第一章化学反应基本规律(1,2)

1 课程讲授主要内容 化学反应基本规律化学热力学 动力学初步溶液与离子平衡化学热力学多组分体系应用氧化还原反应 电化学电化学初步物质结构基础结构化学初步 材料化学 石油化工 能源化学 环境化学生物化学 医药及日用化学化工 化学学科重要性 人类文明 发展自然科学和改善生存质量上古时代的工艺化学 中古时代的冶金 医药化学 近代化学 现代化学化学学习方法 组成 结构 性质 功能 应用课程学习目的 化学的知识 思维 方法 能力 2 化学与衣 食 住 行 化学与国防现代化 化学与材料 化学与能源 化学与信息 化学与生命 化学与环境 化学与执法 3 第一章化学反应基本规律 本章主要内容 化学热力学 化学反应动力学初步热力学是研究各种形式能量转化规律的科学 热机效率 热功转换 热力学原理应用于化学过程 化学热力学化学反应热力学内容 化学反应热计算 反应的方向和限度热力学定律是热力学基础 具有普适意义热力学研究的方法和特点大量质点的宏观体系 不考虑微观结构和变化机制 不考虑时间因素化学反应动力学反应速率及影响因素 反应机制或历程 4 5 人为的 相对的 经验性的 6 按质 能的交换 7 8 9 10 四 变化 过程和途径 体系状态发生变化时变化的经过称为过程 变化 体系由始态到终态 完成一个变化 过程 其中完成变化的具体步骤称为途径 例如 水由303K加热至373K变化 过程 T 70K途径一 10K Min 加热途径二 加热至383K再冷却 状态和状态函数 热和功 热力学能 11 12 12 13 13 14 故化学计量方程式表明1 质量守恒 2 反应物生成物间的计量关系 14 15 16 17 18 19 19 20 21 22 23 F 压缩 W F l F l1 l2 pA l2 l1 p V2 V1 p V 功是标量 没有方向但有正负 体积功示意 p V O l1 l2 24 热和功的本质 热和功是能量转化的量度热是物质运动的一种表现形式 总是与大量分子无规则的运动相联系 表征这种无规则运动的物理量即温度 当无规则运动的强度或混乱度 T 不同 就可能通过粒子的碰撞而交换能量 功的概念源于机械功 F L 后推广为其他形式如膨胀功 克服外压体积胀大 和表面功 克服液体表面张力使表面积变化 电功等 强度因素 广义的力 决定能量传递的方向 强度因素不同相应的广度因素就会发生变化而有能量的传递 这种广度因素变化也可以看作是广义位移 决定大小 微观而言 热和功分别是大量质点无序和有序运动而传递的能量 力与力的方向上的位移之积 25 在任何过程中 能量既不能创造 也不能消灭 只能从一种形式转化为另一种形式 26 大多数化学反应都具热效应 通常把只做体积功 且反应后温度回到反应前始态温度时系统吸收或放出的热量叫做化学反应热或化学反应热效应 三 化学反应的反应热 热化学方程式 注明反应条件 注明计量式 注明聚集态 反应进度的概念 反应热效应表示0 B BB nB nB 0 B 化学反应 获取新物质 获取热效应 热化学 对化学反应的吸 放热进行精密的测定和讨论 热化学在热力学发展前已经确立了一些定律 Gess定律 热力学奠定后 热化学可视为热力学第一定律在化学反应中的应用 热化学的发展基于精密量热技术 涉及一系列标准化问题 热化学的研究仍是物化工作者的一个主要任务 CO g 1 2O2 g CO2 g 283 0kJmol 1 27 28 29 30 31 32 盖斯定律 rHm 1 rHm 2 rHm 3 Q到 H的计算 33 34 35 35 36 3