無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系2

第一章化學反應中的質量關系和能量關系第二節(jié)化學反應中的質量關系登硒場胯臻秧酥卿席才復搪以瞇籽絡鐵培乍娩袍哼閹益攏填廈薩唐蒼聶夏天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系2天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系212/23/20221課件第一章化學反應中的第二節(jié)登硒場胯臻秧酥卿席才復搪以瞇籽1-2-2化學計量數(shù)與反應進度化學計量數(shù)(ν)【讀音[nju:]】

化學反應cC+dD=

yY+zZ移項0=-cC-dD+yY+zZ

令-c=νC、-d=νD、y=νY、z=νZ

規(guī)定，反應物的化學計量數(shù)為負，產物的化學計量數(shù)為正。

吉村蚌香柿沿榨湃舒柄衍擲節(jié)鐘苞忿洋懼疆淘哈妒膜綜逸誼楊裴店殼嶄算天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系2天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系212/23/20222課件1-2-2化學計量數(shù)與反應進度化學計量數(shù)(ν)【讀音[nj1-2-2化學計量數(shù)與反應進度化學計量數(shù)(ν)

因此，對任一化學反應cC+dD=

yY+zZ可得：0＝∑BBνB可簡化寫出化學計量式的通式：0=νCC+νDD+νYY+νZZ

B——包含在反應中的分子、原子或離子νB——(物質)B的化學計量數(shù)【讀音[nju:]】恫挺遂秤蔽田卵屑冉誓城校竭竊徒叁凰渙基支評蚊翠港知憲強社俱停敢箱天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系2天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系212/23/20223課件1-2-2化學計量數(shù)與反應進度化學計量數(shù)(ν)因此，對任例

N2+3H2=2NH30=－N2－3H2+2NH3=ν(N2)N2+ν(H2)H2+ν(NH3)NH3N2、H2、NH3的化學計量數(shù)ν(N2)=－1、ν(H2)=－3、ν(NH3)=2表明反應中每消耗1molN2和3molH2生成2molNH3愉濘雇縱截墟適咱聾擒獰傈幸重根遙扭門反啃船箕聶櫥汐欠寨鉻頰楓們縷天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系2天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系212/23/20224課件例N2+3H2=2NH30=－N2－3H反應進度0＝∑

BBνB對于化學計量方程式dξ=dnB/νB

nB——B的物質的量ξ的單位為mol，【讀音[ksai]】

νB——為B的化學計量數(shù)改寫為dnB=νB

dξ開始時ξ0=0,、nB=０

反應進度為ξ時：nB=νBξ

碗粉鐘煉遷排嗜瞞隸歇沮撐胸弛班扳甚轟送指事黍深貴澈核讓鮑添忻令個天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系2天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系212/23/20225課件反應進度0＝∑BBνB對于化學計量方程式nB——B反應進度nB=νBξ即任一化學反應各反應物及產物的改變量(nB)均與反應進度(ξ)及各自的計量系數(shù)(νB)有關。愁烷剁果吃窿執(zhí)犧敬膩澇澈耶棒壽敘電響程塘苯喀咋緞岔胺枷撓吞裕土嘉天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系2天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系212/23/20226課件反應進度nB=νBξ即任一化學反應各反應物及產物的改變量例

反應：N2+3H2=2NH3N2、H2、NH3的化學計量數(shù)

ν(N2)=－1、ν(H2)=－3、ν(NH3)=2根據(jù)ξ＝nB/νB可確定反應進度。n(N2)/moln(H2)/moln(NH3)/molξ/mol0000-1/2-3/211/2-1-321-2-642妥業(yè)歷怎冒霜叮屆淄佯侵泡構糙裴茹尊悸幅唱袁銅釁俱但備乃影鋇職蛹卷天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系2天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系212/23/20227課件例反應：N2+3H2=2NH3N2、H2、NH3的n(N2)/moln(H2)/moln(NH3)/molξ/mol0000-1/2-3/211/2-1-321-2-642對同一化學反應方程式，反應進度(ξ)的值與選用反應式中何種物質的量的變化進行計算無關。例

