第一章化學(xué)熱力學(xué)基礎(chǔ)

1、第第 一一 章熱化學(xué)與能源章熱化學(xué)與能源熱化學(xué)概述 當(dāng)幾種物質(zhì)放在一起時(shí)， a能否發(fā)生反應(yīng)？ b反應(yīng)速率多大？ c會發(fā)生怎樣的能量變化？ d到什么程度時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡？ e反應(yīng)機(jī)理如何？熱化學(xué)：就是研究和化學(xué)反應(yīng)相關(guān)的能量問題，研究熱化學(xué)：就是研究和化學(xué)反應(yīng)相關(guān)的能量問題，研究化學(xué)反應(yīng)的方向和進(jìn)行程度的一門科學(xué)化學(xué)反應(yīng)的方向和進(jìn)行程度的一門科學(xué). HClNaOH桌桌 子子研究對研究對象體系象體系環(huán)境環(huán)境第一節(jié)第一節(jié).反應(yīng)熱的測量反應(yīng)熱的測量1、幾個(gè)基本概念定義：、幾個(gè)基本概念定義：系統(tǒng)：研究對象為系統(tǒng)系統(tǒng)：研究對象為系統(tǒng)環(huán)境：系統(tǒng)以外的，與系統(tǒng)密切相關(guān)、影響所能及的部分環(huán)境：系統(tǒng)以外的，與系統(tǒng)密

2、切相關(guān)、影響所能及的部分1.1系統(tǒng)和環(huán)境根據(jù)體系與環(huán)境之間物質(zhì)與能量的交換根據(jù)體系與環(huán)境之間物質(zhì)與能量的交換敞開系統(tǒng)：與環(huán)境之間既有物質(zhì)交換又有能量交換的系統(tǒng)。敞開系統(tǒng)：與環(huán)境之間既有物質(zhì)交換又有能量交換的系統(tǒng)。封閉系統(tǒng)：與環(huán)境之間有能量交換，但是沒有物質(zhì)交換。封閉系統(tǒng)：與環(huán)境之間有能量交換，但是沒有物質(zhì)交換。隔離系統(tǒng)：與環(huán)境之間既無能量交換也沒有物質(zhì)交換的系統(tǒng)隔離系統(tǒng)：與環(huán)境之間既無能量交換也沒有物質(zhì)交換的系統(tǒng) 隔離系統(tǒng)隔離系統(tǒng) 封閉系統(tǒng)封閉系統(tǒng) 敞開系統(tǒng)敞開系統(tǒng) 能量能量 物質(zhì)物質(zhì) 熱力學(xué)中，我們主要研究封閉體系。熱力學(xué)中，我們主要研究封閉體系。 體系的分類：體系的分類：Heat flow

3、Heat flow敞開系統(tǒng)敞開系統(tǒng)封閉系統(tǒng)封閉系統(tǒng)隔離系統(tǒng)隔離系統(tǒng)1.2.狀態(tài)和狀態(tài)函數(shù)狀態(tài)：用來描述系統(tǒng)的各種宏觀性質(zhì)的綜合表現(xiàn)它通過具體的參數(shù)表示.狀態(tài)函數(shù)：用來描述系統(tǒng)狀態(tài)的物理量（參數(shù)）成為狀態(tài)函數(shù)。包括：壓力P； 體積V； 溫度T； 質(zhì)量m ;組成等.狀態(tài)方程式:狀態(tài)函數(shù)之間具有一定的聯(lián)系，它們的定量關(guān)系 如 理想氣體的狀態(tài)方程式：pV=nRT p、V、n、T為常用的狀態(tài)函數(shù)狀態(tài)函數(shù)具有鮮明的特點(diǎn)狀態(tài)函數(shù)具有鮮明的特點(diǎn): (1) 狀態(tài)一定狀態(tài)一定,狀態(tài)函數(shù)一定。狀態(tài)函數(shù)一定。 (2) 狀態(tài)變化狀態(tài)變化, 狀態(tài)函數(shù)也隨之而變狀態(tài)函數(shù)也隨之而變,且狀態(tài)函數(shù)的變化值只與且狀態(tài)函數(shù)的變化值只

