无机及分析化学第2章-化学热力学基础1.ppt

1、第二章化学热力学的基础，化学动力学基础，牙齿章节，第1 .理解化学热力学的基本概念，理解热力学能量、焓、熵、自由能等状态函数的物理意义。2.把握热力学第一定律，第二定律的基本内容3。化学反应热效应的多种理解4。掌握化学反应DrSmq、DrGmq计算及过程自发性判断方法5。化学反应DrGmq与温度的关系，Gibbs-Helmholtz方程，温度对反应自发的影响，2.1基本概念，热力学：研究物理和化学变化过程中能量变化规律的科学称为热力学。化学热力学：用来研究化学反应和化学反应相关的物理变化的热力学基本原理称为化学热力学。热力学中不讨论物质的微观结构，也不讨论变化速度的问题。2.1基本概念1。系统

2、和环境是热力学中的研究对象为系统，与系统外系统相关的部分是环境牙齿的。根据系统与环境的关系，系统可以分为三类茄子：与物质更换的能源更换开放系统开放系统开放系统开放系统孤立系统isolated system、open system、closed system、isolated system、isolated system等研究对象，可以通过徐璐的其他方法分为徐璐其他系统以水为系统开放：以杯子为系统，以：封闭体系隔热为系统，以：孤立体系，系统和环境的划分是为了研究的方便而人为决定的。您可以想象系统和环境之间可能有接口，也可能没有实际接口，但系统和环境之间有分离的接口。2 .状态和状态函数状态状态功

3、能、系统状态是系统各种特性的综合表示。描述系统状态的物理量称为状态函数。(1)确定了系统的状态，确定了状态函数的值。(2)系统的状态发生变化时，状态函数也发生变化。变更值仅与系统的开始和结束状态相关，与变更路径无关。(3)系统通过任何路径更改返回到原始状态，状态函数将原始值(即更改值)恢复到0。3 .宽度和强度特性extensive properties intensive properties宽度特性：也称为容量特性可加性的特性是体积、质量、熵等强度特性。没有可加性的特性是强度特性，例如温度、压力、强度等。4.流程和路径process path流程：系统状态更改称为流程热力学更改。在温度确定

4、过程、压力确定过程、容量确定过程、绝热过程、循环过程、可逆过程、不可逆过程路径3360过程中系统经历的特定变更阶段中，状态函数的变更值仅取决于启动状态。5.热空气heat work热(Q)-随温度传递的能量，除功率(W) -热外，以其他形式传递的能量功能可分为体积工作卷(Wv)和非体积工作W。静压、体积操作Wv=-pDV、热和功能不是状态函数。其值与变化路径相关的列和操作的符号：6。热力学能量热动力学热力学也称为内部能量(internal energy)。7 .热力学第一定律The first law of thermodynamics能量守恒定律在热力学中的应用是热力学第一定律。“第一类发动

5、机不能制造”“系统和环境的总能量不变”“热力学第一定律的数学表示U=Q -W”，有多种说法。解决方案3360n=460g/46=10mol q=43.510=435 kj w=PV=p(VL VG)pvg=nrt=10 8.31 351k=29168j=29168j乙醇的汽化热称为43.5kJ.mol-1，计算牙齿过程的Q、W、U。，2.2热化学热化学热化学化学化学，1 .化学反应热只是不做其他工作的化学反应体系，化学反应产物的温度等于反应物的温度，当反应体系不能正常工作时，系统吸收或释放的热称为化学反应的热效应(反应热)。当郑容热QV在郑容条件下不做其他工作时，郑容热等于体系热力学能量的变化

6、值。U=Q W=QV Wv=QV-pV (V=0)=QV静态热可以在弹性热量表、静压热Qp和静压条件下由系统测量。不努力学习时，u=q-w=Qp-PV Qp=du pdv=du p(v2-v1)=(U2-U1)p(v2-v1)=(U2 pV2)，U，H是状态函数，绝对值未知。但是系统经过某种过程，它的DU，DH可以得到。DU，DH的单位是J(kJ)。DU=Qv，DH=Qp在一定条件下成立，在不同条件下系统的状态发生变化，DU，DH也存在，但必须单独计算。不能说Qv=DU，Qp=DH，但Qv，Qp是状态函数，3 .反应进展()advancement of reaction，化学反应：是，(na=

