麻省理工大学化学课件-第三章第一讲：热力学-键和反应焓

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焓与反应热演示文稿

焓与反应热演示文稿
第1页，共59页。
1.焓（H 用于描述物质具有的能量
2.焓变（ΔH
始、终状态焓的变化，表示为
-H（反应物）
ΔH=H（反应产物）
3.
对于一定温度和压强下的化学反应，当物质所具
有的能量只以热能的形式释放或吸收时，有如下
关系： ΔH=Qp
第2页，共59页。
三、热化学方程式的含义
1.表明了化学反应中的物质变化和
。白磷转化为红
磷是放热反应，稳定性比红磷低（能量越低越稳定）。
第18页，共59页。
答案 P4（s,白磷） 4P（s,红磷） ΔH=-29.2 kJ/mol 红磷低
考点四燃烧热、中和热、反应热的关系
【例4】（1）在101 kPa时，H2在1.00 mol O2中
完全燃烧生成2.00 mol液态H2O，放出571.6 kJ
>ΔH8，故选C。
答案 C
1.描述概念时，无论是用汉字“反应热”、“ 焓变”表示或者用符号ΔH表示，其后面所跟数值须带“+”、“-”
2.单位为kJ/mol。符号、数值和单位三者缺一不
第11页，共59页。
3.所带的“+”、“-”符号均具有数学意义，参与大小比较 4.当描述反应热中的某些具体类别，比如中和热、燃烧热等时，由于反应放热是确定的，所以不带“-”符号。
烧；二是生成稳定化合物，如C(s) H2(g) H2O(l),S(s) SO2(g)
CO2（g）,
第24页，共59页。
3.中和热是以生成1 mol H2O为基准，因为表示中和热的热化学方程式中，水的化学计量数为1，其酸、碱或盐的化学计量数可以为分数。注意：必须以生成1 mol水为标准；中和反应对象为稀溶液；强酸与强碱中和时生成1 mol H2O均放热57.3 kJ，弱酸或弱碱电离要吸收热量，所以它们

第三章化学热力学初步和化学平衡 ppt课件

可逆过程体系对环境做功最大
思考题：第一类永动机(perpetual motion machine)是不可能造成的
§3 热化学（Thermochemistry）
一、化学反应的热效应(Heat of chemical reaction)
指反应体系的反应物和生成物温度相同，且反应过程中体系只反抗外压做膨胀功时（即不做其他功），化学反应体系吸收或放出的能量，此能量通常也称为反应热。
不同途径等温膨胀体系对环境做的功随着步骤的增加,W越来越小,直到沿着等温线往下,W最小
不同途径等温压缩环境对体系做的功
随着步骤的增加,W越来越小,直到沿着等温线往上,W最小
可逆过程（reversible process）：一个体系能通过原途往返而环境无功损失的过程
可逆过程的基本特点: (1)逆转不流痕迹可逆过程 (2) 理想过程 (3) W可逆<W不可逆
V2 2
2m3
∴ V2 = 4m3
∴ w p 外 ( V 2 V 1 ) 5 1 0 5 ( 4 2 ) 1 0 6 J
§2. 热力学第一定律（First Law of Thermodynamics）
一、热力学第一定律：
体系热力学能的变化（△U）等于体系从环境所吸收的热量（Q）和环境对体系所做的功（W）之和，
数学表达式为：ΔU=Q+W
热力学定律的实质是能量守恒与转化定律 **能量的符号（The symbols of energy）
体系获取能量为正，体系失去能量为负
二、功和热与途径的关系
5x105
4x105
●
3x105
理想气体恒温膨胀
途径 A: WA=-pV = -1200 J
Pressrue (Pa)

第三章化学反应热力学[兼容模式]（PDF）

第三章化学反应热力学第一节化学反应的焓变第二节化学反应的熵变第三节反应焓变和反应熵变与温度的关系第四节化学平衡和标准平衡常数第五节影响化学平衡的因素第一节化学反应的焓变一. 反应进度()()defB B B B B0n t n n v v ξ-∆=2233H N 2NH +=32202NH 3H N =--B 0Bν=∑2233H N 2NH 0+-=22331H N NH 22+=B B d d n νξ=⋅ξ化学计量数对生成物等于方程式系数；对反应物，等于方程式系数的负值。

二. 标准摩尔反应焓变()()rr m H T H T ξ∆∆=∆()()()()A α B βL λ M μa b l m +=+Or mH ∆p Q H=∆()r p Q H T =∆等压热等于系统焓变再加上等温条件即为反应焓ξ0H摩尔反应焓：单位反应进度的反应焓()()()()()O O O OO r m L M A B H T lH T mH T aH T bH T ∆=+--()()()O O r m B B BH T H T f T ν∆==∑若参加化学反应的各物种均处于标准状态，其摩尔反应焓变就称为该反应的标准摩尔反应焓变。

