物理化学1电子教案.ppt

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1、物理化学1第一章第一章 热力学第一定律热力学第一定律1.概论概论一、化学热力学的研究对象一、化学热力学的研究对象 化学化学热力学用热力学的基本原理研究化学变热力学用热力学的基本原理研究化学变化、相变化的最普遍规律。化、相变化的最普遍规律。解决在指定条件下，某化学反应的方向和限解决在指定条件下，某化学反应的方向和限度，以及影响方向和限度的因素。通过认识客观度，以及影响方向和限度的因素。通过认识客观事物的规律，达到改造和控制客观事物的目的。事物的规律，达到改造和控制客观事物的目的。热功转换规律（理论）热功转换规律（理论）热力学热力学1、2定律定律平衡热平衡热力学函数关系，力学函数关系，3定律定律逸

2、度与活度（实际体系）。逸度与活度（实际体系）。二、热力学研究方法及其局限性二、热力学研究方法及其局限性 （化学）热力学方法就是（化学）热力学方法就是 状态函数法状态函数法只涉及始末态，与过程无关，讨论的是平衡状只涉及始末态，与过程无关，讨论的是平衡状态态大量质点构成的集合体，结论具有统计大量质点构成的集合体，结论具有统计意义。否定性结论可靠，肯定性结论不足。意义。否定性结论可靠，肯定性结论不足。化学热力学的研究对象就是：化学热力学的研究对象就是：一切客观实体及其变化规律一切客观实体及其变化规律 热力学第一定律的任务是解决化学反应中存热力学第一定律的任务是解决化学反应中存在的能量转换问题在的能量

3、转换问题化学反应的热效应。化学反应的热效应。2.基本概念基本概念一、系统与环境一、系统与环境 系统（系统（体系）：体系）：被研究的物质与空间被研究的物质与空间 环境：环境：与与系统系统发生关联的物质与空间发生关联的物质与空间系统系统分为三类：封闭分为三类：封闭系统系统，开放，开放系统系统，孤立，孤立系统系统分类的依据是：分类的依据是：系统系统与环境间的物质、能量的与环境间的物质、能量的交换情况交换情况 封闭封闭系统系统：有有能量传递，能量传递，无无物质传递物质传递敞开（开放）敞开（开放）系统系统：有有能量传递，能量传递，有有物质传递物质传递隔离（孤立）隔离（孤立）系统系统：无无能量传递，能量传

4、递，无无物质传递物质传递二、系统的宏观性质二、系统的宏观性质宏观宏观性质：描述性质：描述系统系统状态的状态的宏观宏观物理量物理量 V、T、p、广度（容量）性质：广度（容量）性质：与与系统系统物质量多少有关的物理量物质量多少有关的物理量强度性质：与强度性质：与系统系统物质量多少无关的物理量物质量多少无关的物理量 三、热力学平衡态三、热力学平衡态性质描述系统状态，状态是由性质决定。性质描述系统状态，状态是由性质决定。稳定平衡态稳定平衡态 平衡态平衡态 状态状态 亚稳平衡态亚稳平衡态 非平衡态非平衡态 平衡态平衡态性质不随时间变化，必须同时满足：性质不随时间变化，必须同时满足：热平衡热平衡(T=0，

5、系统与环境、系统内部无热交换，系统与环境、系统内部无热交换)力平衡力平衡(p=0，不作功，不作功)，质平衡质平衡(无相变和化学反应无相变和化学反应)四、状态函数四、状态函数 系统性质一定，系统的状态一定；反之，系统性质一定，系统的状态一定；反之，系统的状态一定，系统性质一定，呈现单值函系统的状态一定，系统性质一定，呈现单值函数关系。描述系统状态的参量（系统性质）称数关系。描述系统状态的参量（系统性质）称为状态函数，其特点是：为状态函数，其特点是：（1）状态一定，状态函数一定；）状态一定，状态函数一定；（2）状态函数变化量只与始末态有关，与体系）状态函数变化量只与始末态有关，与体系 由始态到末态