4、與始態(tài)、終態(tài)有關(guān)始態(tài)、終態(tài)有關(guān), 而與變化途徑無！而與變化途徑無?。?）周而復(fù)始，值變?yōu)榱悖┲芏鴱?fù)始，值變?yōu)榱?7狀態(tài)函數(shù)的分類 廣度性質(zhì)(容量性質(zhì))：當(dāng)將系統(tǒng)分割成若干部分時(shí)，系統(tǒng)的某性質(zhì)等于各部分該性質(zhì)之和，即具有加和性。如體積V、熱容C、質(zhì)量m、熱力學(xué)能U、焓H、熵S等l 強(qiáng)度性質(zhì)：強(qiáng)度性質(zhì)：此類性質(zhì)的量值與系統(tǒng)中物質(zhì)的量多寡無關(guān)，只決定于系統(tǒng)本身的特性。 如溫度如溫度T、壓強(qiáng)、壓強(qiáng)p、密度、密度等。等。1.3、過程（、過程（Process）和途徑（）和途徑（Path） 在一定的環(huán)境下，體系狀態(tài)發(fā)生變化的經(jīng)過稱在一定的環(huán)境下，體系狀態(tài)發(fā)生變化的經(jīng)過稱為為過程過程，而把完成這個(gè)過程的具體步

5、驟稱為，而把完成這個(gè)過程的具體步驟稱為途徑途徑。V 2 dm3p 1 105PaV 0.5dm3p 4 105PaV 1 dm3p 2 105PaV 4 dm3p 0.5 105Pa1432等溫過程等溫過程定壓過程定壓過程定壓過程定壓過程等溫過程等溫過程熱力學(xué)可逆過程熱力學(xué)可逆過程: 系統(tǒng)經(jīng)過某過程由狀態(tài)1變到狀態(tài)2之后，系統(tǒng)沿該過程的逆過程回到原來狀態(tài)時(shí)，若原來過程對環(huán)境產(chǎn)生的一切影響同時(shí)消除，這種理想化的過程稱為熱力學(xué)可逆過程。體系從終態(tài)到始態(tài)時(shí)，消除了對環(huán)境產(chǎn)生的一切影響，可逆過體系從終態(tài)到始態(tài)時(shí)，消除了對環(huán)境產(chǎn)生的一切影響，可逆過程是理想化過程，無限接近熱力學(xué)平衡態(tài)。程是理想化過程，無

6、限接近熱力學(xué)平衡態(tài)。水-系統(tǒng)冰水放出能量使環(huán)境T1變?yōu)門2環(huán)境環(huán)境環(huán)境吸收能量使環(huán)境T2變?yōu)門1熱力學(xué)可逆過程101.4. 化學(xué)反應(yīng)計(jì)量式和反應(yīng)進(jìn)度v 化學(xué)計(jì)量數(shù)只表示反應(yīng)式中各物質(zhì)轉(zhuǎn)化的比例數(shù)，并不是反應(yīng)過程中各物質(zhì)轉(zhuǎn)化的量。)(2)()(2222lOHgOgHv化學(xué)計(jì)量數(shù)無量綱；對反應(yīng)物取負(fù)值，對產(chǎn)物取正值?；瘜W(xué)計(jì)量數(shù)無量綱；對反應(yīng)物取負(fù)值，對產(chǎn)物取正值。)()()(22212lOHgOgH化學(xué)計(jì)量數(shù)化學(xué)計(jì)量數(shù)B: -1 - 121化學(xué)計(jì)量數(shù)化學(xué)計(jì)量數(shù) B： -2 -1 2v化學(xué)計(jì)量數(shù)與化學(xué)反應(yīng)方程式的寫法有關(guān)?；瘜W(xué)計(jì)量數(shù)與化學(xué)反應(yīng)方程式的寫法有關(guān)。11反應(yīng)進(jìn)度 反應(yīng)進(jìn)度：描述化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行

7、的程度，用 /ksai/ 表示。在反應(yīng)熱的計(jì)算、化學(xué)平衡和反應(yīng)速率的表示式中被普遍使用。BBdnd定義式為：定義式為： SI單位為單位為mol。BBn對于有限的變化：對于有限的變化：BBBnn)0()(一般尚未反應(yīng)時(shí)一般尚未反應(yīng)時(shí)z z=0mol，則：，則：BBB0ZYBAzyba 若化學(xué)反應(yīng)計(jì)量式為若化學(xué)反應(yīng)計(jì)量式為則其反應(yīng)進(jìn)度為（則其反應(yīng)進(jìn)度為（ 的單位是的單位是 mol）BBBBB0)()(nnn 物質(zhì)物質(zhì)B的化學(xué)計(jì)量數(shù)的化學(xué)計(jì)量數(shù)BzybaZYBA對于任何物質(zhì)，反應(yīng)物的量等于生成物的量 gNH2gH3gN322時(shí)時(shí)時(shí)210tttmol/mol/mol/BBBnnn 3.0 10.0 0