1. 每种物质均处于同一温度的标准状态。

2. 标准摩尔反应不是实际发生的等压过程，所以标准摩尔反应焓变不具有等压反应热的意义，但是可以用来估计实际反应的热效应。

三. 标准摩尔生成焓对于化合物等于由稳定态单质生成的标准摩尔反应焓。

化学反应热力学规定在指定的温度T ，由处于标准状态的稳定态单质生成1mol 标准状态下指定相态的化合物的反应的焓变，称为该化合物在此温度T 时的标准摩尔生成焓。

1. 标准态的压强为100kPa ；2. 根据标准态的规定，指定温度并不是一个不变的温度。

3. 稳定态单质又称最稳定单质，稳定并无简单标准，同素异形体的反应活性要高, 有利于生成一系列化合物；同时应无副反应发生；还有就是结构要清楚单一，便于纯化。

《1.1.1 反应热、焓变》PPT幻灯片

旧知识巩固
化学反应的本质zxxk:
从物质的角度：有新物质生成从微粒的角度：原子重新组合的过程从化学键的角度：旧键的断裂和新键的形成从能量的角度: 释放或贮存能量的过程
1
知识回顾
1.内能：任何一种物质都具有一定的能量，这种能量称为内能。
2.键能：破坏1mol化学键所吸收的能量 (或形成1mol化学键所放出的能量)。
6、在反应H2 + Cl2 ＝2HCl中，已知H－键能为436kJ，Cl－Cl键能为247kJ，H－Cl键能为
431kJ，判断该反应是（ BD）
A. 吸热反应
B. 放热反应
C. 吸收179kJ热量 D.放出179kJ热量
30
7、氢气在氧气中燃烧产生蓝色火焰，在反应中，破坏1molH－H键消耗的能量为Q1kJ，破坏1molO = O键消耗的能量为Q2kJ，形成1molH－O键释放的能量为Q3kJ。下列关系式中正确的是（ B ）
A. 2Q1 + Q2 >4Q3 B. 2Q1 + Q2 <4Q3
C. Q1 + Q2 < Q3 D. Q1 + Q2 = Q3
我们认识了反应热，那么怎样书写表示化学反应热的化学方程式？
31
量反应物
量
生成物
生成物
反应物
反应过程（I）
反应过程（II）
思考：I和II哪个是放热反应，哪个是吸热反应？用焓如何表示反应过程？
18
释放给环境
19
能量来自环境
20
3、放热反应和吸热反应
（1）放热反应：放出热量的化学反应。
①反应体系的能量降低，△H 为“-”或△H <0

第三章化学反应热力学PPT课件

2. 反应进度(extent of reaction)
注意：应用反应进度，必须与化学反应计量方程相对应。
同一反应，物质B的ΔnB一定，因化学反应方
程式的写法不同，νB不同，故反应进度ξ不同。
2. 反应进度(extent of reaction)
引入反应进度的优点：
在反应进行到任意时刻，可以用任一反应物或生成物来表示反应进行的程度，所得的值都是相同的，即：
Q pmQ Vm B(g)RT B
（2）凝聚相化学反应
rHmrUm Qpm QVm
四. 盖斯定律（Hess’s law）
1840年，根据大量的实验事实赫斯提出了一个定律：
反应的热效应只与起始和终了状态有关，与变化途径无关。不管反应是一步完成的，还是分几步完成的，其热效应相同，当然要保持反应条件（如温度、压力等）不变。
Qp QVnRT
或
rH rU nR T
式中 n是生成物与反应物气体物质的量之差值，
并假定气体为理想气体。
当反应进度为1 mol 时：
rH m rU m B (g)R T B
Q pmQ Vm B(g)RT B
三. 恒压反应热与恒容反应热的关系
（1）有气态物质参加的化学反应
rH m rU m B (g)R T B
三. 恒压反应热与恒容反应热的关系
反应热效应当体系发生反应之后，使产物的温度回到反应前始态时的温度，体系放出或吸收的热量，称为该反应的热效应。
等压热效应 Q p 反应在等压下进行所产生的热效应为Q p ，如果不作非膨胀功，则 Qp rH 。
等容热效应 Q V 反应在等容下进行所产生的热效应为 Q V ,如果不作非膨胀功， QV rU ,氧弹量热计中测定的是 Q V 。