6、的变化途径无关。由始态到末态的变化途径无关。即，具有数学上的全微分性质：即，具有数学上的全微分性质：如：如：T=T2 T1P28：异途同归，值变相等；周而复始，数值还原异途同归，值变相等；周而复始，数值还原五、过程与途径五、过程与途径 在一定条件下，体系由始态变化至末态，称在一定条件下，体系由始态变化至末态，称体系经历了一个（变化）体系经历了一个（变化）过程过程，实现变化的具体，实现变化的具体步骤称为步骤称为途径途径。习惯上将热力学中的。习惯上将热力学中的途径称为途径称为XX过程过程。热力学过程分类：热力学过程分类：（1）按环境条件分类：）按环境条件分类：恒容过程：体系的体积恒定不变恒容过程：

7、体系的体积恒定不变恒压过程：恒压过程：p始始=p末末=p外外=const恒温过程：恒温过程：T始始=T末末=T外外=const绝热过程：体系与环境间无热交换绝热过程：体系与环境间无热交换自由膨胀过程：自由膨胀过程：p外外=0环状（循环过程）：始、末态为同一状态环状（循环过程）：始、末态为同一状态（2）按变化性质分类：）按变化性质分类：简单状态变化（低级变化）过程简单状态变化（低级变化）过程 相态变化（中级变化）过程相态变化（中级变化）过程 化学变化（高级变化）过程化学变化（高级变化）过程（3）按过程本质分类）按过程本质分类 可逆过程可逆过程 平衡（准平衡）过程平衡（准平衡）过程 不可逆过程不可

8、逆过程 非平衡过程非平衡过程 3.热力学第一定律热力学第一定律一、热一、热热热：系：系统统与与环环境境间间因存在温度差而交因存在温度差而交换换的能量多的能量多 少少为热为热交交换值换值，简简称称热热。热热是与系是与系统统始末始末态态 和和过过程性程性质质有关的参有关的参变变量。即不是状量。即不是状态态函数函数 （是（是过过程函数），所以，程函数），所以，热热不具有全微分性不具有全微分性 质质，其微小量只能用，其微小量只能用Q表示。表示。Q0，体系放体系放热热(能量减少能量减少)Q 0，体系吸，体系吸热热(能量增加能量增加)二、二、功功 除除热热以外，系以外，系统统与与环环境境间间以其他形式交以

9、其他形式交换换的能的能量称量称为为功。功也是功。功也是过过程函数，有体程函数，有体积积功、机械功、功、机械功、电电功、表面功等等。系功、表面功等等。系统统对对外外做做功，引起系功，引起系统统能量能量减少，减少，做做功功为负为负；反之，；反之，环环境境对对系系统做统做功功为为正。微正。微小小做做功以功以W表示。表示。体体积积功功(We)：做做功功时时，系，系统统的体的体积发积发生生变变化化 We=F外外dl=p外外dV，dV=V末末 V始始膨胀：膨胀：dV 0，We 0；压缩：压缩：dV 0非体积功非体积功(Wf)：除体积功之外的功：除体积功之外的功三、三、热热力学能力学能(U)著名的热功当量定

10、律表明，系统存在一个只著名的热功当量定律表明，系统存在一个只与始末态有关的物理量，它体现了系统与始末态有关的物理量，它体现了系统内部内部具有具有的能量的能量称为热力学能。称为热力学能。U：系统：系统内部内部质质点的点的动动能和能和势势能之和能之和，也称内能。，也称内能。温度反映系统温度反映系统内部内部质质点点的的动动能能统计平均值的大小，统计平均值的大小，系统系统内部内部质质点点间相互作用的间相互作用的势势能能大小与大小与质质点点间的间的距离有关，故：距离有关，故：U=f（T，V）。U是状是状态态函数函数，广度性质，绝对值无法确定。，广度性质，绝对值无法确定。四、热力学第一定律四、热力学第一定

11、律 若系统从始态（若系统从始态（U1）出发，从环境吸热）出发，从环境吸热Q，环境对系统做功环境对系统做功W，则根据能量守恒原理有，末，则根据能量守恒原理有，末态系统的热力学能态系统的热力学能 U2=U1+Q+W U=Q+W 或或 dU=Q+W其中：其中：W=We+Wf 热力学能的全微分：热力学能的全微分：讨论：讨论：体系热力学能的改变只能通过热或功的形式与体系热力学能的改变只能通过热或功的形式与 外界进行能量交换来实现；外界进行能量交换来实现；U是状是状态态函数，在确定始末函数，在确定始末态间态间，U是确定是确定 值值，虽虽然然Q和和W是是过过程函数，但它程函数，但它们们的代数和的代数和 是确