8、 0 2.0 7.0 2.0 1 1.5 5.5 3.0 2 mol5 .1mol0 .12mol)00 .2(NHNHmol0 .13mol)0 .100 .7(HHmol0 .11mol)0 .30 .2(NN2331122112211nnn反應(yīng)進(jìn)度必須對應(yīng)具體的反應(yīng)方程式反應(yīng)進(jìn)度必須對應(yīng)具體的反應(yīng)方程式！14 對同一反應(yīng)方程式，任一反應(yīng)物或產(chǎn)物表示的反應(yīng)進(jìn)度均是相同的。反應(yīng)進(jìn)度反應(yīng)進(jìn)度)(2)(3)(322gNHgHgN=1mol，表示，表示1mol N2與與3mol H2反應(yīng)生成反應(yīng)生成2mol NH3l摩爾反應(yīng)：按所給反應(yīng)方程式的化學(xué)計(jì)量數(shù)進(jìn)行了一摩爾反應(yīng)：按所給反應(yīng)方程式的化學(xué)計(jì)量

9、數(shù)進(jìn)行了一個(gè)單位的化學(xué)反應(yīng)，即反應(yīng)進(jìn)度為個(gè)單位的化學(xué)反應(yīng)，即反應(yīng)進(jìn)度為1mol的化學(xué)反應(yīng)。的化學(xué)反應(yīng)。l對同一反應(yīng)，反應(yīng)進(jìn)度的值與反應(yīng)方程式的寫法有關(guān)對同一反應(yīng)，反應(yīng)進(jìn)度的值與反應(yīng)方程式的寫法有關(guān).)(4)(6)(2322gNHgHgN=1mol，表示，表示2mol N2與與6mol H2反應(yīng)生成反應(yīng)生成4mol NH3151.5其他基本概念 1.化學(xué)反應(yīng)熱 q指等溫過程熱，即當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生了變化后，使反應(yīng)產(chǎn)物的溫度回到反應(yīng)前始態(tài)的溫度，系統(tǒng)放出或吸收的熱量。 定容反應(yīng)熱定容反應(yīng)熱qV：等溫定容：等溫定容化學(xué)反應(yīng)熱化學(xué)反應(yīng)熱q 定壓反應(yīng)熱定壓反應(yīng)熱qp：等溫定壓：等溫定壓l摩爾反應(yīng)熱摩爾反應(yīng)熱(q

10、m):指當(dāng)反應(yīng)進(jìn)度為指當(dāng)反應(yīng)進(jìn)度為1 mol時(shí)系統(tǒng)放出或時(shí)系統(tǒng)放出或吸收的熱量。吸收的熱量。lqm=q/16熱化學(xué)方程式 表示化學(xué)反應(yīng)與熱效應(yīng)關(guān)系的方程式。l須注明反應(yīng)熱、物質(zhì)聚集狀態(tài)、溫度、壓力、須注明反應(yīng)熱、物質(zhì)聚集狀態(tài)、溫度、壓力、組成等。組成等。l習(xí)慣上，對不注明溫度和壓力的反應(yīng)，是指在習(xí)慣上，對不注明溫度和壓力的反應(yīng)，是指在T=298.15K，p=100kPa下進(jìn)行反應(yīng)的。下進(jìn)行反應(yīng)的。qp,m=-570kJ/mol2H2(g,298.15K,100kPa) + O2(g) = 2H2O (l) 進(jìn)度進(jìn)度1mol定壓定壓2.反應(yīng)熱的測量反應(yīng)熱的測量彈式熱量計(jì)(Bomb calorim

11、eter)最適用于測定物質(zhì)的燃燒熱。q=-csms（T2-T1）=CsTq：一定量反應(yīng)物在一定條件下的反應(yīng)熱；正好表示吸熱，負(fù)號表示放熱cs：吸熱溶液的比熱容； Cs：表示溶液的熱容M：表示溶液的質(zhì)量 杯式量熱計(jì)杯式量熱計(jì) 1 溫度計(jì)溫度計(jì) 2 絕熱蓋絕熱蓋 3 絕熱杯絕熱杯 4 攪拌棒攪拌棒 5電加熱器電加熱器 6 反應(yīng)物反應(yīng)物 1 2 3 4 5 6杯式量熱計(jì)可以用來研究溶解、中和、水合以及一般在溶液中的反應(yīng)熱。杯式量熱計(jì)可以用來研究溶解、中和、水合以及一般在溶液中的反應(yīng)熱。 第二節(jié)反應(yīng)熱與焓第二節(jié)反應(yīng)熱與焓1.2.1 一一.熱力學(xué)第一定律熱力學(xué)第一定律熱力學(xué)第一定律即能量守恒定律熱力學(xué)第