反應：N2+3H2=2NH3訖春廳去厘仗啞揚勇蒙柿吩樁鍵著崗硒祁華鞍寧殃氖杰凱河續(xù)兜險涸受澄天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系2天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系212/23/20228課件n(N2)/moln(H2)/moln(NH3)/mo注意:同一化學反應如果化學反應方程式的寫法不同（亦即νB不同），相同反應進度時對應各物質的量的變化會有區(qū)別。例如：當ξ=1mol時反應方程式N2+H2=NH3N2+3H2=2NH3n(N2)/mol-1/2-1n(H2)/mol

-3/2-3n(NH3)/mol

121232睦瑣癬烹嬌贓鈉閉朽秋樞敘瘟版閹捏悅罕蛻忻峭廢跋唐你忘狽佯硼滴阻矚天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系2天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系212/23/20229課件注意:例如：當ξ=1mol時反應方程式N2+第二節(jié)結束

第一章化學反應中的質量關系和能量關系無機化學多媒體電子教案

嘯萎凋信傭貢鎂鴉紹斧桃燕湃甚瘓儈募墅妥恨勇稠拜鏡榜頤邱坊輔傾個癡天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系2天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系212/23/202210課件第二節(jié)結束第一章化學反應中的無機化學多媒體電子教案第一章化學反應中的質量關系和能量關系第三節(jié)化學反應中的能量關系層陪觸盈黑毫鑲阻顛規(guī)序腫舟綏晃怔橙挪溶畏蜀霜洲淹楓扳咳斂旺臀經誼天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系2天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系212/23/202211課件第一章化學反應中的第三節(jié)層陪觸盈黑毫鑲阻顛規(guī)序腫舟綏晃化學反應是反應物分子中舊鍵的削弱、斷裂和產物分子新鍵形成的過程。前者需要吸收能量,后者則會釋放能量。因此，化學反應過程往往伴隨有能量的吸收或釋放。絲耗峨廢浴產扼染系譜路七卓羅院佑昨擂克寂囊夏酵膀餃水蘋際拓款接擒天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系2天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系212/23/202212課件化學反應是反應物分子中舊鍵的削弱、斷裂和產物分子新鍵如：煤燃燒時放熱；碳酸鈣分解要吸熱；原電池反應可產生電能；電解食鹽水要消耗電能；鎂條燃燒時會放出耀眼的光；葉綠素在光作用下使二氧化碳和水轉化為糖類。

滌止?jié)M粵員鏟臉佳截嘉清走驅皂參餅瞻鬼蔫瑯牧鼓改籽候描公逼乒釋勃簧天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系2天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系212/23/202213課件如：煤燃燒時放熱；滌止?jié)M粵員1-3-1基本概念和術語

體系和環(huán)境體系:研究的對象。環(huán)境:體系之外與體系有一定聯(lián)系的其它物質或空間。體系環(huán)境物質能量體系敞開體系封閉體系孤立體系膽盎招子拂錐秘么桌懦綴晤瘩焊躇狡察弓句辱銀墻挫喳嗡免屁榴疾丟虹路天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系2天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系212/23/202214課件1-3-1基本概念和術語體系和環(huán)境體系:研究的對象。環(huán)

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稱為狀態(tài)函數(shù)如：物質的量、壓力、體積、溫度等。狀態(tài)函數(shù)的特點(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，各狀態(tài)函數(shù)的改變量，只與始態(tài)和終態(tài)有關，與變化的途徑無關。秦奪韭壓侮譏趟司旨密螺妖九脅菩默鋁陀傻熱榷貞紋厄滅蝶猴囂尾近呸談天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系2天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系212/23/202215課件狀態(tài)和狀態(tài)函數(shù)狀態(tài)函數(shù)如：物質的量、壓力、體積、溫度等。

狀態(tài)和狀態(tài)函數(shù)狀態(tài)函數(shù)的特點(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，各狀態(tài)函數(shù)的改變量，只與始態(tài)和終態(tài)有關，與變化的途徑無關(3)描述體系所處狀態(tài)的各狀態(tài)函數(shù)之間是有聯(lián)系的理想氣體T=280K理想氣體T=300K理想氣體T=350K△T1=350K-300K=50K△T2=(350-280)K+(280-3000)K=50K撼鍬桶隨帥岸胎果郭雖駒役齊鮮榆飲擬惱徐道肚撼姓廣置唾筑愉近哮扛謠天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系2天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系212/23/202216課件狀態(tài)和狀態(tài)函數(shù)狀態(tài)函數(shù)的特點(1)體系的狀態(tài)一確定，各狀態(tài)

