無機(jī)化學(xué)化學(xué)反應(yīng)中的質(zhì)量關(guān)系和能量關(guān)系課件

第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)中的計(jì)量無機(jī)化學(xué)第一章化學(xué)反應(yīng)中的質(zhì)量關(guān)系和能量關(guān)系第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)中的計(jì)量第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)中的計(jì)量無機(jī)化學(xué)第一章化學(xué)反應(yīng)中的第一節(jié)11-1-1相對原子質(zhì)量和相對分子質(zhì)量1-1-1相對原子質(zhì)量和相對分子質(zhì)量

具有確定質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)的一類單核粒子稱為核素。

元素是具有相同質(zhì)子數(shù)的一類單核粒子的總稱。

質(zhì)子數(shù)相等而中子數(shù)不等的同一元素的一些原子品種互稱為同位素。

自然界中氧就有三種同位素:

16O17O18O含量/%99.7590.0370.204

碳有兩種同位素：12C13C相對含量/%98.8921.1081-1-1相對原子質(zhì)量和相對分子質(zhì)量1-1-1相對原21-1-1相對原子質(zhì)量和相對分子質(zhì)量相對原子質(zhì)量(Ar)

被定義為元素的平均原子質(zhì)量與核素12C原子質(zhì)量的1/12之比，以往被稱為原子量。例如：

Ar(H)=1.0079

Ar(O)=15.9991-1-1相對原子質(zhì)量和相對分子質(zhì)量相對原子質(zhì)量(Ar)31-1-1相對原子質(zhì)量和相對分子質(zhì)量相對分子質(zhì)量(Mr)

被定義為物質(zhì)的分子或特定單元的平均質(zhì)量與核素12C原子質(zhì)量的1/12之比.(以前被稱為分子量)例如：Mr(H2O)=18.0148≈18.01

Mr(NaCl)=58.443≈58.441-1-1相對原子質(zhì)量和相對分子質(zhì)量相對分子質(zhì)量(Mr)41-1-2物質(zhì)的量及其單位1-1-2物質(zhì)的量及其單位是用于計(jì)量指定的微觀基本單元(如分子、原子、離子、電子等微觀粒子)或其特定組合的一個(gè)物理量。

符號為n單位為摩[爾]（mole）、mol物質(zhì)的量1-1-2物質(zhì)的量及其單位1-1-2物質(zhì)的量及其單位5物質(zhì)的量及其單位1-1-2物質(zhì)的量及其單位系統(tǒng)中的物質(zhì)的量若為１摩爾，表示該系統(tǒng)中所包含的基本單元數(shù)與0.012kg12C的原子數(shù)目相等。

0.012kg12C

所含的碳原子數(shù)目(6.022×1023個(gè))稱為阿伏加德羅常數(shù)[Avogadro]（NA）。

物質(zhì)的量及其單位1-1-2物質(zhì)的量及其單位系統(tǒng)中6物質(zhì)的量及其單位1-1-2物質(zhì)的量及其單位

1molH2表示有NA個(gè)氫分子

2molC表示有2NA個(gè)碳原子

3molNa+表示有3NA個(gè)鈉離子

4mol(H2+?O2)表示有4NA個(gè)(H2+?O2)的特定組合體，其中含有4NA個(gè)氫分子和2NA個(gè)氧分子。物質(zhì)的量及其單位1-1-2物質(zhì)的量及其單位1mo71-1-2物質(zhì)的量及其單位

在使用摩爾這個(gè)單位時(shí)，一定要指明基本單位(以化學(xué)式表示)否則示意不明。例如:籠統(tǒng)說“1mol氫”難以斷定是指1mol氫分子還是指1mol氫原子或1mol氫離子1-1-2物質(zhì)的量及其單位在使用摩爾這個(gè)單位時(shí)，一定要81-1-2物質(zhì)的量及其單位

在混合物中，B的物質(zhì)的量(nB)與混合物的物質(zhì)的量(n)之比，稱為組分B的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)(xB)，又稱B的摩爾分?jǐn)?shù)。如含1molO2和4molN2的混合氣體中,O2和N2的摩爾分?jǐn)?shù)分別為：x(O2)=1mol/(1+4)mol=1/5

x(N2)=4mol/(1+4)mol=4/5摩爾分?jǐn)?shù)1-1-2物質(zhì)的量及其單位在混合物中，B的物質(zhì)的量(n91-1-3摩爾質(zhì)量和摩爾體積1-1-3摩爾質(zhì)量和摩爾體積

例如1molH2的質(zhì)量為2.02×10-3kgH2的摩爾質(zhì)量為2.02×10-3kg·mol-1摩爾質(zhì)量某物質(zhì)的質(zhì)量(m)除以該物質(zhì)的物質(zhì)的量(n)M=m/n

M的單位kg·mol-1或g·mol-11-1-3摩爾質(zhì)量和摩爾體積1-1-3摩爾質(zhì)量和摩爾體積101-1-3摩爾質(zhì)量和摩爾體積

例如在標(biāo)準(zhǔn)狀況(STP)(273.15K及101.325kPa下)，任何理想氣體的摩爾體積為：Vm,273.15K=0.022414m3·mol-1

=22.414L·mol-1≈22.4L·mol-1摩爾體積某氣體物質(zhì)的體積(V)除以該氣體物質(zhì)的量(n)Vm=V/n1-1-3摩爾質(zhì)量和摩爾體積例如在標(biāo)準(zhǔn)狀況(STP111-1-4物質(zhì)的量濃度1-1-4物質(zhì)的量濃度

混合物中某物質(zhì)B的物質(zhì)的量(nB)除以混合物的體積(V):cB=nB/V

對溶液來說，即1L溶液中所含溶質(zhì)B的物質(zhì)的量。單位：摩(爾)每升單位符號：mol·L-1例如若1L的NaOH溶液中含有0.1mol的NaOH，其濃度可表示為：

c(NaOH)=0.1mol·L-1物質(zhì)的量濃度簡稱為濃度物質(zhì)的量濃度(cn)1-1-4物質(zhì)的量濃度1-1-4物質(zhì)的量濃度121-1-5氣體的計(jì)量1-1-5氣體的計(jì)量

理想氣體狀態(tài)方程pV=nRTp——?dú)怏w的壓力，單位為帕(Pa)

V——體積，單位為立方米(m3)

n——物質(zhì)的量，單位為摩(mol)

T——熱力學(xué)溫度，單位為“開”(K)

R——摩爾氣體常數(shù)1-1-5氣體的計(jì)量1-1-5氣體的計(jì)量理想氣體狀態(tài)13

理想氣體狀態(tài)方程實(shí)際工作中，當(dāng)壓力不太高、溫度不太低的情況下，氣體分子間的距離大，分子本身的體積和分子間的作用力均可忽略，氣體的壓力、體積、溫度以及物質(zhì)的量之間的關(guān)系可近似地用理想氣體狀態(tài)方程來描述。理想氣體狀態(tài)方程實(shí)際工作中，當(dāng)壓力不太高、溫度不太低14