12、一定律即能量守恒定律體系內(nèi)能的變化(熱能U)等于體系從環(huán)境吸收的熱量(q)減去體系對環(huán)境所作的功（W）。熱力學(xué)第一定律規(guī)定了熱、功和內(nèi)能變化之關(guān)系。 U=q-W 若為封閉體系： U=U2-U1=q+w U0， 體系內(nèi)能增加；U0， 體系內(nèi)能不變，U0， 體系內(nèi)能減小；q0， 體系吸熱；q0， 體系既沒吸熱也沒放熱，q0， 體系放熱；w為系統(tǒng)做的功，即除熱以外其他方式傳遞的能量。w0， 體系對環(huán)境做功；w0， 環(huán)境對體系做功。 體系內(nèi)能的變化等于體系吸收的能量和對外做的功之差計(jì)算時(shí)，單位一定要一致計(jì)算時(shí)，單位一定要一致單位為焦耳單位為焦耳J 內(nèi)能內(nèi)能(U) 內(nèi)能內(nèi)能(U) ：物質(zhì)（體系）的內(nèi)能是

13、物質(zhì)的一種屬性, 是物質(zhì)的總能量（動(dòng)能+勢能）。包括物質(zhì)所含分子及原子的動(dòng)能、勢能、分子轉(zhuǎn)動(dòng)能和振動(dòng)能、分子鍵能和分子間的相互作用能、原子核的質(zhì)量能、核外電子能等。 物質(zhì)的內(nèi)能由其所處的狀態(tài)決定：物質(zhì)處于一定狀態(tài)，就具有一定內(nèi)能，狀態(tài)發(fā)生改變，內(nèi)能也隨之改變。 物質(zhì)在經(jīng)過一些列變化之后，如果又回到原來狀態(tài)，則其內(nèi)能也恢復(fù)到原值。 諸如內(nèi)能一類由物質(zhì)的狀態(tài)所決定的量稱作“狀態(tài)函數(shù)狀態(tài)函數(shù)”。內(nèi)能是狀態(tài)函數(shù)，具有加和性。內(nèi)能是狀態(tài)函數(shù)，具有加和性。內(nèi)能的絕對數(shù)量是無法測量的內(nèi)能的絕對數(shù)量是無法測量的（即不可知的）（即不可知的）理想氣體的內(nèi)能只是溫度的函數(shù)理想氣體的內(nèi)能只是溫度的函數(shù)狀態(tài)函數(shù)的特征：

14、1、狀態(tài)確定，其值確定2.路徑不同，值變相同3.值變?yōu)榱阌?jì)算理想氣體在衡壓膨脹過程中所作的體積功計(jì)算理想氣體在衡壓膨脹過程中所作的體積功定壓過程：環(huán)境壓力定壓過程：環(huán)境壓力(外壓外壓)保持不變的條件下，系保持不變的條件下，系統(tǒng)始態(tài)、終態(tài)壓力相同且等于環(huán)境壓力的過程：統(tǒng)始態(tài)、終態(tài)壓力相同且等于環(huán)境壓力的過程：W pe S l pe V p V 體積功示意圖體積功示意圖功（功（w）包括：體積功（膨脹功）和非體積功）包括：體積功（膨脹功）和非體積功膨膨脹脹功功非體積功非體積功（非膨脹功）（非膨脹功）除體積功以外做的功包括表面功、電功等例例1 某過程中，體系從環(huán)境吸收熱量某過程中，體系從環(huán)境吸收熱量

15、1000 J，對環(huán)境做體積功，對環(huán)境做體積功 300 J。求過程中體系熱力學(xué)能的改變量和環(huán)境熱力學(xué)能的改變量。求過程中體系熱力學(xué)能的改變量和環(huán)境熱力學(xué)能的改變量。解：體系的熱力學(xué)能的變化解：體系的熱力學(xué)能的變化 U qW 1000 J 300 J 700 J把環(huán)境作為研究對象把環(huán)境作為研究對象 q 1000 J； W 300 J環(huán)境熱力學(xué)能改變量為環(huán)境熱力學(xué)能改變量為U q W 700 J1.2.2 化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱和焓化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱和焓1.恒容條件下的化學(xué)反應(yīng)熱（恒容條件下的化學(xué)反應(yīng)熱（qv） （1）定義：若化學(xué)反應(yīng)在密閉的容器內(nèi)進(jìn)行，該反應(yīng)）定義：若化學(xué)反應(yīng)在密閉的容器內(nèi)進(jìn)行，該反應(yīng)稱為