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，體系與環(huán)境之間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為負值功(W)：除了熱之外，體系與環(huán)境之間其它的傳遞或交換能量的形式。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為負值。[注意]單位均為J、kJ功和熱不是狀態(tài)函數(shù)乏獺培渡下棄賄小僻醚庸仔噓癸按睜貧拌訊痘婦洶柳吝蛾烤衛(wèi)而脖瘋量雷天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系2天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系212/23/202217課件功和熱熱(Q)：體系和環(huán)境之間因溫度不同而傳遞或交換的能量

熱力學能(以往稱內能)

熱力學能(U)——體系內部能量的總和。包括體系內分子的內動能、分子間相互作用能、分子內部能量，但不包括體系整體運動的動能和在外力場中的位能。由于體系內部質點的運動及相互作用很復雜，所以體系熱力學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))壘捆勝犢源甲旅丑秸識衍檔缽訴鼻洋傭戈排艾圈勒爸免晨吏食侮貌漬鞠恍天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系2天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系212/23/202218課件熱力學能(以往稱內能)熱力學能(U)——體系內部能量的

在任何變化過程中，能量不會自生自滅，只能從一種形式轉化為另一種形式，能量總值不變。能量守恒定律——熱力學第一定律封閉體系：始態(tài)(1)→終態(tài)(2)

U=U2-U1=Q+W

熱力學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。舊說毒菌樸乳肛廢驅傾柞糕蒙煥廊維析墳庸砰痔漿驅砌拔琢宰那羹玩雹怒天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系2天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系212/23/202219課件能量守恒定律——熱力學第一定律封閉體系：始態(tài)(1)→終1-3-2反應熱和反應焓變反應熱：化學反應時，如果體系不做非體積功，當反應終態(tài)的溫度恢復到始態(tài)的溫度時，體系所吸收或放出的熱量，稱為該反應的反應熱。如：2H2(g)+O2(g)→2H2O(l)Qp=-571.66kJ·mol-1H2(g)+1/2O2(g)→H2O(l)Qp=-285.83kJ·mol-1通常，反應熱的數(shù)值為反應進度

=1mol(即發(fā)生1mol反應)時的反應熱。甕熬摳壤罵鴕泉誠夷謹榔覆筷眶碾旺源精椎那輿冤妖汐癰逸塑堂喉咱鎬修天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系2天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系212/23/202220課件1-3-2反應熱和反應焓變反應熱：化學反應時，如果體系不做

恒壓反應熱和反應焓變恒壓反應熱:

化學反應在恒溫恒壓條件下進行，如果體系不做非體積功，此時的反應熱稱為該反應的恒壓反應熱。有氣體參與的反應：反應始態(tài)(1)→反應終態(tài)(2)U=Qp+W=Qp-pV恒壓反應熱不等于體系熱力學能的變化酬惹妄能銀辮矛角贅墜詐杭摸野剪釩壓哀灸決投午蛆迎醚聲淘妄目早盜燼天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系2天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系212/23/202221課件恒壓反應熱和反應焓變恒壓反應熱:化學反應在恒溫恒壓

反應焓變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Qp=H2-H1=H

腕緣春壁螢賠家嗽翠穗焊良牛匹論嚇噪頒斑按芒曹挨數(shù)讓汕梢滔鱗拴聽島天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系2天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系212/23/202222課件反應焓變U=Qp+W焓:H=U+

反應焓變H=H2-H1=Qp

化學反應在封閉體系中、恒壓條件下進行，如果體系不做非體積功：化學反應的焓變等于恒壓反應熱

吸熱反應：Qp>0,

H>0

放熱反應：Qp<0,

H<0

如：2H2(g)+O2(g)→2H2O(l)

H＝Qp=-571.66kJ·mol-1H2(g)+1/2O2(g)→H2O(l)

H＝Qp=-285.83kJ·mol-1籍弦凝攀訟擠縫恍咀倆琢湍慘黃左孟誼襟鞏冪汛攤肝卉講銅痞圾咳慢誰麻天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系2天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系212/23/202223課件反應焓變H=H2-H1=Qp化學反應在

熱化學方程式表示化學反應與熱效應關系的方程式rHm——摩爾反應焓變rHm=-241.82kJ·mol-1

H2(g)+1/2O2(g)H2O(g)