理想氣體狀態(tài)方程實(shí)驗(yàn)測知1mol氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為22.414×10-3m3,則

101.325×103Pa×22.414×10-3m31mol×273.15K=R=pV/nT=8.3144Pa·m3·mol-1·K-1=8.3144J·mol-1·K-1理想氣體狀態(tài)方程實(shí)驗(yàn)測知1mol氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體10151-1-5氣體的計(jì)量

理想氣體分壓定律氣體的分壓(pB)——?dú)怏w混合物中，某一組分氣體B對器壁所施加的壓力。即等于相同溫度下該氣體單獨(dú)占有與混合氣體相同體積時(shí)所產(chǎn)生的壓力。道爾頓分壓定律——混合氣體的總壓力等于各組分氣體的分壓之和。

p=ΣpB1-1-5氣體的計(jì)量理想氣體分壓定律氣體的分壓(pB)16

理想氣體分壓定律如組分氣體B的物質(zhì)的量為nB混合氣體的物質(zhì)的量為n

混合氣體的體積為V則它們的壓力：pB=nBRT/V

p=nRT/V將兩式相除，得pB

nBp

n＝為組分氣體B的摩爾分?jǐn)?shù)nBnpB=pnBn則理想氣體分壓定律如組分氣體B的物質(zhì)的量為nB將兩式17

理想氣體分壓定律同溫同壓下,氣態(tài)物質(zhì)的量與其體積成正比則VBnBVn=pB

nBp

n＝而所以pB=

pVBV理想氣體分壓定律同溫同壓下,氣態(tài)物質(zhì)的量與其體積成正比V18

體積為10.0L含N2、O2、CO2的混合氣體，T=30℃、p=93.3kPa,其中:p(O2)=26.7kPa,CO2的含量為5.00g,試計(jì)算N2、CO2分壓。解m(CO2)5.00gM(CO2)44.01g·mol-1n(CO2)===0.114molp(CO2)==Pan(CO2)RT0.114×8.314×303.15

V1.00×10-2=2.87×104Pap(N2)=p-p(O2)-p(CO2)=(9.33-2.67-2.87)×104Pa=3.79×104Pa例n

p9.33×104n(O2)p(O2)2.67×104===0.286體積為10.0L含N2、O2、CO2的混合氣體，解m(C191-1-6化學(xué)計(jì)量化合物和非計(jì)量化合物1-1-6化學(xué)計(jì)量化合物和非計(jì)量化合物

能表明組成化學(xué)物質(zhì)的各元素原子數(shù)目之間最簡單的整數(shù)比關(guān)系，因此又稱最簡式

化學(xué)式分子式能表明分子型物質(zhì)中一個(gè)分子所包含的各種元素原子的數(shù)目。分子式可能和最簡式相同，也可能是最簡式的整數(shù)倍。例如分子型物質(zhì)化學(xué)式分子式氣態(tài)氯化鋁AlCl3Al2Cl6水H2OH2O對于那些非分子型物質(zhì),只能用最簡式表示。例如：離子型化合物氯化鈉，習(xí)慣上以最簡式NaCl表示。

1-1-6化學(xué)計(jì)量化合物和非計(jì)量化合物1-1-6化學(xué)計(jì)量201-1-6化學(xué)計(jì)量化合物和非計(jì)量化合物化學(xué)計(jì)量化合物具有確定組成且各種元素的原子互成簡單整數(shù)比的化合物，這類化合物又稱整比化合物或道爾頓體。例如：一氧化碳中氧與碳質(zhì)量比恒為4∶3原子比恒為1∶11-1-6化學(xué)計(jì)量化合物和非計(jì)量化合物化學(xué)計(jì)量化合物具有211-1-6化學(xué)計(jì)量化合物和非計(jì)量化合物非化學(xué)計(jì)量化合物組成可在一個(gè)較小范圍內(nèi)變動(dòng)，而又保持基本結(jié)構(gòu)不變的化合物，這類化合物偏離了原子互為整數(shù)比的關(guān)系，又稱為非整比化合物或貝多萊體。例如:還原WO3

或加熱WO2

與WO3

的混合物，均可制得WO2.92。又如:方鐵礦的物相分析發(fā)現(xiàn),在900℃時(shí)其組成為FeO1+x(0.09<x<0.19)。1-1-6化學(xué)計(jì)量化合物和非計(jì)量化合物非化學(xué)計(jì)量化合物組222022/11/19第二節(jié)化學(xué)反應(yīng)中的質(zhì)量關(guān)系第一章化學(xué)反應(yīng)中的質(zhì)量關(guān)系和能量關(guān)系第二節(jié)化學(xué)反應(yīng)中的質(zhì)量關(guān)系2022/11/10第二節(jié)化學(xué)反應(yīng)中的質(zhì)量關(guān)系第一章化學(xué)反232022/11/191-2-1應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)方程式的計(jì)算1-2-1應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)方程式的計(jì)算化學(xué)反應(yīng)方程式：根據(jù)質(zhì)量守恒定律，用元素符號和化學(xué)式表示化學(xué)變化中質(zhì)和量關(guān)系的式子。如2NaOH+H2SO4→Na2SO4+2H2O配平的化學(xué)反應(yīng)方程式表明反應(yīng)中各物質(zhì)的量之比等于其化學(xué)式前的系數(shù)之比則可從已知反應(yīng)物的量,計(jì)算生成物的理論產(chǎn)量;或從所需產(chǎn)量計(jì)算反應(yīng)物的量。2022/11/101-2-1應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)方程式的計(jì)算1-242022/11/191-2-2化學(xué)計(jì)量數(shù)與反應(yīng)進(jìn)度1-2-2化學(xué)計(jì)量數(shù)與反應(yīng)進(jìn)度化學(xué)計(jì)量數(shù)(ν)化學(xué)反應(yīng)cC+dD=

yY+zZ移項(xiàng)0=-cC-dD+yY+zZ

令-c=νC、-d=νD、y=νY、z=νZ0＝∑BBνB可簡化寫出化學(xué)計(jì)量式的通式：得0=νCC+νDD+νYY+νZZ

規(guī)定，反應(yīng)物的化學(xué)計(jì)量數(shù)為負(fù)，產(chǎn)物的化學(xué)計(jì)量數(shù)為正。

B——包含在反應(yīng)中的分子、原子或離子。νB——數(shù)字或簡分?jǐn)?shù)，稱為(物質(zhì))B的化學(xué)計(jì)量數(shù)。2022/11/101-2-2化學(xué)計(jì)量數(shù)與反應(yīng)進(jìn)度1-2-252022/11/19例N2+3H2=2NH30=-N2-3H2+2NH3

