普通化學(xué)緒論-課件

普通化學(xué)普通化學(xué)1普通化學(xué)第1章熱化學(xué)與能源第2章化學(xué)反應(yīng)的基本原理與大氣污染第3章水化學(xué)與水污染第4章電化學(xué)與金屬腐蝕第5章物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)第6章元素化學(xué)與無(wú)機(jī)材料緒論普通化學(xué)第1章熱化學(xué)與能源第2章化學(xué)反應(yīng)的基本原理2一、化學(xué)與普通化學(xué)化學(xué)：化學(xué)是在原子和分子水平上研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性能及其變化規(guī)律和變化中能量關(guān)系的學(xué)科。普通化學(xué)：普通化學(xué)是一門基礎(chǔ)課程，是對(duì)化學(xué)作一整體的闡述和研討。其目的是要給學(xué)生以高素質(zhì)的化學(xué)通才教育。一、化學(xué)與普通化學(xué)化學(xué)：化學(xué)是在原子和分子水平上研究物質(zhì)的組3二、化學(xué)的分支無(wú)機(jī)化學(xué)：無(wú)機(jī)物有機(jī)化學(xué)：碳?xì)浠衔锛把苌锔叻肿踊瘜W(xué)：高分子化合物分析化學(xué)：測(cè)量和表征物理化學(xué)：所有物質(zhì)系統(tǒng)若干新分支：環(huán)境化學(xué)、核化學(xué)等等二、化學(xué)的分支無(wú)機(jī)化學(xué)：無(wú)機(jī)物4吃：發(fā)明合成氨和尿素；抗生素和化學(xué)藥物；推廣中醫(yī)學(xué)，研制新藥物穿：纖維住：鋼材、水泥甚至一塊塑料布用：肥皂、沐浴液、洗面奶、空調(diào)、電池、火柴行：汽油解決生活中的吃、穿、住、行、用。四、化學(xué)的實(shí)際作用吃：發(fā)明合成氨和尿素；抗生素和化學(xué)藥物；推廣中醫(yī)學(xué)，研制新藥5三、化學(xué)的實(shí)際作用開(kāi)發(fā)新能源，同時(shí)避免對(duì)環(huán)境的污染治理環(huán)境污染發(fā)展化學(xué)檢測(cè)儀器儀表工業(yè)，用于分析、監(jiān)測(cè)和治理環(huán)境污染，用于防治疾病等。三、化學(xué)的實(shí)際作用開(kāi)發(fā)新能源，同時(shí)避免對(duì)環(huán)境的污染治理環(huán)境污6四、普通化學(xué)課程的教學(xué)內(nèi)容理論化學(xué)：1、化學(xué)反應(yīng)基本原理（宏觀體系部分）：化學(xué)熱力學(xué)、化學(xué)動(dòng)力學(xué)2、物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)（微觀體系部分）實(shí)驗(yàn)化學(xué)

驗(yàn)證性質(zhì)或理論、測(cè)定重要數(shù)據(jù)，結(jié)合工程、社會(huì)生活的應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，并訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)代化儀器的使用等。四、普通化學(xué)課程的教學(xué)內(nèi)容理論化學(xué)：實(shí)驗(yàn)化學(xué)7普通化學(xué)54學(xué)時(shí)課堂理論學(xué)習(xí)：42學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)操作：12學(xué)時(shí)1—18周普通化學(xué)54學(xué)時(shí)1—18周8五、要求瞌睡、遲到早退、悄悄話、吃零食、看報(bào)紙實(shí)驗(yàn)課必須參加，否則將不得參加期末考試獨(dú)立、按時(shí)完成作業(yè)與實(shí)驗(yàn)報(bào)告期末成績(jī)：期末考卷面成績(jī)~70%、(半期考)、實(shí)驗(yàn)操作與實(shí)驗(yàn)報(bào)告~20%、作業(yè)~10%五、要求瞌睡、遲到早退、悄悄話、吃零食、看報(bào)紙9參考資料普通化學(xué)(第三版、第四版、第五版)，浙江大學(xué)普通化學(xué)教研組編工科基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)，高紹康、陳建中，福建科學(xué)技術(shù)出版社無(wú)機(jī)化學(xué)(第三版)，武漢大學(xué)編,高等教育出版社無(wú)機(jī)化學(xué)析疑與習(xí)題解析，大連理工大學(xué)無(wú)機(jī)教研室編，高等教育出版社出版無(wú)機(jī)化學(xué)(第四版)，大連理工大學(xué)無(wú)機(jī)教研室編，高等教育出版社參考資料普通化學(xué)(第三版、第四版、第五版)，浙江大學(xué)普通化學(xué)10第1章熱化學(xué)與能源熱化學(xué)：應(yīng)用熱力學(xué)原理，研究化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中能量變化的規(guī)律和定量關(guān)系的學(xué)科就叫做化學(xué)熱力學(xué)，也叫熱化學(xué)。熱化學(xué)主要解決化學(xué)反應(yīng)中的三個(gè)問(wèn)題：①化學(xué)反應(yīng)中能量是如何轉(zhuǎn)化的；②化學(xué)反應(yīng)的方向性問(wèn)題；③反應(yīng)進(jìn)行的程度問(wèn)題。第1章熱化學(xué)與能源熱化學(xué)：熱化學(xué)主要解決化學(xué)反應(yīng)中的三個(gè)問(wèn)11教學(xué)大綱1.掌握氣體的分壓和分壓定律。2.了解系統(tǒng)、相、狀態(tài)和狀態(tài)函數(shù)、過(guò)程、反應(yīng)進(jìn)度；掌握化學(xué)計(jì)量數(shù)。3.自學(xué)彈式量熱計(jì)測(cè)量反應(yīng)熱的方法。4.理解熱力學(xué)第一定律，qv與qp，ΔU與ΔH關(guān)系。掌握蓋斯定律及有關(guān)計(jì)算。5.掌握標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓，反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)焓變及其有關(guān)計(jì)算。6.自學(xué)常見(jiàn)能源及其有效與清潔利用和可持續(xù)發(fā)展。教學(xué)大綱1.掌握氣體的分壓和分壓定律。121.1基本概念1。系統(tǒng)與環(huán)境系統(tǒng)：被人為地從其它物質(zhì)中分出的研究對(duì)象。環(huán)境：系統(tǒng)之外，與系統(tǒng)密切相關(guān)的部分。

