2第二章化学热力学初步ppt课件

1、第二章第二章 化学热力学初步化学热力学初步2.1 常用术语2.2 热力学第一定律2.3 热化学2.4 热力学第二定律2.5 吉布斯自在能及其运用2.1 常用术语常用术语一、系统体系与环一、系统体系与环境境 1、系统：被划分出、系统：被划分出来做为我们研讨对象来做为我们研讨对象的这一部分物质或空的这一部分物质或空间称为系统；间称为系统； 2、环境：系统以外、环境：系统以外与系统亲密相关的其与系统亲密相关的其他部分叫做环境。他部分叫做环境。 体体 系系The System3 3、系统的划分：、系统的划分： 1 1敞开系统：敞开系统： 系统与环境间既有能量交换，又有物系统与环境间既有能量交换，又有物

2、质交换。质交换。系统：水系统：水2 2封锁系统：封锁系统： 系统与环境间有能量交换，没有物质交系统与环境间有能量交换，没有物质交换。换。系统：水系统：水+水蒸气水蒸气3 3孤立系统：孤立系统： 系统与环境间既没有能量交换，也没有系统与环境间既没有能量交换，也没有物质交换。物质交换。系统：水系统：水+水蒸气水蒸气 +绝热安装绝热安装二、形状与形状函数二、形状与形状函数 1、形状：描画一个系统的一系列物理性质、形状：描画一个系统的一系列物理性质和化学性质的总和就称为系统的形状和化学性质的总和就称为系统的形状(如质量、如质量、温度、压力、体积、密度、组成等温度、压力、体积、密度、组成等 )。当这些性

3、。当这些性质都有确定值时，系统就处于一定的形状。质都有确定值时，系统就处于一定的形状。 2 2、形状函数：确定系统形状的宏观物理量、形状函数：确定系统形状的宏观物理量称为系统的形状函数。如质量、温度、压力、体称为系统的形状函数。如质量、温度、压力、体积、密度、组成等是形状函数。积、密度、组成等是形状函数。 3 3、形状函数的特点：、形状函数的特点： 1. 1. 系统的形状一定，形状函数值确定。系统的形状一定，形状函数值确定。 2. 2. 形状函数的改动值只由系统的始形状函数的改动值只由系统的始态和终态决议，与系统经过的途径无关。态和终态决议，与系统经过的途径无关。 3. 3. 循环过程的形状函

4、数改动值为零。循环过程的形状函数改动值为零。三、过程与途径三、过程与途径1、过程：系统形状发生的变化称为过程。、过程：系统形状发生的变化称为过程。2、途径：完成过程的详细步骤称为途径。、途径：完成过程的详细步骤称为途径。298K, H2O298K, H2Og)g) 途径途径1 1298K,H2O(l) 373K,H2O298K,H2O(l) 373K,H2Og) g) 始态始态 终态终态 373K,H2O(l)373K,H2O(l) 途径途径2 2 等温过程：系统始态和终态温度一样的过程等温过程：系统始态和终态温度一样的过程等压过程：系统压力坚持不变的过程等压过程：系统压力坚持不变的过程等容过

5、程：系统体积坚持不变的过程等容过程：系统体积坚持不变的过程3 3、按过程发生时的条件，热力学中根本过程有：、按过程发生时的条件，热力学中根本过程有：2.2热力学第一定律热力学第一定律一、热和功一、热和功 能量传送有两种方式，一种是热传送，一能量传送有两种方式，一种是热传送，一种是作功。种是作功。 1 1、热、热Q Q：因温度不同而在系统与环：因温度不同而在系统与环境之间进展的能量传送方式称为热。规定系境之间进展的能量传送方式称为热。规定系统从环境吸热：统从环境吸热：Q0Q0；反之；反之Q0Q0W0，反之，反之W0W S(C2H6) S(CH4).S(C3H8) S(C2H6) S(CH4).1

6、. 聚集态不同的同一物质，聚集态不同的同一物质， S(g)S(l)S(s) 。物质规范熵的大小规律：物质规范熵的大小规律： 3.构造类似的物质，相对分子质量越大熵值越大。如：S(I2) S(Br2) S(Cl2) S(F2)都为气态。 5. 熵与温度成正比，气体的熵与压力成反比。熵与温度成正比，气体的熵与压力成反比。【例【例6】将以下物质按规范熵值由小到大陈列：】将以下物质按规范熵值由小到大陈列： LiCl(s) Li (s) Cl2(g) I2(g) Ne (g) 答案： Li (s) LiCl(s) Ne (g) Cl2(g) I2(g)化学反响的规范摩尔熵变：化学反响的规范摩尔熵变： r

7、Sm=BSm(B) 2.5 吉布斯自在能及其运用吉布斯自在能及其运用 一、吉布斯自在能一、吉布斯自在能G定义：定义：G = H G = H TSTS，也称自在焓，也称自在焓 ，为形状函数为形状函数 。单位：。单位：KJKJ G = H-TS 自在能变自在能变G的意义：是封锁系统在等温的意义：是封锁系统在等温等压条件下，化学反响自发进展的判据。等压条件下，化学反响自发进展的判据。吉布斯自在能变与反响自发性判据封锁系吉布斯自在能变与反响自发性判据封锁系统，等温等压，只作体积功的条件下：统，等温等压，只作体积功的条件下： G 0 自发过程自发过程 G 0 平衡形状平衡形状 G 0 非自发过程非自发过

8、程H和和S对过程自发性的影响：有以下四对过程自发性的影响：有以下四种情况种情况二、规范生成吉布斯自在能二、规范生成吉布斯自在能1. 定义：在指定温度和规范态下，由稳定义：在指定温度和规范态下，由稳定单质生成摩尔纯物质时的吉布斯自在定单质生成摩尔纯物质时的吉布斯自在能变，称为该物质的规范生成吉布斯自在能变，称为该物质的规范生成吉布斯自在能，符号：能，符号： 单位单位:kJmol-1。稳定。稳定单质的规范生成吉布斯自在能为零。单质的规范生成吉布斯自在能为零。f G m 2. 利用物质的利用物质的 可计算反响的可计算反响的f G m 任一化学反响任一化学反响 aAdD gGhH=gfGm(G)+hf

9、Gm(H)- afGm (A)+dfGm(D) 常用物质的常用物质的 可在书的附录二中查可在书的附录二中查.r G m r G m f G m rG m=B fG m(B) 例例7 p.36：例：例2-6)：计算以下反响在：计算以下反响在298 K时的时的 rGm 。 C6H12O6(s) + 6O2(g) = 6CO2(g) + 6H2O(l)解：查附录二得各化合物的解：查附录二得各化合物的 fGm /kJmol-1： C6H12O6(s) O2(g) CO2(g) H2O(l) fGm 910.5 0 394.4 237.2那么：那么： rGm = 6(394.4)+6(237.2) (910.5)+0 = 2879.1 kJmol-1 0，S0，高温，高温 B. H 0，S0，低温，低温 C. H 0，S0 ，高温，高温 选选2. 298K和规范压力下，以下反响的