=ν(N2)N2+ν(H2)H2+ν(NH3)NH3N2、H2、NH3的化學(xué)計(jì)量數(shù)

ν(N2)=-1、ν(H2)=-3、ν(NH3)=2表明反應(yīng)中每消耗1molN2和3molH2

生成2molNH32022/11/10例N2+3H2=2NH30=262022/11/19反應(yīng)進(jìn)度0＝∑BBνB對于化學(xué)計(jì)量方程式dξ=νB-1dnBnB——B的物質(zhì)的量ξ的單位為molνB——為B的化學(xué)計(jì)量數(shù)改寫為dnB=νBdξ開始時(shí)ξ0=0、nB(ξ0)積分到ξ時(shí)、nB(ξ)得：nB(ξ)-nB(ξ0)=νB(ξ-ξ0)則△nB=νBξ

2022/11/10反應(yīng)進(jìn)度0＝∑BBνB對于化學(xué)計(jì)量方程272022/11/19反應(yīng)進(jìn)度△nB=νBξ即任一化學(xué)反應(yīng)各反應(yīng)物及產(chǎn)物的改變量(△nB)均與反應(yīng)進(jìn)度(ξ)及各自的計(jì)量系數(shù)(νB)有關(guān)。對產(chǎn)物B若ξ0＝0、nB(ξ0)＝0則nB

＝νBξ2022/11/10反應(yīng)進(jìn)度△nB=νBξ即任一化學(xué)反應(yīng)各282022/11/19例反應(yīng)：N2+3H2=2NH3N2、H2、NH3的化學(xué)計(jì)量數(shù)

ν(N2)=-1、ν(H2)=-3、ν(NH3)=2當(dāng)ξ0＝0時(shí),若有足夠量的N2和H2、n(NH3)＝0根據(jù)nB

＝νBξ、ξ＝nB/νBn(N2)/moln(H2)/moln(NH3)/molξ/mol0000--1

-1-321-2-6421212322022/11/10例反應(yīng)：N2+3H2=2NH3N292022/11/19n(N2)/moln(H2)/moln(NH3)/molξ/mol0000--1

-1-321-2-642121232對同一化學(xué)反應(yīng)方程式，反應(yīng)進(jìn)度(ξ)的值與選用反應(yīng)式中何種物質(zhì)的量的變化進(jìn)行計(jì)算無關(guān)。例反應(yīng)：N2+3H2=2NH32022/11/10n(N2)/moln(H2)/mol302022/11/19注意:同一化學(xué)反應(yīng)如果化學(xué)反應(yīng)方程式的寫法不同（亦即νB不同），相同反應(yīng)進(jìn)度時(shí)對應(yīng)各物質(zhì)的量的變化會(huì)有區(qū)別。例如：當(dāng)ξ=1mol時(shí)反應(yīng)方程式N2+H2=NH3N2+3H2=2NH3n(N2)/mol--1n(H2)/mol--3n(NH3)/mol12121232322022/11/10注意:例如：當(dāng)ξ=1mol時(shí)反應(yīng)方程312022/11/19第三節(jié)化學(xué)反應(yīng)中的能量關(guān)系無機(jī)化學(xué)多媒體電子教案第一章化學(xué)反應(yīng)中的質(zhì)量關(guān)系和能量關(guān)系第三節(jié)化學(xué)反應(yīng)中的能量關(guān)系2022/11/10第三節(jié)化學(xué)反應(yīng)中的能量關(guān)系無機(jī)化學(xué)多媒體322022/11/19化學(xué)反應(yīng)是反應(yīng)物分子中舊鍵的削弱、斷裂和產(chǎn)物分子新鍵形成的過程。前者需要吸收能量,后者則會(huì)釋放能量。因此，化學(xué)反應(yīng)過程往往伴隨有能量的吸收或釋放。2022/11/10化學(xué)反應(yīng)是反應(yīng)物分子中舊鍵的削弱332022/11/19如：煤燃燒時(shí)放熱；碳酸鈣分解要吸熱；原電池反應(yīng)可產(chǎn)生電能；電解食鹽水要消耗電能；鎂條燃燒時(shí)會(huì)放出耀眼的光；葉綠素在光作用下使二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為糖類。2022/11/10如：煤燃燒時(shí)放熱；342022/11/191-3-1基本概念和術(shù)語

1-3-1基本概念和術(shù)語

體系和環(huán)境體系:所需研究的那部分物質(zhì)或空間。環(huán)境:體系之外與體系有一定聯(lián)系的其它物質(zhì)或空間。體系環(huán)境物質(zhì)能量體系敞開體系封閉體系開放體系2022/11/101-3-1基本概念和術(shù)語1-3-1基352022/11/19

狀態(tài)和狀態(tài)函數(shù)狀態(tài)函數(shù)：能表征體系特性的宏觀性質(zhì)稱為狀態(tài)函數(shù)如物質(zhì)的量、壓力、體積、溫度狀態(tài)函數(shù)的特點(diǎn)：(1)體系的狀態(tài)一確定，各狀態(tài)函數(shù)均有確定值。(2)體系狀態(tài)發(fā)生變化時(shí),各狀態(tài)函數(shù)的改變量，只與始態(tài)和終態(tài)有關(guān),與變化的途徑無關(guān)。(3)描述體系所處狀態(tài)的各狀態(tài)函數(shù)之間往往是有聯(lián)系的。2022/11/10狀態(tài)和狀態(tài)函數(shù)狀態(tài)函數(shù)：如物質(zhì)的量、362022/11/19

狀態(tài)和狀態(tài)函數(shù)狀態(tài)函數(shù)的特點(diǎn)：(1)描述體系所處狀態(tài)的各狀態(tài)函數(shù)之間是有聯(lián)系的。(2)體系的狀態(tài)一確定，各狀態(tài)函數(shù)均有確定值。(3)體系狀態(tài)發(fā)生變化時(shí),各狀態(tài)函數(shù)的改變量，只與始態(tài)和終態(tài)有關(guān),與變化的途徑無關(guān)。理想氣體T=280K理想氣體T=300K理想氣體T=350K△T=350K-300K=50K2022/11/10狀態(tài)和狀態(tài)函數(shù)狀態(tài)函數(shù)的特點(diǎn)：(1)描372022/11/19

功和熱熱(Q)：體系和環(huán)境之間因溫度不同而傳遞或交換的能量的形式。功和熱是體系的狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，體系和環(huán)境傳遞或交換能量的兩種形式。體系吸熱，Q為正值；體系放熱，Q為負(fù)值。功(W)：除了熱之外其它傳遞或交換的能量形式。功體積功:體系體積變化反抗外力所做的功非體積功:除體積功外的功，如電功環(huán)境對體系做功，W為正值；體系對環(huán)境做功，W為負(fù)值。[注意]功和熱不是狀態(tài)函數(shù)單位均為J、kJ2022/11/10功和熱熱(Q)：體系和環(huán)境之間因溫度不382022/11/19