敞開(kāi)系統(tǒng)：既有物質(zhì)交換又有能量交換封閉系統(tǒng)：無(wú)物質(zhì)交換，但有能量交換隔離系統(tǒng)：無(wú)物質(zhì)交換，也無(wú)能量交換(理想化)按照系統(tǒng)與環(huán)境之間有無(wú)物質(zhì)和能量交換,可將系統(tǒng)分成：1.1基本概念1。系統(tǒng)與環(huán)境敞開(kāi)系統(tǒng)：既有物質(zhì)交換又有能量131.1基本概念2.相與物態(tài)相：系統(tǒng)中具有相同的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)的均勻部分稱為相。

界面：相與相之間的分界。躍過(guò)相的界面，一定有某些宏觀性質(zhì)發(fā)生突變，如密度、折射率、組成等。物態(tài)：物質(zhì)的聚集狀態(tài)。一般分為氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)。均勻部分:具有分子或離子級(jí)別的分散度1.1基本概念2.相與物態(tài)物態(tài)：物質(zhì)的聚集狀態(tài)。一般分為氣態(tài)14氣相：通常任何氣體均能無(wú)限混合，所以系統(tǒng)內(nèi)不論有多少種氣體都只有一個(gè)氣相。單相系統(tǒng)與多相系統(tǒng)固相：不同種固體達(dá)到分子程度的均勻混合就形成固溶體，為一個(gè)相；分散度達(dá)不到分子、離子級(jí)時(shí)，系統(tǒng)中含有多少種固體物質(zhì)，就有多少個(gè)固相。液相：按其互溶程度可以是一相、兩相、三相等。氣相：通常任何氣體均能無(wú)限混合，所以系統(tǒng)內(nèi)不論有多少種氣體都151.1基本概念3。狀態(tài)與狀態(tài)函數(shù)狀態(tài)：描述系統(tǒng)的各種宏觀性質(zhì)的綜合表現(xiàn)，如壓力p、體積V、溫度T、質(zhì)量m、組成、熱力學(xué)能U、焓H、熵S、吉布斯函數(shù)G的綜合表現(xiàn)。當(dāng)系統(tǒng)的狀態(tài)確定后，系統(tǒng)的性質(zhì)就有確定的數(shù)值。系統(tǒng)的性質(zhì)之間是有一定聯(lián)系的，所以一般只要確定少數(shù)幾個(gè)性質(zhì)，狀態(tài)也就確定了。狀態(tài)函數(shù)：用來(lái)描述系統(tǒng)狀態(tài)的各個(gè)物理量，如壓力p、體積V、溫度T、質(zhì)量m、組成、熱力學(xué)能U、焓H、熵S、吉布斯函數(shù)G等。

1.1基本概念3。狀態(tài)與狀態(tài)函數(shù)狀態(tài)函數(shù)：用來(lái)描述系統(tǒng)狀態(tài)的16狀態(tài)發(fā)生變化，狀態(tài)函數(shù)的變化值只決定于系統(tǒng)的始態(tài)和終態(tài)，而與變化過(guò)程的具體途徑無(wú)關(guān)。狀態(tài)函數(shù)的特點(diǎn)狀態(tài)函數(shù)之間具有一定的聯(lián)系，它們的定量關(guān)系式稱為狀態(tài)方程式。

理想氣體的狀態(tài)方程式：pV=nRTp、V、n、R、T為常用的狀態(tài)函數(shù)狀態(tài)一定，狀態(tài)函數(shù)的值是一定的。狀態(tài)發(fā)生變化，狀態(tài)函數(shù)的變化值只決定于系統(tǒng)的始態(tài)和終態(tài)，而與17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(wú)關(guān)，只決定于系統(tǒng)本身的特性。如溫度T、壓強(qiáng)p、密度ρ等。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)181.1基本概念4。過(guò)程與途徑過(guò)程：系統(tǒng)狀態(tài)發(fā)生任何的變化稱為過(guò)程。途徑：實(shí)現(xiàn)過(guò)程的具體步驟。1.1基本概念4。過(guò)程與途徑19可逆過(guò)程：系統(tǒng)經(jīng)過(guò)某過(guò)程由狀態(tài)1變到狀態(tài)2之后，當(dāng)系統(tǒng)沿該過(guò)程的逆過(guò)程回到原來(lái)狀態(tài)時(shí)，若原來(lái)過(guò)程對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的一切影響同時(shí)被消除，即系統(tǒng)與環(huán)境都恢復(fù)成原來(lái)狀態(tài)，這種理想化的過(guò)程稱為熱力學(xué)可逆過(guò)程。

如：等溫可逆過(guò)程、絕熱可逆過(guò)程、可逆相變過(guò)程?？赡孢^(guò)程是在系統(tǒng)接近平衡的狀態(tài)下發(fā)生的無(wú)限緩慢的過(guò)程，因此它和平衡態(tài)密切相關(guān)。可逆過(guò)程：系統(tǒng)經(jīng)過(guò)某過(guò)程由狀態(tài)1變到狀態(tài)2之后，當(dāng)系統(tǒng)沿該過(guò)201.1基本概念5?；瘜W(xué)計(jì)量數(shù)和反應(yīng)進(jìn)度化學(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(guò)程中各物質(zhì)轉(zhuǎn)化的量。化學(xué)計(jì)量數(shù)無(wú)量綱；對(duì)反應(yīng)物取負(fù)值，對(duì)產(chǎn)物取正值。化學(xué)計(jì)量數(shù)νB:-1-1化學(xué)計(jì)量數(shù)νB：-2-12化學(xué)計(jì)量數(shù)與化學(xué)反應(yīng)方程式的寫法有關(guān)。1.1基本概念5?；瘜W(xué)計(jì)量數(shù)和反應(yīng)進(jìn)度化學(xué)計(jì)21反應(yīng)進(jìn)度反應(yīng)進(jìn)度：描述化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的程度，用ξ/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。定義式為：ξ的SI單位為mol。對(duì)于有限的變化：一般尚未反應(yīng)時(shí)ξ=0mol，則：反應(yīng)進(jìn)度反應(yīng)進(jìn)度：描述化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的程度，用ξ/ksai/22反應(yīng)進(jìn)度反應(yīng)前物質(zhì)的量n1/mol10300某時(shí)刻物質(zhì)的量n2/mol8244各物質(zhì)轉(zhuǎn)化的比例數(shù)-2：-6：4=-1:-3:2反應(yīng)進(jìn)度ξ為N2：H2：NH3：反應(yīng)進(jìn)度反應(yīng)前物質(zhì)的量n1/mol1023反應(yīng)進(jìn)度反應(yīng)前物質(zhì)的量n1/mol10300某時(shí)刻物質(zhì)的量n2/mol8244各物質(zhì)轉(zhuǎn)化的比例數(shù)-2：-6：4=-2:-6:4反應(yīng)進(jìn)度ξ為N2：H2：NH3：反應(yīng)進(jìn)度反應(yīng)前物質(zhì)的量n1/mol1024對(duì)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ξ=1mol，表示1molN2與3molH2反應(yīng)生成2molNH3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)。對(duì)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)ξ=1mol，表示2molN2與6molH2反應(yīng)生成4molNH3對(duì)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。251.1基本概念6?；瘜W(xué)反應(yīng)熱q化學(xué)反應(yīng)熱：是指等溫過(guò)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qV：等溫等容化學(xué)反應(yīng)熱q定壓反應(yīng)熱qp：等溫等壓1.1基本概念6?；瘜W(xué)反應(yīng)熱q定容反應(yīng)熱261.1基本概念7。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。必須注明反應(yīng)熱、物質(zhì)狀態(tài)、溫度、壓力、組成等。習(xí)慣上，對(duì)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。q=?1.1基本概念7。熱化學(xué)方程式必須注明反應(yīng)熱、物質(zhì)狀態(tài)、溫度271.2反應(yīng)熱的測(cè)量(自學(xué))彈式熱量計(jì)測(cè)得的是反應(yīng)的定容反應(yīng)熱qv。大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)是在敞口容器中進(jìn)行，是對(duì)應(yīng)于定壓反應(yīng)熱qp。約定：“實(shí)測(cè)的反應(yīng)熱(精確)”----定容反應(yīng)熱qv