12、定是确定值值；We=p外外dV，所以所以 dU=Q p外外dV+Wf 只只做做体体积积功功时时，dU=Q p外外dV 自由膨自由膨胀胀p外外=0，则则We=0，故故U=Q五、可逆过程五、可逆过程V1V2p体体=p1p2p2p体体=p2VV1V2p2VV1V2p1 恒温恒温过过程程 W胀胀=p2(V2V1)W缩缩=p1(V1V2)|W胀胀|W缩缩|，这说这说明，明，虽虽然体系回到了始然体系回到了始态态，但，但留下了痕迹，即体系膨留下了痕迹，即体系膨胀时胀时放出的能量放出的能量为为|W胀胀|，而而压缩时环压缩时环境提供的能量境提供的能量为为|W缩缩|，大于，大于|W胀胀|，有，有净净能量交能量交换

13、换。若膨胀过程是分多步完成，则：若膨胀过程是分多步完成，则：W胀胀=W1+W2+Wnp外外(i)=p体体(i+1)，p外外(i)p体体(i)，Wi=p外外(i)(Vi+1 Vi)p体体()p外外()V1=Vp体体()p外外()V W1p体体()p外外()V W2p体体(n)p外外(n)Vn+1=V2 WnW胀胀=p外外(i)(Vi+1 Vi)=p外外(i)Vini=ni=p外()p外(n)V1V2VipV当当 p外外(i)=p体体(i)dpi时时，(Vi+1 Vi)=dVi，n W胀胀=p外外(i)dVi =p体体(i)dVi+dpi dVi p体体(i)dVi =p体体 dVii=1i=1i

14、=1i=1V2V1p外外()p外外(n)V1V2ViV若若p外外(i)=p体体(i)+dpi，则则 W缩缩=-p体体 dVi=-W胀胀V2V1|W缩缩|=|W胀胀|在在图图中，膨中，膨胀线胀线与与压缩线压缩线完全重合完全重合可逆过程有三大特点：可逆过程有三大特点：可逆过程一般是无限缓慢的过程，是一种理想可逆过程一般是无限缓慢的过程，是一种理想过程。过程。沿可逆过程走一个来回，系统和环境都完全回沿可逆过程走一个来回，系统和环境都完全回到原状态。正常相变点下进行的相变，为可逆过到原状态。正常相变点下进行的相变，为可逆过程，或可逆相变。程，或可逆相变。可逆过程系统对外做功最大，环境对系统做功可逆过程

15、系统对外做功最大，环境对系统做功最小，无论什么功都是如此，这是生产所追求的最小，无论什么功都是如此，这是生产所追求的理想境界，但不一定切合实际。理想境界，但不一定切合实际。4.焓和热容焓和热容一、恒容热一、恒容热QV热力学第一定律：热力学第一定律：dU=Q p外外dV+Wf在只做体积功的条件下：在只做体积功的条件下：dU=Q p外外dV 恒容恒容过过程程 dV=0，则则We=0，故故U=QV 二、恒压热二、恒压热Qp在只做体积功的条件下进行的恒压在只做体积功的条件下进行的恒压过过程程：dU=Qp p外外dV=Qp pdVQp=dU+pdV=dU+dpV =d(U+pV)=dH三、三、焓焓（H）

16、焓焓的定义式为：的定义式为：H U+pV，焓焓是是状状态态函数，函数，容量性容量性质质，且，且 dH=Qp，与与 dU=QV 相似相似；焓焓具有能量的量具有能量的量纲纲，但不是能量，注意，但不是能量，注意pV与与pdV是不同的是不同的；但是：；但是：dH=dU+pdV+Vdp恒恒压压、只只做体积功：做体积功：dH=Qp=dU(pdV)=热热力学能力学能变变化量化量 体体积积功功 具具有有能量能量交交换换量的物理意量的物理意义义。非恒非恒压压：Qp dH=Q+Wf+Vdp 只恒只恒压压：Qp dH=Qp+Wf若系统由状态若系统由状态1变化到状态变化到状态2，则系统的焓变为：，则系统的焓变为：H=