熱力學(xué)能(以往稱內(nèi)能)熱力學(xué)能(U)——體系內(nèi)部能量的總和。包括體系內(nèi)分子的內(nèi)動(dòng)能、分子間相互作用能、分子內(nèi)部能量，但不包括體系整體運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和在外力場中的位能。由于體系內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)及相互作用很復(fù)雜，所以體系熱力學(xué)能的絕對值無法測知。單位——J、kJ是狀態(tài)函數(shù)U=U(終態(tài))-U(始態(tài))2022/11/10熱力學(xué)能(以往稱內(nèi)能)熱力學(xué)能(U)—392022/11/19

在任何變化過程中，能量不會(huì)自生自滅，只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，能量總值不變。能量守恒定律——熱力學(xué)第一定律封閉體系：始態(tài)(1)→

終態(tài)(2)

U=U2-U1=Q+W熱力學(xué)能的變化等于體系從環(huán)境吸收的熱量加上環(huán)境對體系所做的功。2022/11/10在任何變化過程中，能量不會(huì)自生自滅，能402022/11/191-3-2反應(yīng)熱和反應(yīng)焓變

1-3-2反應(yīng)熱和反應(yīng)焓變化學(xué)反應(yīng)時(shí)，如果體系不做非體積功，當(dāng)反應(yīng)終態(tài)的溫度恢復(fù)到始態(tài)的溫度時(shí)，體系所吸收或放出的熱量，稱為該反應(yīng)的反應(yīng)熱。如：2H2(g)+O2(g)→2H2O(l)

Qp=-571.66kJ·mol-1H2(g)+

O2(g)→H2O(l)

Qp=-285.83kJ·mol-112通常,反應(yīng)熱的數(shù)值為反應(yīng)進(jìn)度=1mol(即發(fā)生1摩爾反應(yīng))時(shí)的反應(yīng)熱。2022/11/101-3-2反應(yīng)熱和反應(yīng)焓變1-3-412022/11/19

恒壓反應(yīng)熱和反應(yīng)焓變恒壓反應(yīng)熱:

化學(xué)反應(yīng)在恒溫恒壓條件下進(jìn)行，如果體系不做非體積功，此時(shí)的反應(yīng)熱稱為該反應(yīng)的恒壓反應(yīng)熱。有氣體參入的反應(yīng)：

反應(yīng)始態(tài)(1)→反應(yīng)終態(tài)(2)U=Qp+W

=Qp-pV恒壓反應(yīng)熱不等于體系熱力學(xué)能的變化2022/11/10恒壓反應(yīng)熱和反應(yīng)焓變恒壓反應(yīng)熱:422022/11/19

反應(yīng)焓變U=Qp+W

=Qp-pVU2-U1=Qp

-

p(V2-V1)Qp=(U2+pV2)–(U1+pV1)焓:H=U+PV說明：（1）H無明確物理意義（2）H是狀態(tài)函數(shù)（3）單位J、kJ（4）絕對值無法測知H=H2-H1=Qp2022/11/10反應(yīng)焓變U=Qp+W焓:432022/11/19

反應(yīng)焓變H=H2-H1=Qp化學(xué)反應(yīng)在封閉體系中、恒壓條件下進(jìn)行，如果體系不做非體積功：化學(xué)反應(yīng)的焓變等于恒壓反應(yīng)熱吸熱反應(yīng)：Qp>0,H>0放熱反應(yīng)：Qp<0,H<0如：2H2(g)+O2(g)

→

2H2O(l)

H＝Qp=-571.66kJ·mol-1

H2(g)

+

O2(g)

→

H2O(l)

H＝

Qp=-285.83kJ·mol-1122022/11/10反應(yīng)焓變H=H2-H1=442022/11/19

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rHm——摩爾反應(yīng)焓變r(jià)Hm=-241.82kJ·mol-1H2(g)+

O2(g)

H2O(g)

298.15K100kPa如12表示在298.15K、100kPa下，當(dāng)反應(yīng)進(jìn)度=1mol時(shí)(1molH2(g)與molO2(g)反應(yīng)，生成1molH2O(g)時(shí))，放出241.82kJ熱量。122022/11/10熱化學(xué)方程式表示化學(xué)反應(yīng)與熱效應(yīng)關(guān)系452022/11/19

熱化學(xué)方程式注意：1.注明反應(yīng)的溫度、壓力等。2.注明各物質(zhì)的聚集狀態(tài)。如rHm=-241.82kJ·mol-1H2(g)+

O2(g)

H2O(g)

298.15K100kPa123.同一反應(yīng),反應(yīng)式系數(shù)不同,rHm不同

。rHm

=

-483.64kJ·mol-12H2(g)+O2(g)→2H2O(g)

4.正、逆反應(yīng)的Qp的絕對值相同,符號相反。HgO(s)→Hg(l)+O2(g)rHm

=90.83kJ·mol-112Hg(l)+O2(g)→HgO(s)rHm

=-90.83kJ·mol-1122022/11/10熱化學(xué)方程式注意：2.注明各物質(zhì)的聚462022/11/19

赫斯(Hess)定律在恒溫恒壓或恒溫恒容條件下，體系不做非體積功，則反應(yīng)熱只取決于反應(yīng)的始態(tài)和終態(tài)，而與變化過程的具體途徑無關(guān)。即化學(xué)反應(yīng)的焓變只取決于反應(yīng)的始態(tài)和終態(tài)，而與變化過程的具體途徑無關(guān)。C(s)+O2(g)rHmCO(g)+O2(g)12H1H2CO2(g)rHm=H1+H2應(yīng)用赫斯定律不僅可計(jì)算某些恒壓反應(yīng)熱，而且可計(jì)算難以或無法用實(shí)驗(yàn)測定的反應(yīng)熱。H1=rHm-H2=[(-393.51)-(282.98)]kJ·mol-1=-110.53kJ·mol-12022/11/10赫斯(Hess)定律在恒溫恒壓或恒溫472022/11/191-3-3應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓變

1-3-3應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓變

標(biāo)準(zhǔn)(狀)態(tài)物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)氣體標(biāo)準(zhǔn)壓力(p=100kPa)下純氣體液體固體標(biāo)準(zhǔn)壓力(p=100kPa)下純液體、純固體、溶液中的溶質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)壓力(p)下質(zhì)量摩爾濃度為1mol·kg-1(近似為1mol·L-1)

2022/11/101-3-3應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)摩爾482022/11/19

標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓定義：標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下，由最穩(wěn)定的純態(tài)單質(zhì)生成單位物質(zhì)的量的某物質(zhì)的焓變