“反應(yīng)熱”----定壓反應(yīng)熱qp1.2反應(yīng)熱的測(cè)量(自學(xué))約定：“實(shí)測(cè)的反應(yīng)熱(精確)”281.3反應(yīng)熱的理論計(jì)算1.3.1熱力學(xué)第一定律

熱力學(xué)能(內(nèi)能)U：系統(tǒng)內(nèi)部能量的總和，內(nèi)部的能量來(lái)源于系統(tǒng)內(nèi)各種物質(zhì)的微觀粒子不停的運(yùn)動(dòng)和相互作用，如：分子振動(dòng)能、平動(dòng)能、轉(zhuǎn)動(dòng)能，分子間勢(shì)能，原子間鍵能，電子運(yùn)動(dòng)能，核能等。1。熱力學(xué)能是一種能量的狀態(tài)函數(shù)。系統(tǒng)處于一定的狀態(tài)，其熱力學(xué)能就是一定的數(shù)值，其變化量只決定于系統(tǒng)的始態(tài)和終態(tài)，而與變化的途徑無(wú)關(guān)。對(duì)于理想氣體，U只是溫度的函數(shù)。2。由于物質(zhì)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和內(nèi)部微觀粒子相互作用的多樣性，系統(tǒng)的熱力學(xué)能的絕對(duì)值還難以確定。但在處理反應(yīng)過(guò)程的能量關(guān)系時(shí)涉及的僅是熱力學(xué)能的變化量ΔU。1.3反應(yīng)熱的理論計(jì)算1.3.1熱力學(xué)第一定律熱291.3.1熱力學(xué)第一定律熱與功熱：系統(tǒng)與環(huán)境之間由于存在溫度差而交換的能量。符號(hào)為q，單位為J系統(tǒng)吸熱，q為正值系統(tǒng)放熱，q為負(fù)值環(huán)境對(duì)系統(tǒng)作功，ω為正值系統(tǒng)對(duì)環(huán)境作功，ω為負(fù)值體積功-ΔpV非體積功ω’功：系統(tǒng)與環(huán)境之間除熱以外的其他形式傳遞的能量。符號(hào)為ω，單位為J

功ω＝-ΔpV+ω’1.3.1熱力學(xué)第一定律熱與功系統(tǒng)吸熱，q為正值環(huán)境對(duì)系統(tǒng)301.3.1熱力學(xué)第一定律能量守恒定律在任何過(guò)程中能量是不會(huì)自生自滅的，只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，在轉(zhuǎn)化過(guò)程中能量的總值不變。將能量守恒定律應(yīng)用于熱力學(xué)中即稱為熱力學(xué)第一定律。1.3.1熱力學(xué)第一定律能量守恒定律311.3.1熱力學(xué)第一定律熱力學(xué)第一定律在化學(xué)熱力學(xué)中，研究的是宏觀靜止系統(tǒng)，不考慮系統(tǒng)整體運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和系統(tǒng)在外力場(chǎng)中的位能，只著眼于系統(tǒng)的熱力學(xué)能。若封閉系統(tǒng)由始態(tài)(熱力學(xué)能為U1)變到終態(tài)(熱力學(xué)能為U2)，同時(shí)系統(tǒng)從環(huán)境吸熱q、得到功ω，則系統(tǒng)熱力學(xué)能的變化為：

ΔU=U2-U1=q+ω?zé)醧與功ω都是過(guò)程中被傳遞的能量，都不是狀態(tài)函數(shù)；U是狀態(tài)函數(shù)，q+ω只由過(guò)程的始態(tài)和終態(tài)決定。封閉系統(tǒng)的熱力學(xué)第一定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式，表示封閉系統(tǒng)以熱和功的形式傳遞的能量，必定等于系統(tǒng)熱力學(xué)能的變化。

1.3.1熱力學(xué)第一定律熱力學(xué)第一定律熱q與功ω都是過(guò)321.3.2定容反應(yīng)熱qV與定壓反應(yīng)熱qp的關(guān)系1.定容反應(yīng)熱

在恒容、不做非體積功條件下：

ΔV＝0，ω’＝0

ω＝-ΔpV+ω’＝0根據(jù)熱力學(xué)第一定律：ΔU=q

+ω=qV+ω=qVqV=ΔU1.3.2定容反應(yīng)熱qV與定壓反應(yīng)熱qp的關(guān)系1.定容反應(yīng)331.3.2定容反應(yīng)熱qV與定壓反應(yīng)熱qp的關(guān)系2.定壓反應(yīng)熱