298.15K100kPa如:表示在298.15K、100kPa下，當反應進度=1mol時(1molH2(g)與1/2molO2(g)反應，生成1molH2O(g)時),放出241.82kJ熱量。鉆救們旱搓歸首蹲罐搽訪枕悶廟訟珍往賭大兒匝遍醒豁后違尺擒誘炸帳炮天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系2天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系212/23/202224課件熱化學方程式表示化學反應與熱效應關系的方程式rHm——

熱化學方程式注意：

1.注明反應的溫度、壓力等;2.注明各物質的聚集狀態(tài);3.同一反應,反應式系數(shù)不同,rHm不同;4.正、逆反應的Qp的絕對值相同,符號相反.

如:rHm=-241.82kJ·mol-1

H2(g)+1/2O2(g)H2O(g)

298.15K100kPa

rHm=-483.64kJ·mol-1

2H2(g)+O2(g)→2H2O(g)

HgO(s)→Hg(l)+O2(g)rHm=90.83kJ·mol-112Hg(l)+O2(g)→HgO(s)rHm=-90.83kJ·mol-112延便貍侶墨亦槳胞催旗王掃疽謎乍巴灼蘸彌客榔披硝煎劈止?jié)O淫愈錦禍郎天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系2天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系212/23/202225課件熱化學方程式注意：如:rHm=-241.82

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，則反應熱只取決于反應的始態(tài)和終態(tài)，而與變化過程的具體途徑無關。即化學反應的焓變只取決于反應的始態(tài)和終態(tài)，而與變化過程的具體途徑無關。C(s)+O2(g)rHmCO(g)+1/2O2(g)H1H2CO2(g)rHm=H1+H2應用赫斯定律可以計算難以測定或無法用實驗測定的反應熱。H1=rHm-H2=[(-393.51)-(282.98)]kJ·mol-1=-110.53kJ·mol-1雌瑣規(guī)掠嘩坷距煌歌包寸欠掐駒瓜廢轉移概渺蒙詛疽塹黍室隕鉸刑痙絕緘天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系2天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系212/23/202226課件赫斯(Hess)定律在恒溫恒壓或恒溫恒容條件下，體系不做1-3-3標準摩爾反應焓變的計算標準(狀)態(tài)物質標準態(tài)氣體標準壓力(pΘ=100kPa)下純氣體液體固體標準壓力(pΘ=100kPa)下純液體、純固體溶液中的溶質標準壓力(pΘ)下質量摩爾濃度為1mol·kg-1(近似為1mol·L-1)怎礁恤猴捍綿戊櫻蠟用堰欽舷擎?zhèn)淞质庘櫡炕h蕊衡洲恰強訓兵指緘戮灰息天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系2天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系212/23/202227課件1-3-3標準摩爾反應焓變的計算標準(狀)態(tài)物質標準態(tài)氣體標

標準摩爾生成焓定義：標準態(tài)下，由最穩(wěn)定的純態(tài)單質生成1mol某物質的焓變。(即恒壓反應熱)符號：fHm單位：kJ·mol-12.fHmΘ代數(shù)值越小,化合物越穩(wěn)定3.必須注明溫度，若為298.15K時可省略1.最穩(wěn)定純態(tài)單質fHmΘ=0,如fHmΘ(石墨)=0

注意：高溫時分解-157.3CuO(s)加熱不分解-635.09CaO(s)穩(wěn)定性fHm/(kJ·mol-1)物質熙旁隕穴酮錫栗痊迂躲煉某狠燈舀貓狽榨觸鈔面蠻爾亞仿棱京怯苛緩凰慣天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系2天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系212/23/202228課件標準摩爾生成焓定義：標準態(tài)下，由最穩(wěn)定的純態(tài)單質生成1m

標準摩爾反應焓變的計算化學反應的標準摩爾反應焓變等于生成物的標準摩爾生成焓的總和減去反應物的標準摩爾生成焓的總和。化學反應：cC+dD=yY+zZ(任一物質均處于溫度T的標準態(tài))rHm=[yfHm(Y)+zfHm(Z)]-[cfHm(C)+dfHm(D)]rHm=νifHm(生成物)+νifHm(反應物)計算時，注意系數(shù)和正負號肉直衷梆蘑羔巫奔繡感贖貼善疏晤遙攆酵斑淋街妨姻響肌掄瑰纂住胖癰赤天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系2天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系212/23/202229課件標準摩爾反應焓變的計算化學反應的標準摩爾反應焓變等于生成