(即恒壓反應(yīng)熱)。符號：fHm單位：kJ·mol-12.fHm代數(shù)值越小,化合物越穩(wěn)定。3.必須注明溫度，若為298.15K時(shí)可省略。1.最穩(wěn)定純態(tài)單質(zhì)fHm=0,如fHm(石墨)=0。注意：高溫時(shí)分解-157.3CuO(s)加熱不分解-635.09CaO(s)穩(wěn)定性fHm/(kJ·mol-1)物質(zhì)2022/11/10標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓定義：標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下，由最穩(wěn)492022/11/19

標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓變的計(jì)算化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓變等于生成物的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓的總和減去反應(yīng)物的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓的總和。

化學(xué)反應(yīng)：cC+dD=yY+zZ(任一物質(zhì)均處于溫度T的標(biāo)準(zhǔn)態(tài))rHm=[yfHm(Y)+zfHm(Z)]

-[cfHm(C)+dfHm(D)]rHm=ifHm(生成物)+ifHm(反應(yīng)物)計(jì)算時(shí),注意系數(shù)和正負(fù)號2022/11/10標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓變的計(jì)算化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)502022/11/19

計(jì)算時(shí),注意系數(shù)和正負(fù)號計(jì)算恒壓反應(yīng):4NH3(g)+5O2(g)

→4NO(g)+6H2O(g)的rHm例1解：4NH3(g)+5O2→4NO+6H2O(g)fHm/kJ·mol-1-46.11

090.25-241.82rHm=[4fHm(NO,g)+6fHm(H2O,g)]

-[4fHm(NH3,g)+5fHm(O2,g)]={[4(90.25)+6(-241.82)]-[4(-46.11)]}kJ·mol-1=-905.48kJ·mol-12022/11/10計(jì)算時(shí),注意系數(shù)和正負(fù)號512022/11/19

(rHm)3=2(rHm)2=-22.6kJ·mol-1反應(yīng)rHm/kJ·mol-1序號2Cu2O(s)+O2(g)

→4CuO(s)-292１CuO(s)+Cu(s)

→Cu2O(s)-11.3２計(jì)算fHm(CuO,s)。例2解:(2)式×2=3式2CuO(s)+2Cu(s)→2Cu2O(s)(3)式+(1)式=4式2Cu(s)+O2(g)→2CuO(s)(rHm)4=(rHm)3+(rHm)1=-314.6kJ·mol-1

22(rHm)4-314.6kJ·mol-1fHm(CuO,s)===-157.3kJ·mol-12022/11/10(rHm)3=2(rHm)2=-52第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)中的計(jì)量無機(jī)化學(xué)第一章化學(xué)反應(yīng)中的質(zhì)量關(guān)系和能量關(guān)系第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)中的計(jì)量第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)中的計(jì)量無機(jī)化學(xué)第一章化學(xué)反應(yīng)中的第一節(jié)531-1-1相對原子質(zhì)量和相對分子質(zhì)量1-1-1相對原子質(zhì)量和相對分子質(zhì)量

具有確定質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)的一類單核粒子稱為核素。

元素是具有相同質(zhì)子數(shù)的一類單核粒子的總稱。

質(zhì)子數(shù)相等而中子數(shù)不等的同一元素的一些原子品種互稱為同位素。

自然界中氧就有三種同位素:

16O17O18O含量/%99.7590.0370.204

碳有兩種同位素：12C13C相對含量/%98.8921.1081-1-1相對原子質(zhì)量和相對分子質(zhì)量1-1-1相對原541-1-1相對原子質(zhì)量和相對分子質(zhì)量相對原子質(zhì)量(Ar)

被定義為元素的平均原子質(zhì)量與核素12C原子質(zhì)量的1/12之比，以往被稱為原子量。例如：

Ar(H)=1.0079

Ar(O)=15.9991-1-1相對原子質(zhì)量和相對分子質(zhì)量相對原子質(zhì)量(Ar)551-1-1相對原子質(zhì)量和相對分子質(zhì)量相對分子質(zhì)量(Mr)

被定義為物質(zhì)的分子或特定單元的平均質(zhì)量與核素12C原子質(zhì)量的1/12之比.(以前被稱為分子量)例如：Mr(H2O)=18.0148≈18.01

Mr(NaCl)=58.443≈58.441-1-1相對原子質(zhì)量和相對分子質(zhì)量相對分子質(zhì)量(Mr)561-1-2物質(zhì)的量及其單位1-1-2物質(zhì)的量及其單位是用于計(jì)量指定的微觀基本單元(如分子、原子、離子、電子等微觀粒子)或其特定組合的一個(gè)物理量。

符號為n單位為摩[爾]（mole）、mol物質(zhì)的量1-1-2物質(zhì)的量及其單位1-1-2物質(zhì)的量及其單位57物質(zhì)的量及其單位1-1-2物質(zhì)的量及其單位系統(tǒng)中的物質(zhì)的量若為１摩爾，表示該系統(tǒng)中所包含的基本單元數(shù)與0.012kg12C的原子數(shù)目相等。

0.012kg12C

所含的碳原子數(shù)目(6.022×1023個(gè))稱為阿伏加德羅常數(shù)[Avogadro]（NA）。

物質(zhì)的量及其單位1-1-2物質(zhì)的量及其單位系統(tǒng)中58物質(zhì)的量及其單位1-1-2物質(zhì)的量及其單位

1molH2表示有NA個(gè)氫分子

2molC表示有2NA個(gè)碳原子

3molNa+表示有3NA個(gè)鈉離子

4mol(H2+?O2)表示有4NA個(gè)(H2+?O2)的特定組合體，其中含有4NA個(gè)氫分子和2NA個(gè)氧分子。物質(zhì)的量及其單位1-1-2物質(zhì)的量及其單位1mo591-1-2物質(zhì)的量及其單位

在使用摩爾這個(gè)單位時(shí)，一定要指明基本單位(以化學(xué)式表示)否則示意不明。例如:籠統(tǒng)說“1mol氫”難以斷定是指1mol氫分子還是指1mol氫原子或1mol氫離子1-1-2物質(zhì)的量及其單位在使用摩爾這個(gè)單位時(shí)，一定要601-1-2物質(zhì)的量及其單位

在混合物中，B的物質(zhì)的量(nB)與混合物的物質(zhì)的量(n)之比，稱為組分B的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)(xB)，又稱B的摩爾分?jǐn)?shù)。如含1molO2和4molN2的混合氣體中,O2和N2的摩爾分?jǐn)?shù)分別為：x(O2)=1mol/(1+4)mol=1/5

x(N2)=4mol/(1+4)mol=4/5摩爾分?jǐn)?shù)1-1-2物質(zhì)的量及其單位在混合物中，B的物質(zhì)的量(n611-1-3摩爾質(zhì)量和摩爾體積1-1-3摩爾質(zhì)量和摩爾體積