课件：第三章化学反应热力学

dnB vB d
• ξ应的量纲为mol
• 当ξ=1mol时，各反应物质的ΔnB = vBmol，即称为发生了1mol的反应，或者说按给定的化学计量方程式完成了1mol的反应。
• 对于同一个化学反应，由于化学计量方程式可以有不同的写法，在进行相同量的反应时，反应进度是不相同的。
• 例如当合成氨反应写为：
• 所谓“完美晶体”即在晶体中，分子或原子只有一种排列方式.
• 例如，若NO在晶体中有“NONONONO……” 和“NOONNONOON……”两种排列方式，这就不是完美晶体。
• 2、物质的规定熵和标准熵
• 物质的规定熵:由热力学第三定律的规定为基础，求得的1mol纯物质在温度为T时的熵值称为物质在此条件下的规定熵（conventional entropy），用符号 Sm(B,T)表示。
§3—4 等容反应和绝热反应
• 1、等容反应
• 等容反应热:若反应在等温等容且非体积功为零（W′=0）条件下进行，那么反应热效应称为等容反应热 ;
• 等容反应热在数值上等于反应的内能变化;
• 当反应系统进行了1mol的反应时，系统的内能的变化称为反应的摩尔内能变化，用ΔrUm表示。
rU m
• 用符号 f HmO (B) 表示。式中下标“f ”表示生成。其单位是“J·mol-1”或“kJ·mol-1”。
• 例如，氯化氢的生成反应如下：
1 2
Cl 2
(g)
1 2
H2
(g)
HCl(g);
r
H
O m
(298.15K)
92.31kJ
mol
1
• 则HCl(g)的标准摩尔生成焓 f HmO(298.15K) 为

第3章化学热力学基础.ppt

2019-11-27
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12
假设在恒外力 F 作用下，活塞从 I 位移动到 II 位，移动距离为 l 。
按照传统的功的定义，环境对体系的功 W = F • l
2019-11-27
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13
W = F • l
=
F S
• l •S
F S
是外压 p；
l •S 是体积，
这个体积等于体系的体积改变量 V 的相反数－ V。
途径 I
途径 II 4 10 5 Pa
0.5 dm3
2019-11-27
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2 105 Pa 1 dm3
11
4 体积功
在热力学过程中，体系在反抗外界压强发生体积变化时，有功产生，这种功称为体积功（W），单位为 J。
由于液体和固体在变化过程中体积变化较小，
因此体积功的讨论常常是对气体而言。
P外＝ 8
P＝ 8 V＝ 2
P外＝ 1
P2 ＝ 1 V2 ＝ 16
W2 ＝－ p外 V ＝－ 1105 Pa （16 － 2） 10－3 m3 ＝－ 1400 J
W1 ＝－ 800 J
2019-11-27
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27
Wb ＝ W1 + W2 ＝（－ 800 J ）+ （－ 1400 J ）
所以
QA ≠ QB
因此，热量 Q 也和途径有关。
2019-11-27
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29
结论：热和功均不是体系的状态函数，不能谈体系在某种状态下具有多少功或具有多少热。
① 热和功是与过程相联系的物理量，只有在能量交换的过程中才会有具体的数值。

《热力学第三章》PPT课件_OK

活塞有摩擦完全导热且经历准静态等温过程141活塞移动距离laa1020802080突然不是准静态pdvlnln可求s状态参数1活塞移动距离laa1020802080lnln教材313题氧气瓶v004m20迅速放气p取氧气瓶为开口系试用开口系能量方程求tpvmrt开口系能量方程cvoutoutininnetqdumhmhwcvoutoutdumh2v21v1outoutmctmctmh是不是可逆不敢确定气体减少dm本身为正cvoutoutdumhdudmuuhm指瓶中气体状态outdmuhdmmcdtrtdmdmdt绝热钢瓶放气瓶内气体遵循ln1lntkvconstdmdtdmdvdvdtdtdtdvtvconstpvconst小瓶绝热保温箱初为真空由于小瓶漏气某时刻小瓶内温度为t
R s0
T1
pr (T2 ) pr (T1)
R
定义
pr
exp sT0 R
f (T )
相对压力
已知p1,T1,T2 ,查附表2，得pr(T1)和pr(T2)，求p2
vr用得较少，自学
2021/8/21
36
§3-5理想混合气体
37
研究对象
无化学反应的理想气体混合物例：锅炉烟气 CO2, CO, H2O, N2
T
v
cpdT R dp
T
p
2、按真实比热计算
3、按平均比热法计算
2021/8/21
26
1、按定比热计算理想气体热容
分子运动论
Um
i 2
RmT
运动自由度
Cv,m
dU m dT
i 2
Rm
Cp,m
dH m dT
d (Um RmT ) dT
i
2