在恒壓、不做非體積功條件下：

ω’＝0

ω＝-ΔpV+ω’＝-ΔpV＝-pΔV根據(jù)熱力學(xué)第一定律：

ΔU=q

+ω=qp+ω=qp+（-pΔV）令H=U

+pV(稱H為焓），則：qp=H2–H1U2–U1=qp–p(V2–V1)qp=(U2+pV2)-(U1+pV1)qp=ΔH1.3.2定容反應(yīng)熱qV與定壓反應(yīng)熱qp的關(guān)系2.定壓反應(yīng)341.3.2定容反應(yīng)熱qV與定壓反應(yīng)熱qp的關(guān)系焓焓：H=U

+pV焓變：ΔH單位：J或kJH是狀態(tài)函數(shù)，ΔH只與系統(tǒng)的始、終態(tài)有關(guān)。理想氣體的H只是溫度的函數(shù)，即等溫變化中ΔH=0。H的絕對(duì)值無(wú)法確定，但實(shí)際應(yīng)用的是反應(yīng)或過(guò)程中系統(tǒng)的焓變?chǔ)，所以采用物質(zhì)的相對(duì)焓值。系統(tǒng)吸熱，ΔH為正值系統(tǒng)放熱，ΔH為負(fù)值

ΔH=qp

ΔH1.3.2定容反應(yīng)熱qV與定壓反應(yīng)熱qp的關(guān)系焓H是狀351.3.2定容反應(yīng)熱qV與定壓反應(yīng)熱qp的關(guān)系3.qV與qp的關(guān)系H=U+pVΔH=ΔU+Δ(pV)qV=ΔUqp=ΔHqp=qV+Δ(pV)反應(yīng)體系為固體或液體(凝聚態(tài))時(shí)

ΔV≈0Δ(pV)

≈0qp=qVΔH=ΔU反應(yīng)體系為理想氣體時(shí)1.3.2定容反應(yīng)熱qV與定壓反應(yīng)熱qp的關(guān)系3.qV與361.3.2定容反應(yīng)熱qV與定壓反應(yīng)熱qp的關(guān)系qp,m=qV,m+RTΔυB反應(yīng)前后氣態(tài)物質(zhì)化學(xué)計(jì)量數(shù)的變化

pV=nRT反應(yīng)體系為理想氣體時(shí)Δ(pV)=RTΔn=RT(ΔξυB)ξ=1molΔ(pV)=RTΔυBqp=qV+Δ(pV)1.3.2定容反應(yīng)熱qV與定壓反應(yīng)熱qp的關(guān)系qp,m=371.3.3蓋斯定律qV

=ΔUqp=ΔH（U、H是狀態(tài)函數(shù)）

在恒容或恒壓條件下，總反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)的始態(tài)和終態(tài)的溫度、反應(yīng)物和產(chǎn)物的量及聚集狀態(tài)等有關(guān)，而與變化的途徑無(wú)關(guān)。

蓋斯定律：在恒容或恒壓條件下，不管化學(xué)反應(yīng)是一步完成或分幾步完成，這個(gè)過(guò)程的熱效應(yīng)是相同的，即總反應(yīng)的熱效應(yīng)等于各步反應(yīng)的熱效應(yīng)之和。它使熱化學(xué)方程式可以像普通代數(shù)方程式那樣進(jìn)行加減運(yùn)算，利用已精確測(cè)定的反應(yīng)熱數(shù)據(jù)來(lái)求算難以測(cè)定的反應(yīng)熱。1.3.3蓋斯定律qV=ΔUqp=ΔH381.3.3蓋斯定律例:求反應(yīng)C(石墨)＋1/2O2(g)=CO(g)的反應(yīng)熱？+1/2O2q2=qp=ΔrHm

=-283.0kJ/molq3=qp=ΔrHm

=-393.5kJ/molCO2(g)q1C(石墨)＋O2(g)CO(g)

CO(g)＋1/2O2(g)=CO2(g)(2)rHm2

=-283.0kJ·mol-1C(石墨)＋O2(g)=CO2(g)(3)rHm

3

=-393.5kJ·mol-1(3)-(2)：C(石墨)＋1/2O2(g)=CO(g)rHm1根據(jù)蓋斯定律：q3=

q1+q2

q1=q3-q2

q1=rHm

1＝rHm3

-rHm2

＝-110.5kJ·mol-1

1.3.3蓋斯定律例:求反應(yīng)C(石墨)＋1/2O2(391.3.3蓋斯定律應(yīng)用條件：①

某化學(xué)反應(yīng)是在等壓（或等容）下一步完成的，在分步完成時(shí)，各分步也要在等壓（或等容）下進(jìn)行；②

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。1.3.3蓋斯定律應(yīng)用條件：②要消去某同一物質(zhì)時(shí)，不僅401.3.4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=100kPa溶液的濃度為c=1.0mol·L-1標(biāo)準(zhǔn)態(tài)對(duì)溫度T沒(méi)有規(guī)定1.3.4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)純411.3.4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)。產(chǎn)物為1mol選定溫度T和標(biāo)態(tài)時(shí)最穩(wěn)定單質(zhì)符號(hào)：fHm(B，聚集狀態(tài)，T)單位：J·

mol-1或kJ·

mol-11.3.4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421.標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓單質(zhì)的相對(duì)焓值標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)，最穩(wěn)定存在的單質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)(摩爾)生成焓為零。即fHm(最穩(wěn)定單質(zhì),298.15K)=0化合物的相對(duì)焓值標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，由最穩(wěn)定單質(zhì)生成單位物質(zhì)的量(1mol)的純物質(zhì)時(shí)反應(yīng)的焓變。單質(zhì)+單質(zhì)=1mol純物質(zhì)水合物的相對(duì)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)=01.標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓單質(zhì)的相對(duì)焓值化合物的相對(duì)焓值水合物43符號(hào)：

rHm

(T)1.3.4標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓與反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變2.反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變

在溫度T、標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)反應(yīng)的摩爾焓變。單位：J·

mol-1或kJ·

mol-1符號(hào)：rHm(T)1.3.4標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成442.反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變計(jì)算規(guī)則aA(s)+bB(aq)cC(l)+dD(g)rHm=υBfHm(生成物)+υBfHm(反應(yīng)物)

=cfHm(C,l)

+dfHm(D,g)

+

(-a)fHm(A,s)