例如1molH2的質(zhì)量為2.02×10-3kgH2的摩爾質(zhì)量為2.02×10-3kg·mol-1摩爾質(zhì)量某物質(zhì)的質(zhì)量(m)除以該物質(zhì)的物質(zhì)的量(n)M=m/n

M的單位kg·mol-1或g·mol-11-1-3摩爾質(zhì)量和摩爾體積1-1-3摩爾質(zhì)量和摩爾體積621-1-3摩爾質(zhì)量和摩爾體積

例如在標(biāo)準(zhǔn)狀況(STP)(273.15K及101.325kPa下)，任何理想氣體的摩爾體積為：Vm,273.15K=0.022414m3·mol-1

=22.414L·mol-1≈22.4L·mol-1摩爾體積某氣體物質(zhì)的體積(V)除以該氣體物質(zhì)的量(n)Vm=V/n1-1-3摩爾質(zhì)量和摩爾體積例如在標(biāo)準(zhǔn)狀況(STP631-1-4物質(zhì)的量濃度1-1-4物質(zhì)的量濃度

混合物中某物質(zhì)B的物質(zhì)的量(nB)除以混合物的體積(V):cB=nB/V

對溶液來說，即1L溶液中所含溶質(zhì)B的物質(zhì)的量。單位：摩(爾)每升單位符號：mol·L-1例如若1L的NaOH溶液中含有0.1mol的NaOH，其濃度可表示為：

c(NaOH)=0.1mol·L-1物質(zhì)的量濃度簡稱為濃度物質(zhì)的量濃度(cn)1-1-4物質(zhì)的量濃度1-1-4物質(zhì)的量濃度641-1-5氣體的計(jì)量1-1-5氣體的計(jì)量

理想氣體狀態(tài)方程pV=nRTp——?dú)怏w的壓力，單位為帕(Pa)

V——體積，單位為立方米(m3)

n——物質(zhì)的量，單位為摩(mol)

T——熱力學(xué)溫度，單位為“開”(K)

R——摩爾氣體常數(shù)1-1-5氣體的計(jì)量1-1-5氣體的計(jì)量理想氣體狀態(tài)65

理想氣體狀態(tài)方程實(shí)際工作中，當(dāng)壓力不太高、溫度不太低的情況下，氣體分子間的距離大，分子本身的體積和分子間的作用力均可忽略，氣體的壓力、體積、溫度以及物質(zhì)的量之間的關(guān)系可近似地用理想氣體狀態(tài)方程來描述。理想氣體狀態(tài)方程實(shí)際工作中，當(dāng)壓力不太高、溫度不太低66

理想氣體狀態(tài)方程實(shí)驗(yàn)測知1mol氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為22.414×10-3m3,則

101.325×103Pa×22.414×10-3m31mol×273.15K=R=pV/nT=8.3144Pa·m3·mol-1·K-1=8.3144J·mol-1·K-1理想氣體狀態(tài)方程實(shí)驗(yàn)測知1mol氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體10671-1-5氣體的計(jì)量

理想氣體分壓定律氣體的分壓(pB)——?dú)怏w混合物中，某一組分氣體B對器壁所施加的壓力。即等于相同溫度下該氣體單獨(dú)占有與混合氣體相同體積時(shí)所產(chǎn)生的壓力。道爾頓分壓定律——混合氣體的總壓力等于各組分氣體的分壓之和。

p=ΣpB1-1-5氣體的計(jì)量理想氣體分壓定律氣體的分壓(pB)68

理想氣體分壓定律如組分氣體B的物質(zhì)的量為nB混合氣體的物質(zhì)的量為n

混合氣體的體積為V則它們的壓力：pB=nBRT/V

p=nRT/V將兩式相除，得pB

nBp

n＝為組分氣體B的摩爾分?jǐn)?shù)nBnpB=pnBn則理想氣體分壓定律如組分氣體B的物質(zhì)的量為nB將兩式69

理想氣體分壓定律同溫同壓下,氣態(tài)物質(zhì)的量與其體積成正比則VBnBVn=pB

nBp

n＝而所以pB=

pVBV理想氣體分壓定律同溫同壓下,氣態(tài)物質(zhì)的量與其體積成正比V70

體積為10.0L含N2、O2、CO2的混合氣體，T=30℃、p=93.3kPa,其中:p(O2)=26.7kPa,CO2的含量為5.00g,試計(jì)算N2、CO2分壓。解m(CO2)5.00gM(CO2)44.01g·mol-1n(CO2)===0.114molp(CO2)==Pan(CO2)RT0.114×8.314×303.15

V1.00×10-2=2.87×104Pap(N2)=p-p(O2)-p(CO2)=(9.33-2.67-2.87)×104Pa=3.79×104Pa例n

p9.33×104n(O2)p(O2)2.67×104===0.286體積為10.0L含N2、O2、CO2的混合氣體，解m(C711-1-6化學(xué)計(jì)量化合物和非計(jì)量化合物1-1-6化學(xué)計(jì)量化合物和非計(jì)量化合物

能表明組成化學(xué)物質(zhì)的各元素原子數(shù)目之間最簡單的整數(shù)比關(guān)系，因此又稱最簡式

化學(xué)式分子式能表明分子型物質(zhì)中一個(gè)分子所包含的各種元素原子的數(shù)目。分子式可能和最簡式相同，也可能是最簡式的整數(shù)倍。例如分子型物質(zhì)化學(xué)式分子式氣態(tài)氯化鋁AlCl3Al2Cl6水H2OH2O對于那些非分子型物質(zhì),只能用最簡式表示。例如：離子型化合物氯化鈉，習(xí)慣上以最簡式NaCl表示。

1-1-6化學(xué)計(jì)量化合物和非計(jì)量化合物1-1-6化學(xué)計(jì)量721-1-6化學(xué)計(jì)量化合物和非計(jì)量化合物化學(xué)計(jì)量化合物具有確定組成且各種元素的原子互成簡單整數(shù)比的化合物，這類化合物又稱整比化合物或道爾頓體。例如：一氧化碳中氧與碳質(zhì)量比恒為4∶3原子比恒為1∶11-1-6化學(xué)計(jì)量化合物和非計(jì)量化合物化學(xué)計(jì)量化合物具有731-1-6化學(xué)計(jì)量化合物和非計(jì)量化合物非化學(xué)計(jì)量化合物組成可在一個(gè)較小范圍內(nèi)變動(dòng)，而又保持基本結(jié)構(gòu)不變的化合物，這類化合物偏離了原子互為整數(shù)比的關(guān)系，又稱為非整比化合物或貝多萊體。例如:還原WO3

