第二章 热化学（课件）- 《无机化学第6版》同步教学（高教版）

第二章 热化学 §2.1 热力学术语和基本概念 §2.2 热力学第一定律 §2.3 化学反应的反应热 §2.4 Hess定律 §2.5 反应热的求算 §2.1 热力学术语和基本概念 2.1.1 系统和环境 2.1.5 化学反应计量式和反应进度 2.1.4 相 2.1.3 过程和途径 2.1.2 状态和状态函数 2.1.1 系统和环境 系统：被研究对象。 环境：系统外与其密切相关的部分。 隔离系统：与环境无物质、能量交换。 敞开系统：与环境有物质交换也有能量交换。 封闭系统：与环境无物质交换有能量交换。 2.1.2 状态和状态函数 状态：系统的宏观性质的综合表现。 状态函数：描述系统性质的物理量。 (p，V，T) 特点：①状态一定，状态函数一定。 ② 当系统状态发生变化时，状态函数的变化值只与始态、终态有关,而与变化途径无关。 定温过程：始态、终态温度相等，并且过程中始终保持这个温度。T1 = T2 定压过程：始态、终态压力相等，并且过程中始终保持这个压力。p1 = p2 定容过程：始态、终态容积相等，并且过程中始终保持这个容积。V1 = V2 2.1.3 过程和途径 过程：当系统的某些性质发生改变时，这种改变称为过程。 途径：系统由始态到终态所经历的过程总和被称为途径。 系统的状态变化与途径 Ⅱ p2，T2，V2，U2 n(N2) 终态 始态 Ⅰ p1，T1，V1，U1 n(N2) 定压加热 膨胀 Q1，W1 Ⅲ p' > p1，V1， T2 n(N2) Q2 定容加热 W2 定温膨胀 2.1.4 相 均相系统 (或单相系统) 非均相系统 (或多相系统) 系统中物理性质和化学性质完全相同的且与其他部分有明确界面分隔开来的任何均匀部分，叫做相。 2.1.5 化学反应计量式和反应进度 vB — 物质 B 的化学计量数 化学反应计量式： νA = −a， νB = −b， νY = y， νZ = z 。 反应进度： 单位是 mol aA + bB yY + zZ 0 = −aA − bB + yY + zZ 0 =∑ vB B B ξ = ∆nB vB = nB(t) − nB(0) vB t0 时 nB/mol 3.0 10.0 0 0 t1 时 nB/mol 2.0 7.0 2.0 ξ1 t2 时 nB/mol 1.5 5.5 3.0 ξ2 N2 (g) + 3H2 (g) 2NH3 (g) ξ ξ2 = 1.5 mol ξ1 = ∆n1(N2) v(N2) = (2.0 − 3.0)mol − 1 = 1.0mol ξ1 = ∆n1(H2) v(H2) = (7.0 − 10.0)mol − 3 = 1.0mol ξ1 = ∆n1(NH3) v(NH3) = (2.0 − 0)mol 2 = 1.0mol 反应进度必须对应具体的反应方程式。 t = t1 时 2.0 7.0 2.0 (mol) t = 0 3.0 10.0 0 (mol) 1/2 N2 (g) + 3/2 H2 (g) NH3 (g) ξ1' = ∆n(N2) v(N2) = (2.0 − 3.0)mol − 1/2 = 2.0mol §2.2 热力学第一定律 2.2.1 热和功 2.2.3 热力学第一定律 2.2.2 热力学能 2.2.1 热和功 系统与环境之间由于存在温差而传递 的能量。热不是状态函数。 1. 热 ( Q ) 规定：系统吸热：Q >0；系统放热： Q <0。 系统与环境之间除热之外以其它形式传递的能量 。功不是状态函数。 2. 功 ( W ) 环境对系统做功，W > 0（得功） 系统对环境做功，W < 0（失功） 规定： 分类：体积功，非体积功 体积功的计算： W = − Fex × l = − pex · A · l = − pex (V2 − V1) = − pex · ∆V 2.2.2 热力学能 热力学能 (U)