+(-b)fHm(B,aq)

rHm(T)=υBfHm.B(T)=υBfHm(生成物)+υBfHm(反應(yīng)物)2.反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變計(jì)算規(guī)則aA451.3.4標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓與反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變注意：fHm是相對(duì)值，但不影響反應(yīng)焓變r(jià)Hm的計(jì)算。rHm=υBfHm(生成物)+υBfHm(反應(yīng)物)公式包括反應(yīng)中的各物質(zhì)，并需考慮其聚集狀態(tài)以及υB的正負(fù)值。fHm(H2O,g)=-241.82kJ·mol-1fHm(H2O,l)=-285.83kJ·mol-11.3.4標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓與反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變注意：rH461.3.4標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓與反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變r(jià)Hm數(shù)值與化學(xué)計(jì)量數(shù)有關(guān)。溫度對(duì)反應(yīng)焓變的影響可忽略。即：rHm(T)≈rHm(298.15K)rH

(T)≈rH

(298.15K)1.3.4標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓與反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變r(jià)Hm數(shù)值471.3.4標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓與反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變例1:求下列反應(yīng)的反應(yīng)熱rHm

？解：2Na2O2(s)+2H2O(l)=4NaOH(s)+O2(g)=4(-426.73)-2(-513.2)-2(-285.83)=-108.9kJ·mol-1fHm

/kJ·mol-1-513.2-285.83-426.730rHm

=υBfHm(生成物)+υBfHm(反應(yīng)物)=4fHm（NaOH,s)-2fHm(Na2O2,s)-2fHm(H2O,l)1.3.4標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓與反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變例1:求下列48第1章熱化學(xué)與能源作業(yè)

P44-4610(1)(3)、11、12、17

補(bǔ)充：

100g鐵粉在25℃溶于鹽酸生成氯化亞鐵(FeCl2)，(1)這個(gè)反應(yīng)在燒杯中發(fā)生；(2)這個(gè)反應(yīng)在密閉貯瓶中發(fā)生；兩種情況相比，

哪個(gè)放熱較多？

簡(jiǎn)述理由。第1章熱化學(xué)與能源作業(yè)49普通化學(xué)普通化學(xué)50普通化學(xué)第1章熱化學(xué)與能源第2章化學(xué)反應(yīng)的基本原理與大氣污染第3章水化學(xué)與水污染第4章電化學(xué)與金屬腐蝕第5章物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)第6章元素化學(xué)與無(wú)機(jī)材料緒論普通化學(xué)第1章熱化學(xué)與能源第2章化學(xué)反應(yīng)的基本原理51一、化學(xué)與普通化學(xué)化學(xué)：化學(xué)是在原子和分子水平上研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性能及其變化規(guī)律和變化中能量關(guān)系的學(xué)科。普通化學(xué)：普通化學(xué)是一門基礎(chǔ)課程，是對(duì)化學(xué)作一整體的闡述和研討。其目的是要給學(xué)生以高素質(zhì)的化學(xué)通才教育。一、化學(xué)與普通化學(xué)化學(xué)：化學(xué)是在原子和分子水平上研究物質(zhì)的組52二、化學(xué)的分支無(wú)機(jī)化學(xué)：無(wú)機(jī)物有機(jī)化學(xué)：碳?xì)浠衔锛把苌锔叻肿踊瘜W(xué)：高分子化合物分析化學(xué)：測(cè)量和表征物理化學(xué)：所有物質(zhì)系統(tǒng)若干新分支：環(huán)境化學(xué)、核化學(xué)等等二、化學(xué)的分支無(wú)機(jī)化學(xué)：無(wú)機(jī)物53吃：發(fā)明合成氨和尿素；抗生素和化學(xué)藥物；推廣中醫(yī)學(xué)，研制新藥物穿：纖維?。轰摬摹⑺嗌踔烈粔K塑料布用：肥皂、沐浴液、洗面奶、空調(diào)、電池、火柴行：汽油解決生活中的吃、穿、住、行、用。四、化學(xué)的實(shí)際作用吃：發(fā)明合成氨和尿素；抗生素和化學(xué)藥物；推廣中醫(yī)學(xué)，研制新藥54三、化學(xué)的實(shí)際作用開(kāi)發(fā)新能源，同時(shí)避免對(duì)環(huán)境的污染治理環(huán)境污染發(fā)展化學(xué)檢測(cè)儀器儀表工業(yè)，用于分析、監(jiān)測(cè)和治理環(huán)境污染，用于防治疾病等。三、化學(xué)的實(shí)際作用開(kāi)發(fā)新能源，同時(shí)避免對(duì)環(huán)境的污染治理環(huán)境污55四、普通化學(xué)課程的教學(xué)內(nèi)容理論化學(xué)：1、化學(xué)反應(yīng)基本原理（宏觀體系部分）：化學(xué)熱力學(xué)、化學(xué)動(dòng)力學(xué)2、物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)（微觀體系部分）實(shí)驗(yàn)化學(xué)

驗(yàn)證性質(zhì)或理論、測(cè)定重要數(shù)據(jù)，結(jié)合工程、社會(huì)生活的應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，并訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)代化儀器的使用等。四、普通化學(xué)課程的教學(xué)內(nèi)容理論化學(xué)：實(shí)驗(yàn)化學(xué)56普通化學(xué)54學(xué)時(shí)課堂理論學(xué)習(xí)：42學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)操作：12學(xué)時(shí)1—18周普通化學(xué)54學(xué)時(shí)1—18周57五、要求瞌睡、遲到早退、悄悄話、吃零食、看報(bào)紙實(shí)驗(yàn)課必須參加，否則將不得參加期末考試獨(dú)立、按時(shí)完成作業(yè)與實(shí)驗(yàn)報(bào)告期末成績(jī)：期末考卷面成績(jī)~70%、(半期考)、實(shí)驗(yàn)操作與實(shí)驗(yàn)報(bào)告~20%、作業(yè)~10%五、要求瞌睡、遲到早退、悄悄話、吃零食、看報(bào)紙58參考資料普通化學(xué)(第三版、第四版、第五版)，浙江大學(xué)普通化學(xué)教研組編工科基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)，高紹康、陳建中，福建科學(xué)技術(shù)出版社無(wú)機(jī)化學(xué)(第三版)，武漢大學(xué)編,高等教育出版社無(wú)機(jī)化學(xué)析疑與習(xí)題解析，大連理工大學(xué)無(wú)機(jī)教研室編，高等教育出版社出版無(wú)機(jī)化學(xué)(第四版)，大連理工大學(xué)無(wú)機(jī)教研室編，高等教育出版社參考資料普通化學(xué)(第三版、第四版、第五版)，浙江大學(xué)普通化學(xué)59第1章熱化學(xué)與能源熱化學(xué)：應(yīng)用熱力學(xué)原理，研究化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中能量變化的規(guī)律和定量關(guān)系的學(xué)科就叫做化學(xué)熱力學(xué)，也叫熱化學(xué)。熱化學(xué)主要解決化學(xué)反應(yīng)中的三個(gè)問(wèn)題：①化學(xué)反應(yīng)中能量是如何轉(zhuǎn)化的；②化學(xué)反應(yīng)的方向性問(wèn)題；③反應(yīng)進(jìn)行的程度問(wèn)題。第1章熱化學(xué)與能源熱化學(xué)：熱化學(xué)主要解決化學(xué)反應(yīng)中的三個(gè)問(wèn)60教學(xué)大綱1.掌握氣體的分壓和分壓定律。2.了解系統(tǒng)、相、狀態(tài)和狀態(tài)函數(shù)、過(guò)程、反應(yīng)進(jìn)度；掌握化學(xué)計(jì)量數(shù)。3.自學(xué)彈式量熱計(jì)測(cè)量反應(yīng)熱的方法。4.理解熱力學(xué)第一定律，qv與qp，ΔU與ΔH關(guān)系。掌握蓋斯定律及有關(guān)計(jì)算。5.掌握標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓，反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)焓變及其有關(guān)計(jì)算。6.自學(xué)常見(jiàn)能源及其有效與清潔利用和可持續(xù)發(fā)展。教學(xué)大綱1.掌握氣體的分壓和分壓定律。611.1基本概念1。系統(tǒng)與環(huán)境系統(tǒng)：被人為地從其它物質(zhì)中分出的研究對(duì)象。環(huán)境：系統(tǒng)之外，與系統(tǒng)密切相關(guān)的部分。