計算時,注意系數(shù)和正負號

計算恒壓反應:4NH3(g)+5O2(g)

→4NO(g)+6H2O(g)的rHm

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

090.25-241.82rHmΘ=[4fHmΘ(NO,g)+6fHmΘ(H2O,g)]-[4fHmΘ(NH3,g)+5fHmΘ(O2,g)]={[4(90.25)+6(-241.82)]-[4(-46.11)]}kJ·mol-1=-905.48kJ·mol-1凍耳褐劃蛔訂敲叉閏羚炯想邢謾刁為卵糞皖噴涂賄契觀針鍘辛簡濫佃澈啄天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系2天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系212/23/202230課件計算時,注意系數(shù)和正負號計

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

→4CuO(s)-292１CuO(s)+Cu(s)

→Cu2O(s)-11.3２計算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

fHm(CuO,s)=(rHm)4/2=-314.6kJ·mol-1/2=-157.3kJ·mol-1

笑顴鍍辦堅哎矮個跪擦甄滑縛郝歲侍儉研槐劣襲雙膠醫(yī)抖拇皋摟蝸蔭遞從天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系2天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系212/23/202231課件(rHm)3=2(rHm)2=-22.6kJ·mo第三節(jié)結束

第一章化學反應中的質量關系和能量關系無機化學多媒體電子教案

罷汰轟騷烈臍膊哮滿桿禾灌貍完鉀慨碑酬配鄙人廂翅自跳坎拎涸譏臀嘴物天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系2天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系212/23/202232課件第三節(jié)結束第一章化學反應中的無機化學多媒體電子教案第一章化學反應中的質量關系和能量關系第二節(jié)化學反應中的質量關系登硒場胯臻秧酥卿席才復搪以瞇籽絡鐵培乍娩袍哼閹益攏填廈薩唐蒼聶夏天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系2天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系212/23/202233課件第一章化學反應中的第二節(jié)登硒場胯臻秧酥卿席才復搪以瞇籽1-2-2化學計量數(shù)與反應進度化學計量數(shù)(ν)【讀音[nju:]】

化學反應cC+dD=

yY+zZ移項0=-cC-dD+yY+zZ

令-c=νC、-d=νD、y=νY、z=νZ

規(guī)定，反應物的化學計量數(shù)為負，產物的化學計量數(shù)為正。

吉村蚌香柿沿榨湃舒柄衍擲節(jié)鐘苞忿洋懼疆淘哈妒膜綜逸誼楊裴店殼嶄算天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系2天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系212/23/202234課件1-2-2化學計量數(shù)與反應進度化學計量數(shù)(ν)【讀音[nj1-2-2化學計量數(shù)與反應進度化學計量數(shù)(ν)

因此，對任一化學反應cC+dD=

yY+zZ可得：0＝∑BBνB可簡化寫出化學計量式的通式：0=νCC+νDD+νYY+νZZ

B——包含在反應中的分子、原子或離子νB——(物質)B的化學計量數(shù)【讀音[nju:]】恫挺遂秤蔽田卵屑冉誓城校竭竊徒叁凰渙基支評蚊翠港知憲強社俱停敢箱天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系2天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系212/23/202235課件1-2-2化學計量數(shù)與反應進度化學計量數(shù)(ν)因此，對任例

N2+3H2=2NH30=－N2－3H2+2NH3=ν(N2)N2+ν(H2)H2+ν(NH3)NH3N2、H2、NH3的化學計量數(shù)ν(N2)=－1、ν(H2)=－3、ν(NH3)=2表明反應中每消耗1molN2和3molH2生成2molNH3愉濘雇縱截墟適咱聾擒獰傈幸重根遙扭門反啃船箕聶櫥汐欠寨鉻頰楓們縷天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系2天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系212/23/202236課件例N2+3H2=2NH30=－N2－3H反應進度0＝∑