17、H2 H1=U+(pV)=U+(p2V2 p1V1)对理想气体：对理想气体：pV=nRT无化学反应或物质交换，无化学反应或物质交换，H=U+nRT对凝聚态系统：对凝聚态系统：(p2V2 p1V1)0 H U四、热容四、热容1.定定义义：在不：在不发发生相生相变变和化学和化学变变化的前提下，体化的前提下，体系与系与环环境交境交换换的的热热(Q)与由此引起的温度与由此引起的温度变变化化值值(T)之比称之比称为为体系的体系的热热容容值值。在一定。在一定变变温范温范围围内求得平均内求得平均热热容，当容，当T0时时，得真，得真热热容容：=defT0热热容容值与物质的量有关，确定物质的量，则有：值与物质的

18、量有关，确定物质的量，则有：比比热热容容，摩尔，摩尔热热容容Cm。（。（P36有定义）有定义）在在无非体无非体积积功功的条件下，的条件下，对对恒容恒容过过程程有：有：代入热容的定义式得代入热容的定义式得代入热容的定义式得代入热容的定义式得CV称为称为恒容恒容热热容容，CV,m称为摩尔称为摩尔恒容恒容热热容容；在在无非体积功无非体积功的条件下，对的条件下，对恒压过程恒压过程有：有：Cp称为称为恒恒压热压热容容，Cp,m称为摩尔称为摩尔恒恒压热压热容容。2.恒恒压热压热容容(Cp)与恒容与恒容热热容容(CV)3.热热容与温度的关系容与温度的关系 Cp,m=+bT+cT 2+（1）Cp,m=+bT+

19、cT-2+（2）4.热热容容的应用的应用只做体积功的条件下：只做体积功的条件下：5.理想气体的热力学能和焓理想气体的热力学能和焓一、一、Joule实验（实验（P39）即：理想气体的热力学能即：理想气体的热力学能只是温度的函数只是温度的函数 U=f(T)因因为为：Q=0，W=0，所以：，所以：U=0，即即 dU=0，又：，又：dT=0，而，而dV 0，根据根据 故：故：该式只适用于理想气体该式只适用于理想气体因因为为 pV=nRT 所以，所以，对对理想气体有：理想气体有：H=U+pV=U+nRT=f(T)即：理想气体的焓也即：理想气体的焓也只是温度的函数只是温度的函数二、二、理想气体理想气体的的

20、U和和H计算计算 根据根据对对理想气体理想气体得：得：而而因因为为 dH=dU+d(pV)，故，故Cp与与CV的关系的关系为为：Cp dT=CV dT+d(pV)对对无物质交换的无物质交换的理想气体系统：理想气体系统：d(pV)=nRdT 则则 Cp=CV+nR，对对1mol气体有：气体有：Cp,m=CV,m+R，即即 Cp,m CV,m=R可见，可见，理想气体的热容是与温度无关的常数理想气体的热容是与温度无关的常数 单单原子理想气体原子理想气体 CV,m=1.5R Cp,m=2.5R 双原子理想气体双原子理想气体 CV,m=2.5R Cp,m=3.5R U=nCV,mT，H=nCp,mT与过

21、程无关与过程无关1.自由膨自由膨胀胀：特点是特点是 p外外=0，则则We=0，速度快速度快 Q 0，则则U=0，可推出，可推出：T=0，则则H=0 2.恒恒温温过过程程：特点是特点是 T=0，则则 U=H=0 则则三、理想气体的绝热可逆过程三、理想气体的绝热可逆过程特点是特点是 Q=0，dU=We，对对理想气体理想气体仍有仍有：U=nCV,mT，H=nCp,mT但但绝热绝热可逆可逆过过程可以程可以导导出：出：绝热可逆过程方程绝热可逆过程方程从而由从而由V，p等已知条件确定等已知条件确定T。如已知。如已知T1、V1和和V2，因为，因为 dU=nCV,mdT，We=-pdV，则：，则：积分得：积分