敞開(kāi)系統(tǒng)：既有物質(zhì)交換又有能量交換封閉系統(tǒng)：無(wú)物質(zhì)交換，但有能量交換隔離系統(tǒng)：無(wú)物質(zhì)交換，也無(wú)能量交換(理想化)按照系統(tǒng)與環(huán)境之間有無(wú)物質(zhì)和能量交換,可將系統(tǒng)分成：1.1基本概念1。系統(tǒng)與環(huán)境敞開(kāi)系統(tǒng)：既有物質(zhì)交換又有能量621.1基本概念2.相與物態(tài)相：系統(tǒng)中具有相同的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)的均勻部分稱為相。

界面：相與相之間的分界。躍過(guò)相的界面，一定有某些宏觀性質(zhì)發(fā)生突變，如密度、折射率、組成等。物態(tài)：物質(zhì)的聚集狀態(tài)。一般分為氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)。均勻部分:具有分子或離子級(jí)別的分散度1.1基本概念2.相與物態(tài)物態(tài)：物質(zhì)的聚集狀態(tài)。一般分為氣態(tài)63氣相：通常任何氣體均能無(wú)限混合，所以系統(tǒng)內(nèi)不論有多少種氣體都只有一個(gè)氣相。單相系統(tǒng)與多相系統(tǒng)固相：不同種固體達(dá)到分子程度的均勻混合就形成固溶體，為一個(gè)相；分散度達(dá)不到分子、離子級(jí)時(shí)，系統(tǒng)中含有多少種固體物質(zhì)，就有多少個(gè)固相。液相：按其互溶程度可以是一相、兩相、三相等。氣相：通常任何氣體均能無(wú)限混合，所以系統(tǒng)內(nèi)不論有多少種氣體都641.1基本概念3。狀態(tài)與狀態(tài)函數(shù)狀態(tài)：描述系統(tǒng)的各種宏觀性質(zhì)的綜合表現(xiàn)，如壓力p、體積V、溫度T、質(zhì)量m、組成、熱力學(xué)能U、焓H、熵S、吉布斯函數(shù)G的綜合表現(xiàn)。當(dāng)系統(tǒng)的狀態(tài)確定后，系統(tǒng)的性質(zhì)就有確定的數(shù)值。系統(tǒng)的性質(zhì)之間是有一定聯(lián)系的，所以一般只要確定少數(shù)幾個(gè)性質(zhì)，狀態(tài)也就確定了。狀態(tài)函數(shù)：用來(lái)描述系統(tǒng)狀態(tài)的各個(gè)物理量，如壓力p、體積V、溫度T、質(zhì)量m、組成、熱力學(xué)能U、焓H、熵S、吉布斯函數(shù)G等。

1.1基本概念3。狀態(tài)與狀態(tài)函數(shù)狀態(tài)函數(shù)：用來(lái)描述系統(tǒng)狀態(tài)的65狀態(tài)發(fā)生變化，狀態(tài)函數(shù)的變化值只決定于系統(tǒng)的始態(tài)和終態(tài)，而與變化過(guò)程的具體途徑無(wú)關(guān)。狀態(tài)函數(shù)的特點(diǎn)狀態(tài)函數(shù)之間具有一定的聯(lián)系，它們的定量關(guān)系式稱為狀態(tài)方程式。

理想氣體的狀態(tài)方程式：pV=nRTp、V、n、R、T為常用的狀態(tài)函數(shù)狀態(tài)一定，狀態(tài)函數(shù)的值是一定的。狀態(tài)發(fā)生變化，狀態(tài)函數(shù)的變化值只決定于系統(tǒng)的始態(tài)和終態(tài)，而與66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(wú)關(guān)，只決定于系統(tǒng)本身的特性。如溫度T、壓強(qiáng)p、密度ρ等。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)671.1基本概念4。過(guò)程與途徑過(guò)程：系統(tǒng)狀態(tài)發(fā)生任何的變化稱為過(guò)程。途徑：實(shí)現(xiàn)過(guò)程的具體步驟。1.1基本概念4。過(guò)程與途徑68可逆過(guò)程：系統(tǒng)經(jīng)過(guò)某過(guò)程由狀態(tài)1變到狀態(tài)2之后，當(dāng)系統(tǒng)沿該過(guò)程的逆過(guò)程回到原來(lái)狀態(tài)時(shí)，若原來(lái)過(guò)程對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的一切影響同時(shí)被消除，即系統(tǒng)與環(huán)境都恢復(fù)成原來(lái)狀態(tài)，這種理想化的過(guò)程稱為熱力學(xué)可逆過(guò)程。