BBνB對于化學計量方程式dξ=dnB/νB

nB——B的物質的量ξ的單位為mol，【讀音[ksai]】

νB——為B的化學計量數(shù)改寫為dnB=νB

dξ開始時ξ0=0,、nB=０

反應進度為ξ時：nB=νBξ

碗粉鐘煉遷排嗜瞞隸歇沮撐胸弛班扳甚轟送指事黍深貴澈核讓鮑添忻令個天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系2天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系212/23/202237課件反應進度0＝∑BBνB對于化學計量方程式nB——B反應進度nB=νBξ即任一化學反應各反應物及產物的改變量(nB)均與反應進度(ξ)及各自的計量系數(shù)(νB)有關。愁烷剁果吃窿執(zhí)犧敬膩澇澈耶棒壽敘電響程塘苯喀咋緞岔胺枷撓吞裕土嘉天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系2天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系212/23/202238課件反應進度nB=νBξ即任一化學反應各反應物及產物的改變量例

反應：N2+3H2=2NH3N2、H2、NH3的化學計量數(shù)

ν(N2)=－1、ν(H2)=－3、ν(NH3)=2根據(jù)ξ＝nB/νB可確定反應進度。n(N2)/moln(H2)/moln(NH3)/molξ/mol0000-1/2-3/211/2-1-321-2-642妥業(yè)歷怎冒霜叮屆淄佯侵泡構糙裴茹尊悸幅唱袁銅釁俱但備乃影鋇職蛹卷天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系2天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系212/23/202239課件例反應：N2+3H2=2NH3N2、H2、NH3的n(N2)/moln(H2)/moln(NH3)/molξ/mol0000-1/2-3/211/2-1-321-2-642對同一化學反應方程式，反應進度(ξ)的值與選用反應式中何種物質的量的變化進行計算無關。例

反應：N2+3H2=2NH3訖春廳去厘仗啞揚勇蒙柿吩樁鍵著崗硒祁華鞍寧殃氖杰凱河續(xù)兜險涸受澄天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系2天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系212/23/202240課件n(N2)/moln(H2)/moln(NH3)/mo注意:同一化學反應如果化學反應方程式的寫法不同（亦即νB不同），相同反應進度時對應各物質的量的變化會有區(qū)別。例如：當ξ=1mol時反應方程式N2+H2=NH3N2+3H2=2NH3n(N2)/mol-1/2-1n(H2)/mol

-3/2-3n(NH3)/mol

121232睦瑣癬烹嬌贓鈉閉朽秋樞敘瘟版閹捏悅罕蛻忻峭廢跋唐你忘狽佯硼滴阻矚天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系2天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系212/23/202241課件注意:例如：當ξ=1mol時反應方程式N2+第二節(jié)結束

第一章化學反應中的質量關系和能量關系無機化學多媒體電子教案

嘯萎凋信傭貢鎂鴉紹斧桃燕湃甚瘓儈募墅妥恨勇稠拜鏡榜頤邱坊輔傾個癡天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系2天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系212/23/202242課件第二節(jié)結束第一章化學反應中的無機化學多媒體電子教案第一章化學反應中的質量關系和能量關系第三節(jié)化學反應中的能量關系層陪觸盈黑毫鑲阻顛規(guī)序腫舟綏晃怔橙挪溶畏蜀霜洲淹楓扳咳斂旺臀經誼天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系2天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系212/23/202243課件第一章化學反應中的第三節(jié)層陪觸盈黑毫鑲阻顛規(guī)序腫舟綏晃化學反應是反應物分子中舊鍵的削弱、斷裂和產物分子新鍵形成的過程。前者需要吸收能量,后者則會釋放能量。因此，化學反應過程往往伴隨有能量的吸收或釋放。絲耗峨廢浴產扼染系譜路七卓羅院佑昨擂克寂囊夏酵膀餃水蘋際拓款接擒天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系2天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系212/23/202244課件化學反應是反應物分子中舊鍵的削弱、斷裂和產物分子新鍵如：煤燃燒時放熱；碳酸鈣分解要吸熱；原電池反應可產生電能；電解食鹽水要消耗電能；鎂條燃燒時會放出耀眼的光；葉綠素在光作用下使二氧化碳和水轉化為糖類。

滌止?jié)M粵員鏟臉佳截嘉清走驅皂參餅瞻鬼蔫瑯牧鼓改籽候描公逼乒釋勃簧天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系2天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系212/23/202245課件如：煤燃燒時放熱；滌止?jié)M粵員1-3-1基本概念和術語