16、恒容反應(yīng)。其熱效應(yīng)稱為恒容反應(yīng)熱，表示為稱為恒容反應(yīng)。其熱效應(yīng)稱為恒容反應(yīng)熱，表示為qv。（2）在恒容條件下，）在恒容條件下，V = 0，體系不可能作體積功，體系不可能作體積功，即即 w = pV = 0， qv = U（3）恒容條件下的反應(yīng)熱等于體系內(nèi)能的變化量。）恒容條件下的反應(yīng)熱等于體系內(nèi)能的變化量。U = qv 0，反應(yīng)是吸熱的；，反應(yīng)是吸熱的；U = qv 0，反應(yīng)是放熱的。，反應(yīng)是放熱的。 （4）恒容反應(yīng)熱的測量方法：前面所講，見圖）恒容反應(yīng)熱的測量方法：前面所講，見圖一些化學(xué)反應(yīng)的恒壓反應(yīng)熱可以用杯式量熱計(jì)來測量。測量后的數(shù)據(jù)處理一些化學(xué)反應(yīng)的恒壓反應(yīng)熱可以用杯式量熱計(jì)來測量。測

17、量后的數(shù)據(jù)處理與彈式量熱計(jì)相同。與彈式量熱計(jì)相同。 2、恒壓條件下的化學(xué)反應(yīng)熱與熱焓、恒壓條件下的化學(xué)反應(yīng)熱與熱焓 （1）定義：在恒壓過程中完成的化學(xué)反應(yīng)稱為恒壓反應(yīng)。）定義：在恒壓過程中完成的化學(xué)反應(yīng)稱為恒壓反應(yīng)。 其熱效應(yīng)稱為恒壓反應(yīng)熱，表示為其熱效應(yīng)稱為恒壓反應(yīng)熱，表示為qp 在恒壓下，只有體積做功的條件下：w=-p V（2）熱焓（）熱焓（Enthalpy） a、定義：令、定義：令H = U + PV H = qp H 稱為熱焓，是具有稱為熱焓，是具有加和性質(zhì)的物理量。使用條件：封閉體系、沒有非體積功、恒壓加和性質(zhì)的物理量。使用條件：封閉體系、沒有非體積功、恒壓b、在恒壓條件下的反應(yīng)熱等

18、于焓變。理想氣體的焓、在恒壓條件下的反應(yīng)熱等于焓變。理想氣體的焓H只是溫只是溫度的函數(shù)，溫度不變，度的函數(shù)，溫度不變，H =0。 c、測量方法、測量方法-用上述用上述 U=U2-U1=q-w=q- p V=qp p(V2 V1) 令：H=U+PV 則q=H2-H1qp = (U2 + pV2) - (U1 + pV1)焓是一個(gè)與內(nèi)能有關(guān)的狀態(tài)函數(shù)，其值等于體系的內(nèi)能和體系所處狀態(tài)時(shí)所承受的壓力和體積的乘積之和。 一個(gè)化學(xué)反應(yīng)是吸熱還是放熱，在特定條件下由生成物和一個(gè)化學(xué)反應(yīng)是吸熱還是放熱，在特定條件下由生成物和反應(yīng)物的焓值之差決定。反應(yīng)物的焓值之差決定。 H= H生成物生成物- H反應(yīng)物反應(yīng)物

19、 H稱作焓變，其值等于恒壓反應(yīng)熱稱作焓變，其值等于恒壓反應(yīng)熱(qp) H= qp系統(tǒng)吸熱，系統(tǒng)吸熱， H為正值為正值 系統(tǒng)放熱，系統(tǒng)放熱， H為負(fù)值為負(fù)值 焓焓：H = U + pV焓變：H單位：J或kJH是狀態(tài)函數(shù)，是狀態(tài)函數(shù)， H只與系統(tǒng)只與系統(tǒng)的始、終態(tài)有關(guān)。的始、終態(tài)有關(guān)。 理想氣體的理想氣體的H只是溫度的函只是溫度的函數(shù)，數(shù)，即等溫變化中即等溫變化中H = 0。 H的絕對值無法確定，但實(shí)際的絕對值無法確定，但實(shí)際應(yīng)用的是反應(yīng)或過程中應(yīng)用的是反應(yīng)或過程中 系統(tǒng)的系統(tǒng)的焓變焓變H，所以采用物質(zhì)的相對，所以采用物質(zhì)的相對焓值。焓值。 3.蓋斯定律（蓋斯定律（Hesss Law） 若一個(gè)反應(yīng)