如：等溫可逆過(guò)程、絕熱可逆過(guò)程、可逆相變過(guò)程?？赡孢^(guò)程是在系統(tǒng)接近平衡的狀態(tài)下發(fā)生的無(wú)限緩慢的過(guò)程，因此它和平衡態(tài)密切相關(guān)。可逆過(guò)程：系統(tǒng)經(jīng)過(guò)某過(guò)程由狀態(tài)1變到狀態(tài)2之后，當(dāng)系統(tǒng)沿該過(guò)691.1基本概念5?；瘜W(xué)計(jì)量數(shù)和反應(yīng)進(jìn)度化學(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(guò)程中各物質(zhì)轉(zhuǎn)化的量?；瘜W(xué)計(jì)量數(shù)無(wú)量綱；對(duì)反應(yīng)物取負(fù)值，對(duì)產(chǎn)物取正值。化學(xué)計(jì)量數(shù)νB:-1-1化學(xué)計(jì)量數(shù)νB：-2-12化學(xué)計(jì)量數(shù)與化學(xué)反應(yīng)方程式的寫法有關(guān)。1.1基本概念5?；瘜W(xué)計(jì)量數(shù)和反應(yīng)進(jìn)度化學(xué)計(jì)70反應(yīng)進(jìn)度反應(yīng)進(jìn)度：描述化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的程度，用ξ/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。定義式為：ξ的SI單位為mol。對(duì)于有限的變化：一般尚未反應(yīng)時(shí)ξ=0mol，則：反應(yīng)進(jìn)度反應(yīng)進(jìn)度：描述化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的程度，用ξ/ksai/71反應(yīng)進(jìn)度反應(yīng)前物質(zhì)的量n1/mol10300某時(shí)刻物質(zhì)的量n2/mol8244各物質(zhì)轉(zhuǎn)化的比例數(shù)-2：-6：4=-1:-3:2反應(yīng)進(jìn)度ξ為N2：H2：NH3：反應(yīng)進(jìn)度反應(yīng)前物質(zhì)的量n1/mol1072反應(yīng)進(jìn)度反應(yīng)前物質(zhì)的量n1/mol10300某時(shí)刻物質(zhì)的量n2/mol8244各物質(zhì)轉(zhuǎn)化的比例數(shù)-2：-6：4=-2:-6:4反應(yīng)進(jìn)度ξ為N2：H2：NH3：反應(yīng)進(jìn)度反應(yīng)前物質(zhì)的量n1/mol1073對(duì)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ξ=1mol，表示1molN2與3molH2反應(yīng)生成2molNH3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)。對(duì)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)ξ=1mol，表示2molN2與6molH2反應(yīng)生成4molNH3對(duì)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。741.1基本概念6?；瘜W(xué)反應(yīng)熱q化學(xué)反應(yīng)熱：是指等溫過(guò)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qV：等溫等容化學(xué)反應(yīng)熱q定壓反應(yīng)熱qp：等溫等壓1.1基本概念6?；瘜W(xué)反應(yīng)熱q定容反應(yīng)熱751.1基本概念7。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。必須注明反應(yīng)熱、物質(zhì)狀態(tài)、溫度、壓力、組成等。習(xí)慣上，對(duì)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。q=?1.1基本概念7。熱化學(xué)方程式必須注明反應(yīng)熱、物質(zhì)狀態(tài)、溫度761.2反應(yīng)熱的測(cè)量(自學(xué))彈式熱量計(jì)測(cè)得的是反應(yīng)的定容反應(yīng)熱qv。大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)是在敞口容器中進(jìn)行，是對(duì)應(yīng)于定壓反應(yīng)熱qp。約定：“實(shí)測(cè)的反應(yīng)熱(精確)”----定容反應(yīng)熱qv

“反應(yīng)熱”----定壓反應(yīng)熱qp1.2反應(yīng)熱的測(cè)量(自學(xué))約定：“實(shí)測(cè)的反應(yīng)熱(精確)”771.3反應(yīng)熱的理論計(jì)算1.3.1熱力學(xué)第一定律

熱力學(xué)能(內(nèi)能)U：系統(tǒng)內(nèi)部能量的總和，內(nèi)部的能量來(lái)源于系統(tǒng)內(nèi)各種物質(zhì)的微觀粒子不停的運(yùn)動(dòng)和相互作用，如：分子振動(dòng)能、平動(dòng)能、轉(zhuǎn)動(dòng)能，分子間勢(shì)能，原子間鍵能，電子運(yùn)動(dòng)能，核能等。1。熱力學(xué)能是一種能量的狀態(tài)函數(shù)。系統(tǒng)處于一定的狀態(tài)，其熱力學(xué)能就是一定的數(shù)值，其變化量只決定于系統(tǒng)的始態(tài)和終態(tài)，而與變化的途徑無(wú)關(guān)。對(duì)于理想氣體，U只是溫度的函數(shù)。2。由于物質(zhì)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和內(nèi)部微觀粒子相互作用的多樣性，系統(tǒng)的熱力學(xué)能的絕對(duì)值還難以確定。但在處理反應(yīng)過(guò)程的能量關(guān)系時(shí)涉及的僅是熱力學(xué)能的變化量ΔU。1.3反應(yīng)熱的理論計(jì)算1.3.1熱力學(xué)第一定律熱781.3.1熱力學(xué)第一定律熱與功熱：系統(tǒng)與環(huán)境之間由于存在溫度差而交換的能量。符號(hào)為q，單位為J系統(tǒng)吸熱，q為正值系統(tǒng)放熱，q為負(fù)值環(huán)境對(duì)系統(tǒng)作功，ω為正值系統(tǒng)對(duì)環(huán)境作功，ω為負(fù)值體積功-ΔpV非體積功ω’功：系統(tǒng)與環(huán)境之間除熱以外的其他形式傳遞的能量。符號(hào)為ω，單位為J

功ω＝-ΔpV+ω’1.3.1熱力學(xué)第一定律熱與功系統(tǒng)吸熱，q為正值環(huán)境對(duì)系統(tǒng)791.3.1熱力學(xué)第一定律能量守恒定律在任何過(guò)程中能量是不會(huì)自生自滅的，只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，在轉(zhuǎn)化過(guò)程中能量的總值不變。將能量守恒定律應(yīng)用于熱力學(xué)中即稱為熱力學(xué)第一定律。1.3.1熱力學(xué)第一定律能量守恒定律801.3.1熱力學(xué)第一定律熱力學(xué)第一定律在化學(xué)熱力學(xué)中，研究的是宏觀靜止系統(tǒng)，不考慮系統(tǒng)整體運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和系統(tǒng)在外力場(chǎng)中的位能，只著眼于系統(tǒng)的熱力學(xué)能。若封閉系統(tǒng)由始態(tài)(熱力學(xué)能為U1)變到終態(tài)(熱力學(xué)能為U2)，同時(shí)系統(tǒng)從環(huán)境吸熱q、得到功ω，則系統(tǒng)熱力學(xué)能的變化為：