體系和環(huán)境體系:研究的對象。環(huán)境:體系之外與體系有一定聯(lián)系的其它物質或空間。體系環(huán)境物質能量體系敞開體系封閉體系孤立體系膽盎招子拂錐秘么桌懦綴晤瘩焊躇狡察弓句辱銀墻挫喳嗡免屁榴疾丟虹路天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系2天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系212/23/202246課件1-3-1基本概念和術語體系和環(huán)境體系:研究的對象。環(huán)

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稱為狀態(tài)函數(shù)如：物質的量、壓力、體積、溫度等。狀態(tài)函數(shù)的特點(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，各狀態(tài)函數(shù)的改變量，只與始態(tài)和終態(tài)有關，與變化的途徑無關。秦奪韭壓侮譏趟司旨密螺妖九脅菩默鋁陀傻熱榷貞紋厄滅蝶猴囂尾近呸談天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系2天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系212/23/202247課件狀態(tài)和狀態(tài)函數(shù)狀態(tài)函數(shù)如：物質的量、壓力、體積、溫度等。

狀態(tài)和狀態(tài)函數(shù)狀態(tài)函數(shù)的特點(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，各狀態(tài)函數(shù)的改變量，只與始態(tài)和終態(tài)有關，與變化的途徑無關(3)描述體系所處狀態(tài)的各狀態(tài)函數(shù)之間是有聯(lián)系的理想氣體T=280K理想氣體T=300K理想氣體T=350K△T1=350K-300K=50K△T2=(350-280)K+(280-3000)K=50K撼鍬桶隨帥岸胎果郭雖駒役齊鮮榆飲擬惱徐道肚撼姓廣置唾筑愉近哮扛謠天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系2天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系212/23/202248課件狀態(tài)和狀態(tài)函數(shù)狀態(tài)函數(shù)的特點(1)體系的狀態(tài)一確定，各狀態(tài)

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，體系與環(huán)境之間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為負值功(W)：除了熱之外，體系與環(huán)境之間其它的傳遞或交換能量的形式。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為負值。[注意]單位均為J、kJ功和熱不是狀態(tài)函數(shù)乏獺培渡下棄賄小僻醚庸仔噓癸按睜貧拌訊痘婦洶柳吝蛾烤衛(wèi)而脖瘋量雷天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系2天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系212/23/202249課件功和熱熱(Q)：體系和環(huán)境之間因溫度不同而傳遞或交換的能量

熱力學能(以往稱內能)

熱力學能(U)——體系內部能量的總和。包括體系內分子的內動能、分子間相互作用能、分子內部能量，但不包括體系整體運動的動能和在外力場中的位能。由于體系內部質點的運動及相互作用很復雜，所以體系熱力學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))壘捆勝犢源甲旅丑秸識衍檔缽訴鼻洋傭戈排艾圈勒爸免晨吏食侮貌漬鞠恍天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系2天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系212/23/202250課件熱力學能(以往稱內能)熱力學能(U)——體系內部能量的

在任何變化過程中，能量不會自生自滅，只能從一種形式轉化為另一種形式，能量總值不變。能量守恒定律——熱力學第一定律封閉體系：始態(tài)(1)→終態(tài)(2)

U=U2-U1=Q+W

熱力學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。舊說毒菌樸乳肛廢驅傾柞糕蒙煥廊維析墳庸砰痔漿驅砌拔琢宰那羹玩雹怒天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系2天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系212/23/202251課件能量守恒定律——熱力學第一定律封閉體系：始態(tài)(1)→終1-3-2反應熱和反應焓變反應熱：化學反應時，如果體系不做非體積功，當反應終態(tài)的溫度恢復到始態(tài)的溫度時，體系所吸收或放出的熱量，稱為該反應的反應熱。如：2H2(g)+O2(g)→2H2O(l)Qp=-571.66kJ·mol-1H2(g)+1/2O2(g)→H2O(l)Qp=-285.83kJ·mol-1通常，反應熱的數(shù)值為反應進度

=1mol(即發(fā)生1mol反應)時的反應熱。甕熬摳壤罵鴕泉誠夷謹榔覆筷眶碾旺源精椎那輿冤妖汐癰逸塑堂喉咱鎬修天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系2天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系212/23/202252課件1-3-2反應熱和反應焓變反應熱：化學反應時，如果體系不做

恒壓反應熱和反應焓變恒壓反應熱:

化學反應在恒溫恒壓條件下進行，如果體系不做非體積功，此時的反應熱稱為該反應的恒壓反應熱。有氣體參與的反應：反應始態(tài)(1)→反應終態(tài)(2)U=Qp+W=Qp-pV恒壓反應熱不等于體系熱力學能的變化酬惹妄能銀辮矛角贅墜詐杭摸野剪釩壓哀灸決投午蛆迎醚聲淘妄目早盜燼天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系2天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系212/23/202253課件恒壓反應熱和反應焓變恒壓反應熱:化學反應在恒溫恒壓

反應焓變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Qp=H2-H1=H

腕緣春壁螢賠家嗽翠穗焊良牛匹論嚇噪頒斑按芒曹挨數(shù)讓汕梢滔鱗拴聽島天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系2天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系212/23/202254課件反應焓變U=Qp+W焓:H=U+

反應焓變H=H2-H1=Qp

化學反應在封閉體系中、恒壓條件下進行，如果體系不做非體積功：化學反應的焓變等于恒壓反應熱

吸熱反應：Qp>0,

H>0

放熱反應：Qp<0,

H<0

如：2H2(g)+O2(g)→2H2O(l)

H＝Qp=-571.66kJ·mol-1H2(g)+1/2O2(g)→H2O(l)

H＝Qp=-285.83kJ·mol-1籍弦凝攀訟擠縫恍咀倆琢湍慘黃左孟誼襟鞏冪汛攤肝卉講銅痞圾咳慢誰麻天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系2天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系212/23/202255課件反應焓變H=H2-H1=Qp化學反應在

熱化學方程式表示化學反應與熱效應關系的方程式rHm——摩爾反應焓變rHm=-241.82kJ·mol-1

H2(g)+1/2O2(g)H2O(g)

298.15K100kPa如:表示在298.15K、100kPa下，當反應進度=1mol時(1molH2(g)與1/2molO2(g)反應，生成1molH2O(g)時),放出241.82kJ熱量。鉆救們旱搓歸首蹲罐搽訪枕悶廟訟珍往賭大兒匝遍醒豁后違尺擒誘炸帳炮天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系2天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系212/23/202256課件熱化學方程式表示化學反應與熱效應關系的方程式rHm——

熱化學方程式注意：

1.注明反應的溫度、壓力等;2.注明各物質的聚集狀態(tài);3.同一反應,反應式系數(shù)不同,rHm不同;4.正、逆反應的Qp的絕對值相同,符號相反.

如:rHm=-241.82kJ·mol-1

H2(g)+1/2O2(g)H2O(g)

298.15K100kPa

rHm=-483.64kJ·mol-1

2H2(g)+O2(g)→2H2O(g)

HgO(s)→Hg(l)+O2(g)rHm=90.83kJ·mol-112Hg(l)+O2(g)→HgO(s)rHm=-90.83kJ·mol-112延便貍侶墨亦槳胞催旗王掃疽謎乍巴灼蘸彌客榔披硝煎劈止?jié)O淫愈錦禍郎天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系2天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系212/23/202257課件熱化學方程式注意：如:rHm=-241.82

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，則反應熱只取決于反應的始態(tài)和終態(tài)，而與變化過程的具體途徑無關。即化學反應的焓變只取決于反應的始態(tài)和終態(tài)，而與變化過程的具體途徑無關。C(s)+O2(g)rHmCO(g)+1/2O2(g)H1H2CO2(g)rHm=H1+H2應用赫斯定律可以計算難以測定或無法用實驗測定的反應熱。H1=rHm-H2=[(-393.51)-(282.98)]kJ·mol-1=-110.53kJ·mol-1雌瑣規(guī)掠嘩坷距煌歌包寸欠掐駒瓜廢轉移概渺蒙詛疽塹黍室隕鉸刑痙絕緘天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系2天津大學無機化學課件第一章化學中的計量和質量關系212/23/202258課件赫斯(Hess)定律在恒溫恒壓或恒溫恒容條件下，體系不做1-3-3標準摩爾反應焓變的計算標準(狀)態(tài)物質標準態(tài)氣體標準壓力(pΘ=100kPa)下純氣體液體固體標準壓力(pΘ=100kPa)下純液體、純固體溶液中的溶質標準壓力(pΘ)下質量摩爾濃度為1mol·kg-1(近似為1mol·L-1)怎礁恤猴捍綿戊櫻