或加熱WO2

與WO3

的混合物，均可制得WO2.92。又如:方鐵礦的物相分析發(fā)現(xiàn),在900℃時(shí)其組成為FeO1+x(0.09<x<0.19)。1-1-6化學(xué)計(jì)量化合物和非計(jì)量化合物非化學(xué)計(jì)量化合物組742022/11/19第二節(jié)化學(xué)反應(yīng)中的質(zhì)量關(guān)系第一章化學(xué)反應(yīng)中的質(zhì)量關(guān)系和能量關(guān)系第二節(jié)化學(xué)反應(yīng)中的質(zhì)量關(guān)系2022/11/10第二節(jié)化學(xué)反應(yīng)中的質(zhì)量關(guān)系第一章化學(xué)反752022/11/191-2-1應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)方程式的計(jì)算1-2-1應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)方程式的計(jì)算化學(xué)反應(yīng)方程式：根據(jù)質(zhì)量守恒定律，用元素符號和化學(xué)式表示化學(xué)變化中質(zhì)和量關(guān)系的式子。如2NaOH+H2SO4→Na2SO4+2H2O配平的化學(xué)反應(yīng)方程式表明反應(yīng)中各物質(zhì)的量之比等于其化學(xué)式前的系數(shù)之比則可從已知反應(yīng)物的量,計(jì)算生成物的理論產(chǎn)量;或從所需產(chǎn)量計(jì)算反應(yīng)物的量。2022/11/101-2-1應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)方程式的計(jì)算1-762022/11/191-2-2化學(xué)計(jì)量數(shù)與反應(yīng)進(jìn)度1-2-2化學(xué)計(jì)量數(shù)與反應(yīng)進(jìn)度化學(xué)計(jì)量數(shù)(ν)化學(xué)反應(yīng)cC+dD=

yY+zZ移項(xiàng)0=-cC-dD+yY+zZ

令-c=νC、-d=νD、y=νY、z=νZ0＝∑BBνB可簡化寫出化學(xué)計(jì)量式的通式：得0=νCC+νDD+νYY+νZZ

規(guī)定，反應(yīng)物的化學(xué)計(jì)量數(shù)為負(fù)，產(chǎn)物的化學(xué)計(jì)量數(shù)為正。

B——包含在反應(yīng)中的分子、原子或離子。νB——數(shù)字或簡分?jǐn)?shù)，稱為(物質(zhì))B的化學(xué)計(jì)量數(shù)。2022/11/101-2-2化學(xué)計(jì)量數(shù)與反應(yīng)進(jìn)度1-2-772022/11/19例N2+3H2=2NH30=-N2-3H2+2NH3

=ν(N2)N2+ν(H2)H2+ν(NH3)NH3N2、H2、NH3的化學(xué)計(jì)量數(shù)

ν(N2)=-1、ν(H2)=-3、ν(NH3)=2表明反應(yīng)中每消耗1molN2和3molH2

生成2molNH32022/11/10例N2+3H2=2NH30=782022/11/19反應(yīng)進(jìn)度0＝∑BBνB對于化學(xué)計(jì)量方程式dξ=νB-1dnBnB——B的物質(zhì)的量ξ的單位為molνB——為B的化學(xué)計(jì)量數(shù)改寫為dnB=νBdξ開始時(shí)ξ0=0、nB(ξ0)積分到ξ時(shí)、nB(ξ)得：nB(ξ)-nB(ξ0)=νB(ξ-ξ0)則△nB=νBξ

2022/11/10反應(yīng)進(jìn)度0＝∑BBνB對于化學(xué)計(jì)量方程792022/11/19反應(yīng)進(jìn)度△nB=νBξ即任一化學(xué)反應(yīng)各反應(yīng)物及產(chǎn)物的改變量(△nB)均與反應(yīng)進(jìn)度(ξ)及各自的計(jì)量系數(shù)(νB)有關(guān)。對產(chǎn)物B若ξ0＝0、nB(ξ0)＝0則nB

＝νBξ2022/11/10反應(yīng)進(jìn)度△nB=νBξ即任一化學(xué)反應(yīng)各802022/11/19例反應(yīng)：N2+3H2=2NH3N2、H2、NH3的化學(xué)計(jì)量數(shù)

ν(N2)=-1、ν(H2)=-3、ν(NH3)=2當(dāng)ξ0＝0時(shí),若有足夠量的N2和H2、n(NH3)＝0根據(jù)nB

＝νBξ、ξ＝nB/νBn(N2)/moln(H2)/moln(NH3)/molξ/mol0000--1

-1-321-2-6421212322022/11/10例反應(yīng)：N2+3H2=2NH3N812022/11/19n(N2)/moln(H2)/moln(NH3)/molξ/mol0000--1

-1-321-2-642121232對同一化學(xué)反應(yīng)方程式，反應(yīng)進(jìn)度(ξ)的值與選用反應(yīng)式中何種物質(zhì)的量的變化進(jìn)行計(jì)算無關(guān)。例反應(yīng)：N2+3H2=2NH32022/11/10n(N2)/moln(H2)/mol822022/11/19注意:同一化學(xué)反應(yīng)如果化學(xué)反應(yīng)方程式的寫法不同（亦即νB不同），相同反應(yīng)進(jìn)度時(shí)對應(yīng)各物質(zhì)的量的變化會(huì)有區(qū)別。例如：當(dāng)ξ=1mol時(shí)反應(yīng)方程式N2+H2=NH3N2+3H2=2NH3n(N2)/mol--1n(H2)/mol--3n(NH3)/mol12121232322022/11/10注意:例如：當(dāng)ξ=1mol時(shí)反應(yīng)方程832022/11/19第三節(jié)化學(xué)反應(yīng)中的能量關(guān)系無機(jī)化學(xué)多媒體電子教案第一章化學(xué)反應(yīng)中的質(zhì)量關(guān)系和能量關(guān)系第三節(jié)化學(xué)反應(yīng)中的能量關(guān)系2022/11/10第三節(jié)化學(xué)反應(yīng)中的能量關(guān)系無機(jī)化學(xué)多媒體842022/11/19化學(xué)反應(yīng)是反應(yīng)物分子中舊鍵的削弱、斷裂和產(chǎn)物分子新鍵形成的過程。前者需要吸收能量,后者則會(huì)釋放能量。因此，化學(xué)反應(yīng)過程往往伴隨有能量的吸收或釋放。2022/11/10化學(xué)反應(yīng)是反應(yīng)物分子中舊鍵的削弱852022/11/19如：煤燃燒時(shí)放熱；碳酸鈣分解要吸熱；原電池反應(yīng)可產(chǎn)生電能；電解食鹽水要消耗電能；鎂條燃燒時(shí)會(huì)放出耀眼的光；葉綠素在光作用下使二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為糖類。2022/11/10如：煤燃燒時(shí)放熱；862022/11/191-3-1基本概念和術(shù)語

