化学反应热及化学反应的方向和限度课件.ppt
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- 关 键 词:
- 化学 反应热 化学反应 方向 限度 课件
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1、化学反应热及化学反应的化学反应热及化学反应的 方向和限度方向和限度主要内容主要内容6.1 热力学系统和状态函数热力学系统和状态函数6.2 能量守恒和能量守恒和化学反应热化学反应热 6.3 熵和熵和GibbsGibbs自由能自由能 6.4化学化学反应的限度和平衡常数反应的限度和平衡常数重难点重难点:焓变、自由能、反应自发性判据焓变、自由能、反应自发性判据反应进行的快慢、反应进行的快慢、条件、机理条件、机理化学反应的现实性化学反应的现实性反应能否发生反应能否发生及反应的限度及反应的限度化学反应的可能性化学反应的可能性化学反应中能量的变化化学反应中能量的变化化学反应速率化学反应速率化学动力学化学动力
2、学化学热力学化学热力学重要的理论意义和实际应用重要的理论意义和实际应用石墨石墨 金刚石金刚石2000K、6万大气压万大气压NO+CO N2+CO2?条件?条件反应进行彻底反应进行彻底医学领域:医学领域:判断生物体内的许多化学反应能否发生?判断生物体内的许多化学反应能否发生?体内物质代谢过程中能量的转化和利用等体内物质代谢过程中能量的转化和利用等化工领域:化工领域:二、状态和状态函数二、状态和状态函数1.状态状态2.状态函数(状态函数(state function)即确定体系即确定体系 热力学状态的物理量热力学状态的物理量如:如:p,V,T,n,(密度),(密度),U(热(热 力学能或内能),力
3、学能或内能),H(焓),(焓),S (熵),(熵),G(自由能)(自由能)等。等。(1)一个体系的某个状态函数的值改变,)一个体系的某个状态函数的值改变,该体系的状态就改变了该体系的状态就改变了状态函数的变化只取决于状态函数的变化只取决于始态和终态始态和终态,而与途经无关,而与途经无关状态函数的特征状态函数的特征广度性质广度性质:有些状态函数,如物质的量、质量等具有加和性。有些状态函数,如物质的量、质量等具有加和性。强度性质强度性质:另一些状态函数,如温度、密度等不具有加和性的另一些状态函数,如温度、密度等不具有加和性的 性质。性质。三、热力学第一定律三、热力学第一定律 系统与环境之间的能量交
4、换有两种方式,一种是热传递,系统与环境之间的能量交换有两种方式,一种是热传递,另一种是做功。另一种是做功。热(热(Q)与途径有关,不是状态函数。)与途径有关,不是状态函数。规定:系统从环境中吸热:规定:系统从环境中吸热:Q 0(如无机盐溶于水)(如无机盐溶于水)系统向环境中放热:系统向环境中放热:Q 0 系统对环境做功:系统对环境做功:W 0 放热反应(放热反应(exothermic),),H 2.焓(焓(enthalpy)焓变为化学或物理过程中吸收或放出的热量焓变为化学或物理过程中吸收或放出的热量,即过程完成之即过程完成之后的终态物质的焓与过程发生之前的始态物质的焓之差。后的终态物质的焓与过
5、程发生之前的始态物质的焓之差。H=H2 H1C(石墨石墨)+O2(g)=CO2(g)=-393.5 kJ.mol-1rHm 三、热化学方程式三、热化学方程式H +吸热反应吸热反应H -放热反应放热反应 1.1.定义定义:表示化学反应与反应热关系的方程:表示化学反应与反应热关系的方程式称为热化学方程式。例:式称为热化学方程式。例:(一)(一)热化学方程式热化学方程式“r”代表化学反应(代表化学反应(reaction)“m”代表代表1 摩尔摩尔进度进度反应反应“”代表代表热力学标准态热力学标准态(298)代表热力学温度()代表热力学温度(K)的含义的含义:标准摩尔焓变:标准摩尔焓变mrHH2(g)
6、+O2(g)=H2O(l)1mrmolkJ286)298(H 物质的标准态物质的标准态:在在100kPa、指定温度下该物指定温度下该物质的状态。质的状态。气体:气体:溶液:溶液:固体和固体和纯液体:纯液体:T,p p=100 kPa溶质溶质B,bB=b=1 molkg-1或或 cB =c=1 molL-1T,p下,纯物质下,纯物质2.热化学方程式的书写要求热化学方程式的书写要求 要注明反应的温度和压力要注明反应的温度和压力 要注明物质的状态要注明物质的状态 固体固体s(solid)液体液体 l(liquid)气体气体 g(gas)水溶液水溶液aq(aqueous solution)反应热与计量
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