22、得：如已知如已知T1、p1和和p2，因为，因为pV=nRT，则：，则：将将与与结合得：结合得：6.几种热效应几种热效应一、相变热一、相变热 相态一般有：固（相态一般有：固（s），液（），液（l），气（），气（g）；）；相态变化一般有：相态变化一般有：s=l，s=g，l=g，s1=s2 纯物质的相变是在确定温度、压强条件下进纯物质的相变是在确定温度、压强条件下进行的，该过程中，系统与环境要进行能量交换，行的，该过程中，系统与环境要进行能量交换，这种能量交换既有体积功这种能量交换既有体积功(体积变化体积变化)，也有热，也有热，称为称为相变热相变热，为恒压热，为恒压热Qp，在此条件下，在此条件下Qp

23、=H。对应有对应有fusH(熔化热熔化热)，subH(升化热升化热)，vapH(蒸发热蒸发热)，晶型转变热等。表中多为摩尔，晶型转变热等。表中多为摩尔相变热。相变热。例：将例：将过热过热水从水从105、p蒸蒸发发成成105、2p的水蒸气。求的水蒸气。求H和和U。解：解：设计设计一个始末一个始末态态与之与之对应对应的可逆的可逆过过程程根据热力学第一定律有：根据热力学第一定律有：trsU=Qp+We=trsH-ptrsV凝聚态间的相变，凝聚态间的相变，trsV 0，则，则trsU trsH；凝聚态与气态间的相变，凝聚态与气态间的相变，trsV=(V-Vg)Vg则：则：trsU trsH pVg=t

24、rsH nRTtrsH2O(l),105、po oH2O(g),105、2po oH2O(l),100、po oH2O(g),100、po oH2O(g),105、po过过程程：W1 0,过过程程：W2-pVg=-nRTU2=Q2+W2=nvapHmnRTH2=Q2=nvapHm W3=-pV=-p(V1V2)=nR(T2T1)过过程程：U3=Q3+W3,过过程程：U4=H4=0(理想气体的恒温过程理想气体的恒温过程)U=U1+U2+U3+U4 H=H1+H2+H3+H4H2O(l),105、po oH2O(g),105、2po oH2O(l),100、po oH2O(g),100、po oH

25、2O(g),105、po二、化学反应热（效应）二、化学反应热（效应）无有效功时，化学反应的等温反应过程热无有效功时，化学反应的等温反应过程热(Q)。化学反应过程是一个复杂过程，伴有状态函数化学反应过程是一个复杂过程，伴有状态函数变化变化U、H，也有过程函数也有过程函数W、Q等。等。无非体积功的恒容过程：无非体积功的恒容过程：QV=U，记为，记为rU，称为等容反应热（效应）；，称为等容反应热（效应）；无非体积功的恒压过程：无非体积功的恒压过程：Qp=H，记为，记为rH，称为等压反应热（效应）；，称为等压反应热（效应）；将过程函数与系统状态函数变化量联系在一起。将过程函数与系统状态函数变化量联系在

26、一起。作用物，作用物，T，p1，V1生成物，生成物，T，p1，V2 恒压恒压()rH=Qp生成物，生成物，T，p2，V1 恒容恒容()rU=QV 恒温恒温()H，UrH=rH+H rH=rU+p2V1p1V1 rH=U+p1V2p2V1 p1V2p2V1则：则：rH=rU+U+p1(V 2V1)rU+p1(V 2V1)产物是理想气体或凝聚态物质都有：产物是理想气体或凝聚态物质都有：U0rH是等压热效应，是等压热效应，rU是等容热效应是等容热效应即：等压热效应即：等压热效应=等容热效应等容热效应+p V（1）对凝聚态反应体系：）对凝聚态反应体系：V0则：等压热效应则：等压热效应 等容热效应，等容

27、热效应，rH rU 或或 rHm rUm（2）纯气相反应或有气体参与的多相反应）纯气相反应或有气体参与的多相反应气体视为理想气体时：气体视为理想气体时：p V=RT nB(g)即：即：rH=rU+RT nB(g)三、溶解热三、溶解热及稀释热及稀释热（1）溶解热：在指定条件（）溶解热：在指定条件（p,T）下，）下，1mol溶质溶质溶于一定量溶剂，形成指定浓度溶液时的热效应。溶于一定量溶剂，形成指定浓度溶液时的热效应。记为：记为：solHm。积分溶解热（变浓溶解热）：将积分溶解热（变浓溶解热）：将1mol溶质溶溶质溶于一定量的溶剂（或溶液）之中，形成指定浓度于一定量的溶剂（或溶液）之中，形成指定浓

