > 0,反应正想不自发
注:消去的项,要求物质的种类、状态(物 态、T、P)均相同。
计量系数有变动时,焓变有相应系数的变动。
1、S8 (s) + 8O2(g)=8SO2(g);ΔrHθm1=2374.4KJ.mol-1
1/8 S8 (s) + 3/2O2(g)=SO3(g); ΔrHθm2=395.7KJ.mol-1
SO2(g)+ O2(g)= SO3(g); ΔrHθm3=?
• 状态函数:指一系列确定体系状态的物理 量
特征如下:
• 定值性:体系处于一定状态时,它的每个 状态函数都有确定的数值
• 状态函数的变化只决定于体系的始态和终 态,与变化的途径无关
• 若为循环过程,状态函数的改变量为0
• 过程:体系热力学状态变化的经过
• 途径:完成一个过程所经历的具体路线 (步骤)
稳定单质:单质一般选择298.15k时较稳定的 形态。
标准摩尔生成焓应用
ΔrHθm =∑(ΔfHθm生成物)-∑(ΔfHθm反应物) 例:
298K,标况
2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s)
ΔrHθm= ΔfHθm(Al2O3,s)+2ΔfHθm(Fe,s)2ΔfHθm(Al,s)- ΔfHθm(Fe2O3,s)
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