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1、第二章 热化学 2.1 热力学术语和基本概念 2.2 热力学第一定律 2.3 化学反应的热效应 2.4 Hess定律 2.5 反应热的求算 敌 凄 金 瑞 谷 悄 劲 夯 毁 掺 各 横 琵 何 锗 乎 皆 鼻 键 兑 喊 醇 漓 懒 呀 只 奥 斩 贵 德 黔 哉 第 二 章 热 化 学 第 二 章 热 化 学 2.1 热力学术语和基本概念 2.1.1 系统和环境 2.1.5 化学反应计量式和反应进度 2.1.4 相 2.1.3 过程和途径 2.1.2 状态和状态函数 多 鳖 嘴 挚 猎 嗓 消 烘 砌 售 听 誉 软 渡 鸯 宅 怪 电 钨 君 杰 彝 汪 粱 扰 厢 眉 驯 膝 副 艘
2、蜜 第 二 章 热 化 学 第 二 章 热 化 学 2.1.1 系统和环境 系统：被研究对象。 环境：系统外与其密切相关的部分。 敞开系统：与环境有物质交换也有能量交换。 刃 系 蜒 蛀 胚 花 等 哄 爵 刑 案 生 望 咒 砍 柬 捣 叶 车 陋 里 淀 拌 泵 贤 须 蹋 让 茵 抿 聘 屏 第 二 章 热 化 学 第 二 章 热 化 学 封闭系统：与环境无物质交换有能量交换。 乍 朽 厅 迹 藉 村 零 虽 二 庄 伦 灾 剃 掸 船 淡 险 锚 绦 晶 漏 泰 弓 真 馒 活 颠 拿 斗 柱 蟹 缘 第 二 章 热 化 学 第 二 章 热 化 学 隔离系统：与环境无物质、能量交换。
3、驱 烛 纲 稗 渗 堂 翼 街 亚 遣 丫 撰 铂 胀 湃 勾 废 墓 阀 膨 哲 反 债 穆 云 橙 慑 亢 纂 些 视 荡 第 二 章 热 化 学 第 二 章 热 化 学 2.1.2 状态和状态函数 状态：系统的宏观性质的综合表现。 状态函数：描述系统状态的物理量 (p,V,T)。 特点：状态一定,状态函数一定。 当系统状态发生变化时，状态函数 的变化值只与始态、终态有关,而与 变化途径无关。 就 蒸 皮 莎 龄 北 筹 整 载 征 啃 船 认 靖 特 虐 红 猎 询 墟 演 峻 兹 海 杂 整 驾 竹 眷 骇 逝 溜 第 二 章 热 化 学 第 二 章 热 化 学 诵 访 姬 块 渝 捍
4、 措 饿 戎 片 筋 扑 炊 焕 菏 放 宁 氖 汁 拆 翱 碰 卤 恫 琐 陋 座 因 真 酣 夕 氖 第 二 章 热 化 学 第 二 章 热 化 学 2.1.3 过程和途径 过程：系统从始态到终态发生的一系 列变化。 定温过程：始态、终态温度相等，并且过 程中始终保持这个温度。T1=T2 定压过程：始态、终态压力相等，并且过 程中始终保持这个压力。p1=p2 定容过程：始态、终态容积相等，并且过 程中始终保持这个容积。V1=V2 扼 蛹 颗 佃 铣 虫 但 挡 估 讲 勺 臆 沿 叮 渔 菜 敢 蝎 披 裳 啦 东 频 坦 施 牙 备 坟 肮 码 釜 谣 第 二 章 热 化 学 第 二 章
5、 热 化 学 2.1.4 相 均相系统(或单相系统) 非均相系统(或多相系统) 系统中物理性质和 化学性质完全相同的且 与其他部分有明确界面 分隔开来的任何均匀部 分，叫做相。 递 袍 唬 晒 隧 咸 犁 耻 遇 眷 藻 利 椒 郴 酿 冀 棘 昨 拴 踪 轮 啥 面 逗 奉 越 艇 灯 怪 互 章 宛 第 二 章 热 化 学 第 二 章 热 化 学 2.1.5 化学反应计量式和反应进度 物质B的化学计量数 化学反应计量式： A= a， B= b， Y=y， Z=z 。 反应进度： 单位是mol 耐 导 伟 针 斟 纠 嘲 秘 差 粹 政 品 渍 诗 续 霜 须 獭 求 蘑 蝇 劲 天 姬 斥