28、度溶液时的热效应。溶液时的热效应。微分溶解热（定浓溶解热）：将微分溶解热（定浓溶解热）：将1mol溶质溶溶质溶于大量的溶液之中时的热效应。于大量的溶液之中时的热效应。（2）稀释热：在指定条件（）稀释热：在指定条件（p,T）下，将一定量）下，将一定量的溶剂加到含的溶剂加到含 1mol溶质的溶液之中，形成指定浓溶质的溶液之中，形成指定浓度溶液时的热效应。记为：度溶液时的热效应。记为：dilHm。（积分）（积分）c1(1mol溶质溶质,n1kg溶剂溶剂)+(n2 n1)kg溶剂溶剂c2(1mol溶质溶质,n2kg溶剂溶剂)+0 kg溶剂溶剂dilHm1mol纯溶质纯溶质+n2kg纯溶剂纯溶剂solH

29、m(c1)solHm(c2)dilHm=solHm(c2)-solHm(c1)7.化学反应的焓变化学反应的焓变一、反应进度一、反应进度 用转化率描述反应进行的程度，当反应体用转化率描述反应进行的程度，当反应体系中各反应物的系数不相同时，不同反应物的系中各反应物的系数不相同时，不同反应物的转化率转化率(B)是不相等的，如：是不相等的，如：aA+eE=fF+hH 用反应进度用反应进度()描述反应进行的程度则与系描述反应进行的程度则与系数无关：数无关：的单位与的单位与n的一样（是的一样（是mol），由于涉及反），由于涉及反应方程式中的计量数，所以，使用反应进度应方程式中的计量数，所以，使用反应进度时

30、必须同时指明所描述的，已配平的反应方时必须同时指明所描述的，已配平的反应方程式。程式。二、化学反应的焓变二、化学反应的焓变 无非体积功时，无非体积功时，化学反应的焓变就是恒压条化学反应的焓变就是恒压条件下的化学反应热件下的化学反应热：Qp=rH；反应进行的程度反应进行的程度不同，化学反应热值不同，因此，应该指明反应不同，化学反应热值不同，因此，应该指明反应进度，一般采用单位反应进度的反应热，记为：进度，一般采用单位反应进度的反应热，记为：rHm，称摩尔称摩尔反应反应热效应热效应；影响热效应的因素有：影响热效应的因素有：（1）反应的本性反应的本性 （3）反应物的存在形态反应物的存在形态（2）反应

31、的温度反应的温度 （4）反应方程式的写法反应方程式的写法 将化学计量方程与热效应一并给出的化学将化学计量方程与热效应一并给出的化学反反应应方程称为方程称为热化学方程热化学方程。要求：要求：（1）完整的化学计量方程式；）完整的化学计量方程式；（2）注明反应的温度和压强）注明反应的温度和压强(或体积或体积)，如：，如：（3）注明反应体系中各物质的存在形态，包括）注明反应体系中各物质的存在形态，包括 s，l，g，晶型等。注意上、下标！，晶型等。注意上、下标！C（石墨）（石墨）+O2（g）CO2（g）三、三、Hess（）定律）定律 C(石墨石墨)+0.5O2(g)=CO(g)rHm=?A(始态始态)B

32、(末态末态)恒压恒压,一步完成一步完成 QpC(中间态中间态)Qp,1Q”p,1D(中间态中间态)E(中间态中间态)二步完成二步完成Qp,2Q”p,2Q”p,2三步完成三步完成(中间态中间态)1(中间态中间态)i(中间态中间态)nn步完成步完成Qp,nQ(n+1)p,n按按Hess定律有定律有:Qp=Qp,1+Q”p,1 =Qp,2+Q”p,2+Q”p,2 =Qp,n+Q”p,n+Q(n+1)p,n即，热化学方程可以进行代数式一样的加减运算即，热化学方程可以进行代数式一样的加减运算,故，热效应也可以进行对应的运算。故，热效应也可以进行对应的运算。在无有效功的条件下，在无有效功的条件下，rH=Q