20、可以分為數(shù)步完成，則各步反應(yīng)的反若一個(gè)反應(yīng)可以分為數(shù)步完成，則各步反應(yīng)的反應(yīng)熱之總和與這個(gè)反應(yīng)一次發(fā)生時(shí)的反應(yīng)熱相同應(yīng)熱之總和與這個(gè)反應(yīng)一次發(fā)生時(shí)的反應(yīng)熱相同 。理論基礎(chǔ)：熱力學(xué)第一定律理論基礎(chǔ)：熱力學(xué)第一定律 運(yùn)用蓋斯定律，可以由一些已知的反應(yīng)熱運(yùn)用蓋斯定律，可以由一些已知的反應(yīng)熱值通過計(jì)算間接求算出許多末知值。值通過計(jì)算間接求算出許多末知值。 任何一個(gè)化學(xué)反應(yīng)在不做其他功和等壓（或等容）任何一個(gè)化學(xué)反應(yīng)在不做其他功和等壓（或等容）的情況下，該反應(yīng)不論是一步完成還是分為幾步完的情況下，該反應(yīng)不論是一步完成還是分為幾步完成，其熱效應(yīng)的總值相等。成，其熱效應(yīng)的總值相等。 qV = Uqp = H

21、（ U 、 H 是狀態(tài)函數(shù)） 正、逆反應(yīng)的正、逆反應(yīng)的rHm ，絕對值相等，符，絕對值相等，符號相反。號相反。 反應(yīng)的反應(yīng)的rHm 與反應(yīng)式的寫法有關(guān)。與反應(yīng)式的寫法有關(guān)。 各反應(yīng)中，同一物質(zhì)的聚集狀態(tài)等條件各反應(yīng)中，同一物質(zhì)的聚集狀態(tài)等條件應(yīng)相同。應(yīng)相同。 所選取的有關(guān)反應(yīng)，數(shù)量越少越好，以所選取的有關(guān)反應(yīng)，數(shù)量越少越好，以避免誤差積累。避免誤差積累。利用蓋斯定律時(shí)應(yīng)注意利用蓋斯定律時(shí)應(yīng)注意2929應(yīng)用條件：應(yīng)用條件： 某化學(xué)反應(yīng)是在某化學(xué)反應(yīng)是在等壓（或等容）等壓（或等容）下一步完下一步完成的，在分步完成時(shí)，各分步也要在成的，在分步完成時(shí)，各分步也要在等壓等壓（或等容）（或等容）下進(jìn)行；下

22、進(jìn)行； 要消去某同一物質(zhì)時(shí)，不僅要求物質(zhì)的種類相同，其物質(zhì)的聚集狀態(tài)也相同。301.2.3標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓與反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變 熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)在任一溫度T、標(biāo)準(zhǔn)壓力p下表現(xiàn)出理想氣體性質(zhì)的純氣體狀態(tài)為氣態(tài)物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)。液體、固體物質(zhì)或溶液的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)為在任一溫度T、標(biāo)準(zhǔn)壓力p下的純液體、純固體或c時(shí)的狀態(tài)。純物質(zhì)(除溶液外)氣體的分壓、固體和液體的壓力為p =100 kPa溶液的濃度為c = 1.0molL-1標(biāo)準(zhǔn)態(tài)對溫度T沒有規(guī)定311.2.3 標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓與反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變 1. 標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓 在溫度T、標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)由指定單質(zhì)生成單位物質(zhì)的量的純物質(zhì)時(shí)反應(yīng)的焓變，即單質(zhì)+單質(zhì)=1mol純物質(zhì)

23、。產(chǎn)物為1mol選定溫度T和標(biāo)態(tài)時(shí)最穩(wěn)定單質(zhì) f H m (B，聚集狀態(tài)，T) 生成反應(yīng)進(jìn)度1mol標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)物質(zhì)溫度(T=298.15K)g、l 、s、aq符號： fHm (B，聚集狀態(tài)，T) 單位：J mol-1 或kJ mol-1321. 標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓 單質(zhì)的相對焓值標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)，純的指定穩(wěn)定單質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)(摩爾)生成焓為零。 即fHm (最穩(wěn)定單質(zhì),聚集狀態(tài),298.15K)=0 指定單質(zhì)通常指標(biāo)準(zhǔn)壓力和該溫度下最穩(wěn)定的單質(zhì) 如C：石墨(s)；Hg：Hg(l) 等。 但P為白磷(s)，即P4（s，白）。水合物的相對焓值以水合氫離子的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓為零。 即fHm (H,aq,298.15K)