1-3-1基本概念和術(shù)語

體系和環(huán)境體系:所需研究的那部分物質(zhì)或空間。環(huán)境:體系之外與體系有一定聯(lián)系的其它物質(zhì)或空間。體系環(huán)境物質(zhì)能量體系敞開體系封閉體系開放體系2022/11/101-3-1基本概念和術(shù)語1-3-1基872022/11/19

狀態(tài)和狀態(tài)函數(shù)狀態(tài)函數(shù)：能表征體系特性的宏觀性質(zhì)稱為狀態(tài)函數(shù)如物質(zhì)的量、壓力、體積、溫度狀態(tài)函數(shù)的特點(diǎn)：(1)體系的狀態(tài)一確定，各狀態(tài)函數(shù)均有確定值。(2)體系狀態(tài)發(fā)生變化時(shí),各狀態(tài)函數(shù)的改變量，只與始態(tài)和終態(tài)有關(guān),與變化的途徑無關(guān)。(3)描述體系所處狀態(tài)的各狀態(tài)函數(shù)之間往往是有聯(lián)系的。2022/11/10狀態(tài)和狀態(tài)函數(shù)狀態(tài)函數(shù)：如物質(zhì)的量、882022/11/19

狀態(tài)和狀態(tài)函數(shù)狀態(tài)函數(shù)的特點(diǎn)：(1)描述體系所處狀態(tài)的各狀態(tài)函數(shù)之間是有聯(lián)系的。(2)體系的狀態(tài)一確定，各狀態(tài)函數(shù)均有確定值。(3)體系狀態(tài)發(fā)生變化時(shí),各狀態(tài)函數(shù)的改變量，只與始態(tài)和終態(tài)有關(guān),與變化的途徑無關(guān)。理想氣體T=280K理想氣體T=300K理想氣體T=350K△T=350K-300K=50K2022/11/10狀態(tài)和狀態(tài)函數(shù)狀態(tài)函數(shù)的特點(diǎn)：(1)描892022/11/19

功和熱熱(Q)：體系和環(huán)境之間因溫度不同而傳遞或交換的能量的形式。功和熱是體系的狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，體系和環(huán)境傳遞或交換能量的兩種形式。體系吸熱，Q為正值；體系放熱，Q為負(fù)值。功(W)：除了熱之外其它傳遞或交換的能量形式。功體積功:體系體積變化反抗外力所做的功非體積功:除體積功外的功，如電功環(huán)境對體系做功，W為正值；體系對環(huán)境做功，W為負(fù)值。[注意]功和熱不是狀態(tài)函數(shù)單位均為J、kJ2022/11/10功和熱熱(Q)：體系和環(huán)境之間因溫度不902022/11/19

熱力學(xué)能(以往稱內(nèi)能)熱力學(xué)能(U)——體系內(nèi)部能量的總和。包括體系內(nèi)分子的內(nèi)動(dòng)能、分子間相互作用能、分子內(nèi)部能量，但不包括體系整體運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和在外力場中的位能。由于體系內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)及相互作用很復(fù)雜，所以體系熱力學(xué)能的絕對值無法測知。單位——J、kJ是狀態(tài)函數(shù)U=U(終態(tài))-U(始態(tài))2022/11/10熱力學(xué)能(以往稱內(nèi)能)熱力學(xué)能(U)—912022/11/19

在任何變化過程中，能量不會(huì)自生自滅，只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，能量總值不變。能量守恒定律——熱力學(xué)第一定律封閉體系：始態(tài)(1)→

終態(tài)(2)

U=U2-U1=Q+W熱力學(xué)能的變化等于體系從環(huán)境吸收的熱量加上環(huán)境對體系所做的功。2022/11/10在任何變化過程中，能量不會(huì)自生自滅，能922022/11/191-3-2反應(yīng)熱和反應(yīng)焓變

1-3-2反應(yīng)熱和反應(yīng)焓變化學(xué)反應(yīng)時(shí)，如果體系不做非體積功，當(dāng)反應(yīng)終態(tài)的溫度恢復(fù)到始態(tài)的溫度時(shí)，體系所吸收或放出的熱量，稱為該反應(yīng)的反應(yīng)熱。如：2H2(g)+O2(g)→2H2O(l)

Qp=-571.66kJ·mol-1H2(g)+

O2(g)→H2O(l)

Qp=-285.83kJ·mol-112通常,反應(yīng)熱的數(shù)值為反應(yīng)進(jìn)度=1mol(即發(fā)生1摩爾反應(yīng))時(shí)的反應(yīng)熱。2022/11/101-3-2反應(yīng)熱和反應(yīng)焓變1-3-932022/11/19

恒壓反應(yīng)熱和反應(yīng)焓變恒壓反應(yīng)熱:

化學(xué)反應(yīng)在恒溫恒壓條件下進(jìn)行，如果體系不做非體積功，此時(shí)的反應(yīng)熱稱為該反應(yīng)的恒壓反應(yīng)熱。有氣體參入的反應(yīng)：

反應(yīng)始態(tài)(1)→反應(yīng)終態(tài)(2)U=Qp+W

=Qp-pV恒壓反應(yīng)熱不等于體系熱力學(xué)能的變化2022/11/10恒壓反應(yīng)熱和反應(yīng)焓變恒壓反應(yīng)熱:942022/11/19

反應(yīng)焓變U=Qp+W

=Qp-pVU2-U1=Qp

-

p(V2-V1)Qp=(U2+pV2)–(U1+pV1)焓:H=U+PV說明：（1）H無明確物理意義（2）H是狀態(tài)函數(shù)（3）單位J、kJ（4）絕對值無法測知H=H2-H1=Qp2022/11/10反應(yīng)焓變U=Qp+W焓:952022/11/19

反應(yīng)焓變H=H2-H1=Qp化學(xué)反應(yīng)在封閉體系中、恒壓條件下進(jìn)行，如果體系不做非體積功：化學(xué)反應(yīng)的焓變等于恒壓反應(yīng)熱吸熱反應(yīng)：Qp>0,H>0放熱反應(yīng)：Qp<0,H<0如：2H2(g)+O2(g)

→

2H2O(l)

H＝Qp=-571.66kJ·mol-1

H2(g)

+

O2(g)

→

H2O(l)

H＝

Qp=-285.83kJ·mol-1122022/11/10反應(yīng)焓變H=H2-H1=962022/11/19

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rHm——摩爾反應(yīng)焓變r(jià)Hm=-241.82kJ·mol-1H2(g)+

O2(g)

H2O(g)

298.15K100kPa如12表示在298.15K、100kPa下，當(dāng)反應(yīng)進(jìn)度=1mol時(shí)(1molH2(g)與molO2(g)反應(yīng)，生成1molH2O(g)時(shí))，放出24