33、p，因此，热效应因此，热效应的代数和运算就是状态函数的代数和运算。的代数和运算就是状态函数的代数和运算。C(石墨石墨)+O2(g)=CO2(g)rHm(1)可测可测)CO(g)+0.5O2(g)=CO2(g)rHm(2)可测可测 C(石墨石墨)+0.5O2(g)=CO(g)rHm=rHm(1)rHm(2)(1)涉及的各反应必须有完整的热化学方程；涉及的各反应必须有完整的热化学方程；(2)各反应的条件完全相同；各反应的条件完全相同；(3)无非体积功存在。无非体积功存在。Hess定律的方法可推广到化学反应的其他状态定律的方法可推广到化学反应的其他状态函数的计算。函数的计算。特别提醒：特别提醒：(1

34、)单质：非单质间的反应不能构成单质：非单质间的反应不能构成“生成反应生成反应”。CO(g)+0.5O2(g)=CO2(g)四、标准摩尔生成焓（热）四、标准摩尔生成焓（热）定义：在指定条件（定义：在指定条件（p,T）下，由稳定单质）下，由稳定单质元素反应生成元素反应生成1mol化合物时的热效应。记为：化合物时的热效应。记为：，其中，其中B代表所生成的化合物，代表所生成的化合物，P代表化合物在该条件下的存在形态。代表化合物在该条件下的存在形态。4Al(s)+3O2(g)=2Al2O3(s)(3)1mol化合物：化合物的计量系数必须为化合物：化合物的计量系数必须为1。2Al(s)+1.5O2(g)=

35、Al2O3(s)利用标准生成热计算化学反应的热效应利用标准生成热计算化学反应的热效应(2)稳定：在给定的条件下，最稳定的单质形态。稳定：在给定的条件下，最稳定的单质形态。规定稳定单质的标准生成焓规定稳定单质的标准生成焓=0根据根据Hess定律可做如下推导：定律可做如下推导：+移项整理得：移项整理得：aA+dD+xX+yY+T，p各种有关的稳定单质各种有关的稳定单质五、标准摩尔燃烧焓（热）五、标准摩尔燃烧焓（热）定义：在指定条件（定义：在指定条件（p,T）下，）下，1mol可燃物可燃物质完全燃烧时的热效应。记为：质完全燃烧时的热效应。记为：特别提醒：特别提醒：(1)可燃物：要分清是燃烧物还是助燃

36、物。可燃物：要分清是燃烧物还是助燃物。(2)1mol可燃物：燃烧物的计量系数必须为可燃物：燃烧物的计量系数必须为1。CO(g)+0.5O2(g)=CO2(g)2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)(3)完全燃烧：通常指产物达到最高氧化态。如：完全燃烧：通常指产物达到最高氧化态。如：CCO2，HH2O。此外，。此外，NN2，ClCl2，。规定规定完全燃烧产物和不可燃物的标准燃烧焓完全燃烧产物和不可燃物的标准燃烧焓=0。利用标准燃烧热计算化学反应的热效应利用标准燃烧热计算化学反应的热效应aA+dD+xX+yY+T，p有关的完全燃烧产物有关的完全燃烧产物根据根据Hess定律可做如下推导：定律可做如

37、下推导：+移项整理得：移项整理得：燃烧是放热过程，燃烧是放热过程，0六、反应焓变与温度的关系六、反应焓变与温度的关系Kirchhoff）定律）定律 压强对反应热效应的影响可以忽略不计！压强对反应热效应的影响可以忽略不计！已知：已知：aA+dD 始态始态(T)途径途径xX+yY 末态末态(T)rHm(T)=？aA+dD 298.15K途径途径xX+yY 298.15KrHm(298.15K)取：取：令：令：则：则：若若Cp=0，则，则若若Cp 0，即，即将将Cp(T)代入上式积分即可代入上式积分即可若温度变化不大，可取若温度变化不大，可取Cp=const则：则：一般式：一般式：忽略压强影响：忽略压强影响：七、化学反应的热力学能变化七、化学反应的热力学能变化前面得到：等压热效应前面得到：等压热效应=等容热效应等容热效应+p V rH=rU+RT nB(g)单位反应进度的化学反应焓变与热力学能变化单位反应进度的化学反应焓变与热力学能变化的关系为：的关系为：在标准状态下：在标准状态下：此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