ΔU=U2-U1=q+ω?zé)醧與功ω都是過(guò)程中被傳遞的能量，都不是狀態(tài)函數(shù)；U是狀態(tài)函數(shù)，q+ω只由過(guò)程的始態(tài)和終態(tài)決定。封閉系統(tǒng)的熱力學(xué)第一定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式，表示封閉系統(tǒng)以熱和功的形式傳遞的能量，必定等于系統(tǒng)熱力學(xué)能的變化。

1.3.1熱力學(xué)第一定律熱力學(xué)第一定律熱q與功ω都是過(guò)811.3.2定容反應(yīng)熱qV與定壓反應(yīng)熱qp的關(guān)系1.定容反應(yīng)熱

在恒容、不做非體積功條件下：

ΔV＝0，ω’＝0

ω＝-ΔpV+ω’＝0根據(jù)熱力學(xué)第一定律：ΔU=q

+ω=qV+ω=qVqV=ΔU1.3.2定容反應(yīng)熱qV與定壓反應(yīng)熱qp的關(guān)系1.定容反應(yīng)821.3.2定容反應(yīng)熱qV與定壓反應(yīng)熱qp的關(guān)系2.定壓反應(yīng)熱

在恒壓、不做非體積功條件下：

ω’＝0

ω＝-ΔpV+ω’＝-ΔpV＝-pΔV根據(jù)熱力學(xué)第一定律：

ΔU=q

+ω=qp+ω=qp+（-pΔV）令H=U

+pV(稱H為焓），則：qp=H2–H1U2–U1=qp–p(V2–V1)qp=(U2+pV2)-(U1+pV1)qp=ΔH1.3.2定容反應(yīng)熱qV與定壓反應(yīng)熱qp的關(guān)系2.定壓反應(yīng)831.3.2定容反應(yīng)熱qV與定壓反應(yīng)熱qp的關(guān)系焓焓：H=U

+pV焓變：ΔH單位：J或kJH是狀態(tài)函數(shù)，ΔH只與系統(tǒng)的始、終態(tài)有關(guān)。理想氣體的H只是溫度的函數(shù)，即等溫變化中ΔH=0。H的絕對(duì)值無(wú)法確定，但實(shí)際應(yīng)用的是反應(yīng)或過(guò)程中系統(tǒng)的焓變?chǔ)，所以采用物質(zhì)的相對(duì)焓值。系統(tǒng)吸熱，ΔH為正值系統(tǒng)放熱，ΔH為負(fù)值

ΔH=qp

ΔH1.3.2定容反應(yīng)熱qV與定壓反應(yīng)熱qp的關(guān)系焓H是狀841.3.2定容反應(yīng)熱qV與定壓反應(yīng)熱qp的關(guān)系3.qV與qp的關(guān)系H=U+pVΔH=ΔU+Δ(pV)qV=ΔUqp=ΔHqp=qV+Δ(pV)反應(yīng)體系為固體或液體(凝聚態(tài))時(shí)

ΔV≈0Δ(pV)

≈0qp=qVΔH=ΔU反應(yīng)體系為理想氣體時(shí)1.3.2定容反應(yīng)熱qV與定壓反應(yīng)熱qp的關(guān)系3.qV與851.3.2定容反應(yīng)熱qV與定壓反應(yīng)熱qp的關(guān)系qp,m=qV,m+RTΔυB反應(yīng)前后氣態(tài)物質(zhì)化學(xué)計(jì)量數(shù)的變化

pV=nRT反應(yīng)體系為理想氣體時(shí)Δ(pV)=RTΔn=RT(ΔξυB)ξ=1molΔ(pV)=RTΔυBqp=qV+Δ(pV)1.3.2定容反應(yīng)熱qV與定壓反應(yīng)熱qp的關(guān)系qp,m=861.3.3蓋斯定律qV

=ΔUqp=ΔH（U、H是狀態(tài)函數(shù)）

在恒容或恒壓條件下，總反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)的始態(tài)和終態(tài)的溫度、反應(yīng)物和產(chǎn)物的量及聚集狀態(tài)等有關(guān)，而與變化的途徑無(wú)關(guān)。

蓋斯定律：在恒容或恒壓條件下，不管化學(xué)反應(yīng)是一步完成或分幾步完成，這個(gè)過(guò)程的熱效應(yīng)是相同的，即總反應(yīng)的熱效應(yīng)等于各步反應(yīng)的熱效應(yīng)之和。它使熱化學(xué)方程式可以像普通代數(shù)方程式那樣進(jìn)行加減運(yùn)算，利用已精確測(cè)定的反應(yīng)熱數(shù)據(jù)來(lái)求算難以測(cè)定的反應(yīng)熱。1.3.3蓋斯定律qV=ΔUqp=ΔH871.3.3蓋斯定律例:求反應(yīng)C(石墨)＋1/2O2(g)=CO(g)的反應(yīng)熱？+1/2O2q2=qp=ΔrHm

=-283.0kJ/molq3=qp=ΔrHm

=-393.5kJ/molCO2(g)q1C(石墨)＋O2(g)CO(g)

CO(g)＋1/2O2(g)=CO2(g)(2)rHm2

=-283.0kJ·mol-1C(石墨)＋O2(g)=CO2(g)(3)rHm

3

=-393.5kJ·mol-1(3)-(2)：C(石墨)＋1/2O2(g)=CO(g)rHm1根據(jù)蓋斯定律：q3=

q1+q2

q1=q3-q2

q1=rHm

1＝rHm3

-rHm2

＝-110.5kJ·mol-1

1.3.3蓋斯定律例:求反應(yīng)C(石墨)＋1/2O2(881.3.3蓋斯定律應(yīng)用條件：①

某化學(xué)反應(yīng)是在等壓（或等容）下一步完成的，在分步完成時(shí)，各分步也要在等壓（或等容）下進(jìn)行；②

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。1.3.3蓋斯定律應(yīng)用條件：②要消去某同一物質(zhì)時(shí)，不僅891.3.4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=100kPa溶液的濃度為c=1.0mol·L-1標(biāo)準(zhǔn)態(tài)對(duì)溫度T沒(méi)有規(guī)定1.3.4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)純901.3.4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)+