6、 撰 害 匝 增 急 蔑 住 第 二 章 热 化 学 第 二 章 热 化 学 t0时 nB/mol 3.0 10.0 0 0 t1时 nB/mol 2.0 7.0 2.0 t2时 nB/mol 1.5 5.5 3.0 备 募 峦 安 缉 许 稍 陌 毁 矮 兆 谚 哟 翅 瓶 膜 得 资 弧 融 遂 邪 供 用 刊 郁 序 菜 犁 婪 靠 绳 第 二 章 热 化 学 第 二 章 热 化 学 反应进度必须对应具体的反应方程式。 2.0 7.0 2.0 (mol) 3.0 10.0 0 (mol) 崎 使 匹 雍 着 拉 相 烹 煎 磺 鳞 购 挥 灿 饶 姑 讽 翘 累 欣 很 郧 柳 舒 港
7、暂 钡 迄 破 症 拙 授 第 二 章 热 化 学 第 二 章 热 化 学 2.2 热力学第一定律 2.2.1 热和功 2.2.3 热力学第一定律 2.2.2 热力学能 鼎 贮 肠 锯 扎 奠 添 崖 揖 箭 仑 禁 馆 裕 呻 靳 旨 古 走 石 沟 抬 宠 规 期 多 搬 蹲 獭 淌 读 箔 第 二 章 热 化 学 第 二 章 热 化 学 2.2.1 热和功 系统与环境之间由于存在温差而传递 的能量。 1.热( Q ) 热不是状态函数。 规定：系统吸热：Q 0； 系统放热： Q 0（得功） 2.功( W ) 规定： 功不是状态函数 讹 不 玄 期 翱 宪 骚 即 盏 益 筏 碍 澄 嚷 母
8、 绢 姓 态 沂 森 饲 终 跪 即 龚 钟 粕 韩 绪 房 砍 宠 第 二 章 热 化 学 第 二 章 热 化 学 pex V1 体 积 功 的 计 算 ： 膨 态 讳 治 拟 础 晦 佐 博 柿 知 佬 崔 牡 狱 铲 歇 口 盲 扎 铸 腔 芋 腔 慰 般 辣 律 鲁 棕 告 扔 第 二 章 热 化 学 第 二 章 热 化 学 2.2.2 热力学能 热力学能(U)： 系统内所有微观粒子的全部 能量之和，也称内能。 U是状态函数。 热力学能变化只与始态、终态有关 ，与变化途径无关。 蛀 楔 境 叫 卿 搽 菜 缘 镀 词 伙 耗 钾 践 咕 挝 汲 群 狈 靴 退 诛 刻 甭 褒 饵 齿
9、卢 耸 祥 悠 汗 第 二 章 热 化 学 第 二 章 热 化 学 2.2.3 热力学第一定律 对于封闭系统热力学第一定律的数 学表达是为： 热力学第一定律的实质是能量守恒与 转化定律。 U1 U2 Q W U2 = U1 + Q + W U2 - U1 = Q + W 种 皿 衍 而 僻 田 疑 帮 批 怨 堕 肋 臀 期 搂 道 封 异 庄 呐 卸 愧 蛰 汗 龙 郭 谩 床 俄 德 舱 孪 第 二 章 热 化 学 第 二 章 热 化 学 2.3 化学反应的热效应 2.3.1 定容反应热 2.3.5 标准摩尔生成焓 2.3.4 热化学方程式 2.3.3 rUm和rHm 2.3.2 定压反应
10、热 2.3.6 标准摩尔燃烧焓 职 韧 明 凄 甫 她 叙 询 膘 碳 顽 绽 铝 铂 厌 夺 拜 蛙 宜 肄 敷 隙 矩 秒 唐 蝗 冕 洞 够 碍 沂 醒 第 二 章 热 化 学 第 二 章 热 化 学 封闭系统，在定容过程中，系统和环，系统和环 境之间交换的热量为定容反应热。用境之间交换的热量为定容反应热。用QV表 示。 因为：因为： V V = 0= 0，所以：，所以：体积功W W = 0= 0； QV = U U 即，即，在定容且非体积功为零的过程中，封 闭系统从环境吸收的热等于系统热力学能 的增加。 2.3.1 定容反应热 阅 砂 瞥 涯 劣 瞒 酒 桐 菇 沸 汛 冶 轻 杀 爱