24、=033符號： r H m (T) 2. 反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變在溫度T、標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)化學(xué)反應(yīng)的摩爾焓變?；瘜W(xué)反應(yīng)反應(yīng)進(jìn)度 =1mol標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)單位：J mol-1 或kJ mol-1二、標(biāo)準(zhǔn)生成熱應(yīng)用及意義二、標(biāo)準(zhǔn)生成熱應(yīng)用及意義反反fHm 反應(yīng)物反應(yīng)物生成物生成物同樣數(shù)量和種類的同樣數(shù)量和種類的指定狀態(tài)單質(zhì)指定狀態(tài)單質(zhì)rHm產(chǎn)產(chǎn)fHm m (m ()rmififiiHHH生成物）反應(yīng)物根據(jù)此式，可以計(jì)算任一在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的反應(yīng)的反應(yīng)熱。根據(jù)此式，可以計(jì)算任一在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的反應(yīng)的反應(yīng)熱。注意！不要丟了化學(xué)計(jì)量系數(shù)！注意！不要丟了化學(xué)計(jì)量系數(shù)！ 求求 Fe2O3(s) 3CO(g) 2Fe(s) 3CO

25、2(g) 在在 298 K 時(shí)的時(shí)的rHm. fHm(CO, g) 110.52 kJmol1 rHm (298 K) 3fHm(CO2,g) 2fHm(Fe,s) fHm(CO2, g) 393. 51 kJmol1解：查表得解：查表得 fHm(Fe2O3, s) 824.2 kJmol1 fHm(Fe, s) 0 3fHm(CO,g) fHm(Fe2O3,s) 3(393.51)20 3(110.52)(824.2) kJmol1 25 kJmol136例: 求下列反應(yīng)的反應(yīng)熱rHm ？解： 2Na2O2(s) + 2H2O(l) = 4NaOH(s) + O2(g)= 4 (-426.7

26、3) - 2 (-513.2) -2 (-285.83)= - 108.9 kJmol-1 fHm /kJmol-1 -513.2 -285.83 -426.73 0rHm = B fHm (生成物) + B fHm(反應(yīng)物)= 4 fHm（NaOH,s) -2 fHm (Na2O2,s) - 2 fHm (H2O,l)37例: 已知反應(yīng) HCl(g) + H2O = H+ (aq) + Cl-(aq) 的rHm -74.7 kJmol-1fHm(HCl,g) = -92.5 kJmol-1 求fHm(Cl-,aq) = ?解：rHm = B fHm (生成物) + B fHm(反應(yīng)物) fH

27、m (H+,aq) = 0.0074.7 = 0 +fHm (Cl ,aq) - fHm(HCl,g) fHm (Cl ,aq) = 167.2 (kJmol-1)rHm = fHm (H+,aq) +fHm (Cl ,aq) - fHm(HCl,g)填空填空1、熱力學(xué)第一定律是體系內(nèi)能的變化(熱能U)等于體系從環(huán)境吸收的熱量(q)減去體系對環(huán)境所作的功（W）。或能量轉(zhuǎn)化與守恒定律用于熱力學(xué)系統(tǒng) ，也稱 能量守恒 定律。它的狀態(tài)函數(shù)具有 1狀態(tài)確定，其值確定；2殊途同歸，值變相等 ；3周而復(fù)始 基本特征。2、封閉系統(tǒng)是與環(huán)境之間有能量交換，但是沒有物質(zhì)交換與環(huán)境之間有能量交換，但是沒有物質(zhì)交換

28、。隔離系統(tǒng)是與環(huán)境之間既無能量交換也沒有物質(zhì)交換的系統(tǒng)與環(huán)境之間既無能量交換也沒有物質(zhì)交換的系統(tǒng)系統(tǒng)。3、內(nèi)能是狀態(tài)函數(shù)。狀態(tài)函數(shù)有什么特點(diǎn) (1) 狀態(tài)一定狀態(tài)一定,狀態(tài)函數(shù)一定。狀態(tài)函數(shù)一定。 (2) 狀態(tài)變化狀態(tài)變化, 狀態(tài)函數(shù)也隨之而變狀態(tài)函數(shù)也隨之而變,且狀態(tài)函數(shù)的變化值只與始且狀態(tài)函數(shù)的變化值只與始態(tài)、終態(tài)有關(guān)態(tài)、終態(tài)有關(guān), 而與變化途徑無！而與變化途徑無！（3）周而復(fù)始，值變?yōu)榱悖┲芏鴱?fù)始，值變?yōu)榱?、標(biāo)準(zhǔn)生成焓是在溫度T、標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)由指定單質(zhì)生成單位物質(zhì)的量的純物質(zhì)時(shí)反應(yīng)的焓變，即單質(zhì)+單質(zhì)=1mol純物質(zhì)，標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)焓等于 1. 反應(yīng)A + 2B =2 C，焓變小于零，若溫度升

