物理化学1章热力学基本定律与函数.ppt

3.热化学化学反应过程的U和H,一、化学反应热效应,影响热效应的因素有： （1）反应的本性； （3）反应物的存在形态； （2）反应的温度； （4）反应方程式的写法。,2. 热化学方程式 反应进度为1摩尔（=1mol）时的反应热效应 称为摩尔反应热效应，记为rHm、rUm。,要求：（1）完整的化学计量方程式；（2）注明 反应的温度和压强(或体积)，如： （3）注明反应体系中各物质的存在形态，包括 s，l，g，晶型等。注意上、下标！,3.恒压热效应与恒容热效应的关系,rH= rH+ H,rH= rU+p2V1p1V1,rH= rU+p1V2p2V1,rH= rU+ U+p1（V 2V1）,产物是理想气体或凝聚态物质都有：rU=0,则：rH= rU+ p1（V 2V1） rH是恒压热效应， rU是恒容热效应 即：恒压热效应 = 恒容热效应 +p V rH = rU +p V,（1）对凝聚态反应体系： V0 则：恒压热效应 恒容热效应， rH rU 或 rHm rUm,氧弹（量热计）或卡计,二、 定律 C(石墨) + 0.5O2(g) = CO(g) rHm = ?,特别提醒： (1) 单质：非单质间的反应不能构成“生成反应”。 CO(g) + 0.5O2(g) = CO2(g),(2) 稳定：在给定的条件下，最稳定的单质形态。 规定稳定单质的标准生成热 = 0 (3) 1mol化合物：化合物的计量系数必须为1。 2Al(s) + 1.5O2(g) = Al2O3(s),4Al(s) + 3O2(g) = 2Al2O3(s),利用标准生成热计算化学反应的热效应,根据盖斯定律可做如下推倒：,移项整理得：,利用标准燃烧热计算化学反应的热效应,根据盖斯定律可做如下推倒：,4. 溶解热及稀释热 （1）溶解热：在指定条件（p,T）下， 1mol溶质溶于一定量溶剂，形成指定浓度溶液时的热效应。记为：solHm。,四、反应热效应与温度的关系 压强对反应热效应的影响可以忽略不计！,基希霍夫（Kirchhoff）定律 定积分式, 微分式 对上式微分得：,由上式知：化学反应热效应随温度而变是由于产 物热容和与作用物热容和不相等(Cp0)所致。 若Cp= 0, 则rHm是与温度无关的常数 若Cp 0, 对吸热反应(rHm 0), T, 吸热量 对放热反应(rHm 0), T, 放热量 若Cp 0, 则情况与相反, 不定积分式,H0是积分常数,若,则, 积分温度范围内有相变,作用物发生相变取“+”，产物发生相变取“-”,2. 非定温反应 绝热反应终态温度的计算,rHm= H1+ rHm(298K) +H2=0,例 298K，p下，分别有1mol的CO，H2，CH4，N2，CO2等气 体与理论量空气混合燃烧，求反应体系可能达到的最高温度值。,解：可燃物有CO，H2，CH4三种共3mol，完全燃烧理论 需要O2 气3mol，则空气量为 ，若视空 气中只有O2 气和N2气，则体系中N2气量为12.29mol。,查表可得,（1）,代入式（1）后整理得：,用试