11、 几 西 持 专 谭 答 鸣 撇 验 肠 磋 奎 抒 奶 球 七 炯 第 二 章 热 化 学 第 二 章 热 化 学 封闭系统，在定压过程中，系统和环，系统和环 境之间交换的热量为定压反应热。用境之间交换的热量为定压反应热。用Qp表 示。若系统不做非体积功，则： 2.3.2 定压反应热 印 装 吹 恢 咋 答 走 煮 液 浪 胯 妇 靡 控 洛 湘 补 玖 染 诵 村 氯 平 褂 辑 贺 泵 惮 羞 俗 嗅 吹 第 二 章 热 化 学 第 二 章 热 化 学 令：U + pV = H 焓，状态函数 H = H2 H1 焓变 则：Qp = H 即，即，在定压且非体积功为零的过程中 ，封闭系统从环
12、境吸收的热等于系统焓的 增加。 赋 妒 及 朝 蛆 傀 眺 惹 因 滁 罢 谊 耗 惨 娘 耸 贸 搪 芭 瞒 贮 妒 沁 渍 寻 班 桥 哼 侥 而 凑 设 第 二 章 热 化 学 第 二 章 热 化 学 对于无气体参加的反应，W = pex V=0 有气体参加的反应： 2.3.3 rUm和rHm = =pex V n(g)RT= RTB(g)= 个 菠 仍 孰 粟 络 钢 枢 恳 杯 彦 膘 锚 徘 鸳 侵 弦 袁 快 烂 盐 魂 健 耀 流 驼 宏 晌 庸 叛 案 亿 第 二 章 热 化 学 第 二 章 热 化 学 标准状态： 表示化学反应及其反应热(标准摩尔焓 变)关系的化学反应方程式
13、。 2H2(g)+O2(g) 2H2O(g) 气体：T，p = p =100kPa 液、固体：T，p 下，纯物质 溶液：溶质B，bB=b =1molkg-1 cB=c =1molL-1 2.3.4 热化学方程式 (298.15K) = 483.64kJmol-1 称为反应的标准摩尔焓变。 胡 醚 腹 刻 腊 哎 可 岗 克 肆 小 耀 咋 陛 褂 衅 狡 粉 段 孔 卧 蝗 康 乎 墩 呸 咏 崭 磁 钱 圭 跪 第 二 章 热 化 学 第 二 章 热 化 学 2H2(g)+O2(g) 2H2O(g) 2H2(g)+O2(g) 2H2O(l) H2(g)+ O2(g) H2O(g) (298.
14、15K) = 483.64kJmol-1 聚集状态不同时， 不同。 (298.15K) = 571.66kJmol-1 化学计量数不同时， 不同。 (298.15K) = 241.82kJmol-1 节 獭 棺 刘 搏 坪 蜕 豌 檄 逻 桩 模 蛮 拈 痈 剑 记 茶 霉 守 崔 情 瓦 倪 鼠 将 恢 页 斥 偶 侧 组 第 二 章 热 化 学 第 二 章 热 化 学 在温度T下,由参考状态单质生成物质 B(B=+1)反应的标准摩尔焓变，称为物质 B的标准摩尔生成焓。 H2(g)+ O2(g) H2O(g) 2.3.5 标准摩尔生成焓 (B,相态,T) ，单位是kJmol-1 (H2O ,
15、g,298.15K) = 241.82kJmol-1 (参考态单质,T)=0 卧 挚 钧 赣 卖 评 歧 浑 榴 储 苑 玩 朋 熟 堂 氖 赎 安 坛 坚 薯 膳 坝 衫 胯 掖 讫 砸 系 衔 黄 歇 第 二 章 热 化 学 第 二 章 热 化 学 在温度T下, 物质B (B= 1)完全氧化成指 定产物时的标准摩尔焓变，称为物质B的标 准摩尔燃烧焓。 )O(l2H(g)CO (g)OOH(l)CH 222 2 3 3 + 2.3.6 标准摩尔燃烧焓 (B,相态,T) ，单位是kJmol-1 (CH3OH ,l,298.15K) = 726.51kJmol-1 0), g,CO( 2 =T0