29、高10，其結(jié)果是（ D ） A 對反應(yīng)沒有影響 B 使平衡常數(shù)增大一倍 C 不改變反應(yīng)速率 D 使平衡常數(shù)減小2、對fHm描述不正確的是：CA這個(gè)數(shù)不一定為正值 B它是狀態(tài)函數(shù) C它是等容反應(yīng)熱 D標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，由指定單質(zhì)生成單位物質(zhì)的量的純物質(zhì)時(shí)反應(yīng)的焓變3、下列說法正確的是（C ） A、體系U等于體系從環(huán)境吸收的熱量(q)減去體系對環(huán)境所作的功（W）。B、若體系吸熱量，規(guī)定q為負(fù)值。C、體系U等于體系從環(huán)境吸收的熱量(q)加上體系對環(huán)境所作的功（W）。D、由于熱（q）和功（W）不是狀態(tài)函數(shù)，所以U也不是狀態(tài)函數(shù)。4、對焓變的描述不正確的是（B ）。 A、焓變是狀態(tài)函數(shù)。 B、化學(xué)反應(yīng)H=H生

30、成物-H反應(yīng)物C、體統(tǒng)吸熱反應(yīng)焓變?yōu)檎?。D、等容體系中的等容反應(yīng)熱就是焓變。5、下列敘述不正確的是（ D ）。A、標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)，純的指定穩(wěn)定單質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)(摩爾)生成焓為零。B、水合氫離子的標(biāo)準(zhǔn)(摩爾)生成焓為零。C、fHm 表示標(biāo)準(zhǔn)(摩爾)生成焓。D、 r H m 表示標(biāo)準(zhǔn)(摩爾)生成焓。判斷題判斷題1、1%（g/g）甘油溶液的沸點(diǎn)一定要小于攝氏100度。（F ）2、0.5%（g/V）葡萄糖溶液稱為等滲溶液。（F ）3.冬天下雪路面撒鹽是為了讓雪快速凝集成冰（F）。4、溶度積常數(shù)越大，表明物質(zhì)的溶解度越大（F）。5、通常最高的氧化值等于族序數(shù)-8。（F ）6、K2Cr2O7中的Cr氧化值為2（F

31、 ）。7、金屬元素的電負(fù)性大于非金屬元素的電負(fù)性。（F）8、金屬晶體中由于含有離子鍵，所以能夠?qū)щ?。（F ）9、極性共價(jià)鍵分子間只能存在著取向力。（ F ）10、水分子與甲烷分子存在氫鍵力，所以甲烷能溶在水中。（ F ）24、由于分子間氫鍵力的作用，乙醇的沸點(diǎn)低于乙醚。（F）25、由于分子間氫鍵力的作用，乙醇在水中的溶解度大于乙醚。（T）26、稀葡萄糖水溶液的蒸汽壓小于水的蒸汽壓。（F）27、緩沖溶液的pH是由緩沖對的濃度之比決定的。（T）28、能量減低的反應(yīng)一定是自發(fā)反應(yīng)。（F）29、熵是系統(tǒng)內(nèi)物質(zhì)微觀粒子的混亂程度的量度，所以這個(gè)值越小越混亂。（F）30、在隔離系統(tǒng)中發(fā)生的自發(fā)過程必伴隨著熵的減少。（F）31、當(dāng)G 0 ，自發(fā)過程，過程能向正方向進(jìn)行（F）條件等溫等壓不做非體積功的11、酶既可以使化學(xué)反應(yīng)平衡向正方向移動(dòng)，又能增加化學(xué)反應(yīng)速度、增大反應(yīng)物濃度。（F ）12、反應(yīng)的H就是反應(yīng)熱（F ）。13、功和能是體統(tǒng)和環(huán)境之間能量的傳遞方式，所以，在系統(tǒng)內(nèi)不考慮功和能。（F）14、化學(xué)反應(yīng)進(jìn)度并不是化學(xué)反應(yīng)速率。（T）15、彈使熱量計(jì)是一個(gè)等壓環(huán)境。（F）16、H3PO4的共軛堿是Na3PO4（F）17、在醋酸溶液中加入少量醋酸鈉溶液，會使醋酸的電離度升高。（F）18、多元酸電離H+離子的濃度主要決定末級電離平衡常數(shù)。（F）19、s電子軌道是一個(gè)圓形。（