无机化学一PPT课件

非体积功（W非）：除体积功以外的功（电 功等）
（一）等容过程
若体系在变化过程中，体积始终保持不变（ΔV = 0），则体系不做体积功，
即W = 0；这个过程放出的热量为QV 根据热力学第一定律，QV = Δ U
（二）等压过程（恒压过程） P=P外=恒定值 由热力学第一定律： ΔU = 体=Qp-P外·ΔV 所以 Qp= ΔU+ P外（V2 –V1）
= （U2 + PV2）-（U1 + PV1） 令 H ＝ U ＋ pV
H：新的函数-------焓 则 Qp = H2 – H1 = ΔH（ΔH称为焓变）
恒压反应热 ΔH〉0， 反应吸热；ΔH〈0， 反应放热。
ΔrHm（T） r：化学反应；T：温度 ΔrHm（298K） ΔrHθm（T）表示化学反应的标准焓变
N2(g)+1/2O2(g)=N2O(g); ΔrHθm1 N2O4(g)=2NO2(g); ΔrHθm2 1/2 N2(g)+O2(g)=NO2(g); ΔrHθm3 求： N2O(g)+ O2(g)= N2O4(g); ΔrHθm4=?
标准摩尔生成焓 在热力学标准态下，在某一确定温度下，由
最稳定单质生成1mol纯物质时的焓变。 用ΔfHθm表示，单位：为kJ ·mol-1 或J ·mol-1
• 热：体系与环境之间因温度不同而交换或 传递的能量称为热
规定：体系向环境放热为”-“ 体系向环境吸热为”+“
符号：Q 单位J或KJ
• 功：除热以外的体系和环境之间进行的其 他能量传递 符号：W 单位J或KJ
物质的标准态：
P=100KPa 热力学标准态为： 气、热、固 100KPa 溶液—100KPa压力，溶质浓度为
化学热力学
第一节 基本概念 • 体系（系统）：被研究的对象，它是由大
量的微观粒子组成。 • 环境 ：与体系密切相关的周围部分 • 状态：热化学体系的状态是体系物理性质
和化学性质的总和。由宏观物理量温度、 压力、体积、浓度、密度等确定。 • 体系的所有性质一定时，体系的状态就一 定；其中一个变化，体系状态发生变化。
二、热化学方程式
表示化学反应与其热效应关系的化学方程式叫做热 化学方程式。
书写热化学方程式：
（1）注明反应的温度和压强条件 （如果不注明就 是指298K，100KPa）
（2）注明反应物与生成物的聚集状态， g-气态； l-液态 ；s-固态
（3）ΔrHθm 值与反应方程式的写法有关，不同计 量系数的同一反应，其摩尔反应热不同；正逆反 应的反应热效应数值相等，符号相反
二、热力学第一定律 （能量守恒定律 ）
ΔU = Q + W 例
Q=60KJ W=-20KJ 2A(g)=B（g）+C（g） 300k，标态下，按以下途径 a.对外做功40KJ，放热Q(a) b.不做功，放热42KJ
问Q(a)、 ΔU（a）、 ΔU（b）
三、焓
体积功（W体）：体系反抗外压体积变 化时所做的功
二、
1、物质的标准摩尔生成吉布斯自由能
在热力学标准态下，由处于稳定状态的单质 生成1mol纯物质时，反应的自由能变化为 该物质的标准生成自由能。
ΔfGθm （T）单位：kJ·mol-1 或J·mol-1 规定：在标准态下，稳定单质的生成自由能
反应的自发性（了解） 1、自发性
2、自发过程的特点： ①具确定的方向和限度，逆过程是非自发的 ②做功
练习题
2NH3(g)=N2(g)+3H2(g); ΔrHθm=92.22KJ.mol-1
H2(g)+1/2 O2(g)=H2O(g); ΔrHθm=241.82KJ.mol-1
4NH3(g)+5 O2(g)=4NO(g)+ )+6H2O(g); ΔrHθm=-905.48KJ.mol-1 求NO(g)的ΔfHθm 方法1：盖斯定律；方法2：稳定单质（定义）
②对同一种物质 Smθ(s)
Smθ(g) > Smθ(l) >
③ 摩尔质量相同，结构越复杂，熵值越大
熵变计算
• 规律：
① 凡反应过程中气体计量系数增加的反应， 反应ΔSmθ> 0；
② 凡反应过程中气体计量系数减少的反应， 反应的ΔSmθ < 0
③ 凡反应过程中气体计量系数不变的反应， 反应的ΔSmθ= 0
5.3熵
1.系统混乱度的量度 符号：S 单位： J ·K-1 ·mol-1 熵有绝对值
2.物质标准摩尔熵 1mol纯物质的熵值 Smθ
ΔrSmθ = [∑(Smθ生成物)]–[∑(Smθ反应物)]
ΔrSmθ与温度无关 所以ΔrSmθ （T）= ΔrSmθ （298k）
3.变化规律
① 对同一种物质，物质熵随温度的升高而增 大
④ 没有气体参加的反应，反应中物质总计量 系数增加的反应ΔSmθ > 0；反应中物质计 量系数减少的反应，反应的ΔSmθ< 0
第四节 吉布斯自由能 G：自由能函数，状态函数 ΔrGm 自由能变 ΔrGmθ 标准吉布斯自由能变 一、方向判断 ΔrGm < 0 ，反应正向自发 ΔrGm = 0，反应平衡 ΔrGm > 0，反应正想不自发
注：消去的项，要求物质的种类、状态（物 态、T、P）均相同。
计量系数有变动时，焓变有相应系数的变动。
1、S8 (s) + 8O2(g)=8SO2(g);ΔrHθm1=2374.4KJ.mol-1
1/8 S8 (s) + 3/2O2(g)=SO3(g); ΔrHθm2=395.7KJ.mol-1
SO2(g)+ O2(g)= SO3(g); ΔrHθm3=?
• 状态函数：指一系列确定体系状态的物理 量
特征如下：
• 定值性：体系处于一定状态时，它的每个 状态函数都有确定的数值
• 状态函数的变化只决定于体系的始态和终 态，与变化的途径无关
• 若为循环过程，状态函数的改变量为0
• 过程：体系热力学状态变化的经过
• 途径：完成一个过程所经历的具体路线 （步骤）
稳定单质：单质一般选择298.15k时较稳定的 形态。
标准摩尔生成焓应用
ΔrHθm =∑(ΔfHθm生成物)-∑(ΔfHθm反应物) 例：
298K，标况
2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s)
ΔrHθm= ΔfHθm(Al2O3,s)+2ΔfHθm(Fe,s)2ΔfHθm(Al,s)- ΔfHθm(Fe2O3,s)