7、-a，定义：反应进度。也就是说，化学反应：反应进度=1mol的物理意义是a mol的A和b mol的B完全反应，都转换为g mol的G和H，以及与DHq的关系。DHq是在标准状态下过程的焓变化是在标准状态下反应进度为1 mol时的焓变化。化学反应的焓变化或(非标准状态)，4 .静压热与郑容热的关系静压时：H=U pV Qp=QV pV a .反应物和产物都是固体或液体，V 0，H U，Qp qv，b .反应在气体参与时的M3360反应进展=1 mol的静压反应热QV，m 3360反应进展=，反应物和产物都是标准状态，反应，反应进度1 mol，反应温度，Thermochemical equati

8、on，5。热化学方程式，热力学标准状态：恒温，标准压力(p=100kPa)下的纯物质状态气体：P下纯物质的理想气体状态液体：P下纯液体状态固体：P下纯固体溶液：P下活性度为1的组(大致浓度为1mol)。标记L-1或1MOL) (2)每种物质的物态(G，L，S)，并标记晶型。(3)用h表示反应热。(静压)(4) r Hm值与反应计量方程式的表示法相关。在EX.298K，1g苯(L)在弹性热量表中完全燃烧，产生CO2(g)和H2O(l)，释放41.89kJ。 c6h 6(L)7.5 o 2=6co 2(G)3H2O(L)SNB(G)=-1.5，EX.1 MOLFE和HCl反应，在密封容器中释放大量

9、热量解决方案： Fe2Ecc定律适用于所有状态函数。如果一个反应是几个分阶段反应的对数总和，则总反应的热效应等于每个分阶段反应的热效应的对数。，例如，在298K，p中，已知(1)c(s)O2(g)=CO2(g)rHm(3 1)=-393.5 kj . mol-1(2)，根据标准摩尔生成的焓，化学反应的焓变化：反应的焓变化等于每个组件的标准摩尔生成的焓和化学量乘积之和。例如，298 K，标准状态下反应H2(g) Cl2(g)=HCl(g)的RHM=8。标准摩尔燃烧焓标准固体化，热力学是在：牙齿指定的温度标准压力下，1mol物质完全燃烧时的焓称为该物质的标准摩尔燃烧焓。有机物的生成焓很难测定，但大

10、部分有机物可以燃烧，燃烧焓可以测定。完全燃烧-有机物中的每个元素被氧化成CCO2(g)、H H2O(l)、NN2(g)、S SO2(g)、Cl HCl(aq)、金属自由状态、和根据标准摩尔燃烧，化学反应的焓变化：例如298K时cHm(丙烷，G)=-20，分析： C3 H8(G)5o 2(G)=3 CO2(G)4H2O(G)2.4熵entropy，2 .混乱度和熵混乱度也是体系内部质点运动的无序程度。(1)系统是反映能量最低的(2)系统混乱度最大的S=klnW，熵S:系统内质点运动(阵列)混乱的物理量的状态函数。熵(entropy)符号：S单位：J.K-1孤立系统总是自发地向熵增加的方向变化，在

11、平衡时熵具有最大值。熵增原理概念解释，表达1:在孤立体系中，自发过程总是沿着混乱度增加的方向进行，即熵增的方向。熵增加到最大值时，系统保持平衡，熵减少过程是不可能的。第二，这意味着在孤立系统的自发过程中，系统的熵总是增加。熵的变化值按可逆过程的热温常值计算。Clausius说：“在不引起其他变化的情况下，从低温物体向高温物体传递热量是不可能的。”Kelvin说：“从单个热源中取出热量，没有其他变化，不能完全工作。“孤立体系的熵永不减少”，3 .热力学第二定律The second law of thermodynamics，绝对零度时某纯物质的完全晶体(理想晶体)的熵是无法达到零绝对零度的标准熵standard entropy 1mol纯物质的标准状态的熵符号。Sm单位：J.K-1。mol-1与U，H不同，系统S的绝对值是已知的。热力学第三定律：