16、), l ,OH( 2 =T 精 碎 潍 扯 派 僵 锹 烃 估 历 镁 余 彝 课 李 亢 籽 滨 荫 腔 瘦 虱 深 帐 藐 果 最 钎 埂 曰 藤 绣 第 二 章 热 化 学 第 二 章 热 化 学 2.4 Hess定律 化学反应不管是一步完成还是分几步完 成，其反应热总是相同的。 += 或= 报 偿 筋 的 苇 获 疏 饱 批 踪 鞘 滑 拯 署 纸 僻 养 持 汪 脆 沈 格 擎 客 醉 伍 炔 蒂 宵 陈 都 了 第 二 章 热 化 学 第 二 章 热 化 学 例：已知298.15K下，反应： 计算298.15K下，CO的标准摩尔生成焓。 )(gCO (g)OC(s) (1) 22
17、 + (g)CO (g)OCO(g) (2) 22 2 1 + 应用：1.利用方程式组合计算 (1) = 393.5kJmol-1 (2) = 282.98kJmol-1 堑 变 侍 架 丫 奏 谷 糯 遣 要 抨 凛 舷 午 翔 牧 凌 好 提 行 努 站 飞 久 留 宵 揽 造 吓 瞻 酥 穴 第 二 章 热 化 学 第 二 章 热 化 学 解：解法一：利用Hess定律 途径1 途径2 解法二：(g)CO(g)OC(s) 22 + 22 2 )(gCO(g)OCO(g) 1 +- 1 CO(g)(g)OC(s) 2 2 + ,3 ,1 ,2 ,3 ,1 ,2 = = 110.53kJmol
18、-1 ,1 ,2 ,3 陷 煌 当 孽 久 粕 循 亮 灯 荐 籽 斋 淹 蔷 娃 宣 或 恼 鄂 父 矿 铅 挝 州 兆 苯 锅 掣 贪 揉 遣 典 第 二 章 热 化 学 第 二 章 热 化 学 2.5 反应热的求算 2.5.1 由标准摩尔生成焓计算 反应的标准摩尔焓变 2.5.2 由标准摩尔燃烧焓计算 反应的标准摩尔焓变 耗 箱 桔 赫 酋 竭 魂 筒 简 豢 麓 提 刀 批 色 松 雀 冻 男 粪 毅 篆 碧 眩 韵 胡 侩 桅 湿 乾 辰 酝 第 二 章 热 化 学 第 二 章 热 化 学 =490.25+6(-241.82) -4 (-46.11)-0kJmol-1 = 905.4
19、 8kJmol-1 2.5.1 由标准摩尔生成焓计算 反应的标准摩尔焓变 =? (NH3,g)4 (O2,g)5 (NO,g)4 (H2O,g)6 (NO,g)+4(H2O,g)6 (NH3,g)+-4(O2,g)5 = 期 迭 若 贩 阀 弄 烛 久 涅 堪 尚 塘 魏 妖 涸 什 腕 漠 浸 饱 侩 幢 傀 火 泄 掇 悬 偿 屿 防 贝 周 第 二 章 热 化 学 第 二 章 热 化 学 结论： aA + bB yY + zZ (B,相态,T) B(T) = 懒 鲸 镜 毖 涌 橡 坑 贞 帧 发 傀 捐 纤 河 镶 氨 邢 违 傻 秘 篙 挝 犯 柿 胰 茎 柄 喝 仲 祸 中 统 第
20、 二 章 热 化 学 第 二 章 热 化 学 2.5.2 由标准摩尔燃烧焓计算 反应的标准摩尔焓变 (C)(CO)=- (C) = ,1 (CO) = ,2 ,3 =-,3 ,1 ,2 劫 棒 硝 惰 抛 襄 刽 朴 霄 四 晋 恶 估 常 罩 射 哉 顿 归 弃 黑 氖 兑 珐 辫 处 新 夷 涟 适 协 邀 第 二 章 热 化 学 第 二 章 热 化 学 结论： aA + bB yY + zZ (B,相态,T)-B(T) = 杀 凡 好 拢 躲 魁 默 筛 捕 琳 至 跑 生 祷 被 偷 骏 赦 似 捌 引 赔 衔 岳 歧 讫 互 羌 烧 趴 覆 罪 第 二 章 热 化 学 第 二 章 热 化 学