大学化学热力学基础课件

0.5 10 5 Pa 4 dm3 途径 I
途径 II 4 10 5 Pa
0.5 dm3
2 10 5 Pa 1 dm3
p = p终－ p始 = 2 10 5 － 1 10 5 = 1 10 5 ( Pa )
V = V终－ V始 =1－2
= － 1 （dm3 ）
9
(4) 体积功
体积功：体系反抗外界压强发生体积变化时产生的功。非体积功：除体积功以外的其它功。
A
B
C
29
对于同一化学反应，若反应方程式的化学计量数不同，如
N2 + 3 H2 ——— 2 NH3
(1)
1 2
3 N2 + 2 H2 ———
NH3
(2)
同样 = 1 mol 时，( 1 ) 表示生成了 2 mol 的 NH3 ， ( 2 ) 表示生成了 1 mol 的 NH3 。
30
对于同一化学反应方程式，如 ( 1 )
（化学反应的方向） B如果发生化学反应，伴随该反应有多少能量变化？
（化学反应中能量是如何转化） C 如果化学反应能够进行，在一定条件下达到的平衡状态如何？转化率有多大？（反应进行的程度）
2
§3.1 热力学第一定律
3.1.1 基本概念
(1) 体系和环境 (2) 状态和状态函数 (3) 过程和途径 (4) 体积功和非体积功 (5) 热力学能
21
§3.2.1 化学反应的热效应
——当生成物与反应物温度相同时，化学反应过程吸收或放出的热量。简称热效应。
即发生化学反应时，如果体系不做非体积功，当反应终态温度恢复到始态温度时，体系所吸收或放出的热量。
(1)恒容热效应(QV) 恒温恒容且只做体积功时反应吸收或放出的热量。

第三章化学原理热力学优秀课件

• 化学热力学回答前3个问题，但不能回答后2 个问题，后2个问题由化学动力学等回答
• (四）热力学研究方法特点
• 1. 研究系统的宏观性质
•
即大量质点的平均行为，所得结论具有
统计意义；不涉及个别质点的微观结构及个
体行为不依据物质结构的知识
• 2. 不涉及时间概念
•
无机化学课的化学热力学初步，着重应
• 例2：密度ρ • 277K，1mol H2O（l）密度ρ= 1 g·cm-3 • 277K, 5mol H2O（l）密度ρ= 1 g·cm-3 • 可见， ρ与物质的量无关，是强度性质 • 小结：常见的状态函数 • 广度性质：V、n、U、H、S、G…… • （数学上是“一次齐函数”，《物理化学》） • 强度性质：p、T、ρ（密度）、电导率、粘
• 系统分类

• 按系统与环境的关系（有无物质交换和/或能量交换）进行分类
•
物质交换能量交换
• 敞开体系有
有
• (open system)
• 封闭体系无
有
• (closed system)
• 孤立体系无
无
• (isolated system)
• 例：
• 热水置于敞口瓶中——“敞开体系”
• 热水置于敞口瓶中加盖——“封闭体系”
• 2.状态函数（state functions）
• 即确定体系热力学状态的物理量。如：p，V，T，n， ρ（密度），U（热力学能或内能），H（焓），S （熵），G（自由能）等
• 3 状态函数的特征
• 一个体系的某个状态函数的值改变，该体系的状态就改变了
•
例：状态1 状态2
•
p = 101.325 kPa 320 kPa

大学化学热力学基础ppt课件

28
非平衡态热力学基本概念
非平衡态定义
系统内部存在不均匀性，导致物理量（如温度、压力、浓度等）在空间或时间上呈现不均匀分布的状态。
热力学流与力
描述非平衡态系统中，各种物理量的流动（如热流、粒子流、信息流等）及其驱动力（如温度梯度、浓度梯度等）。
局域平衡假设
在非平衡态系统中，可以将其划分为若干小区域，每个小区域内达到局部平衡状态，从而可以应用平衡态热力学的理论。
2024/1/25
15
热机循环与制冷循环
热机循环
将热能转换为机械能的循环过程，如内燃机、蒸汽机等。热机循环通常包括吸热、膨胀、放热和压缩四个基本过程。
制冷循环
将热量从低温物体传递到高温物体，实现制冷的循环过程。制冷循环通常包括蒸发、压缩、冷凝和膨胀四个基本过程。
2024/1/25
16
实际循环效率分析
大学化学热力学基础 ppt课件
2024/1/25
1
目录
2024/1/25
• 热力学基本概念与定律 • 热力学函数与性质 • 热力学过程与循环 • 相变热力学 • 化学反应热力学 • 非平衡态热力学简介
2
热力学基本概念与定律
01
2024/1/25
3
热力学系统及其分类
01
孤立系统
与外界无任何相互作用的系统。
在恒温恒压下，当多相系统中各相的性质和数量均不随时间变化时，称系统处于相平衡状态。此时，各相的温度、压力相等，且各相中组分的化学势也相等。
2024/1/25
相律
相律是描述相平衡系统中相数、组分数和自由度数之间关系的定律。对于均相系统，相
律可表示为：F=C-P+2；对于非均相系统，相律可表示为：F=C-P+1。其中，F为自

反应热和焓变ppt课件

（2）若E反> E生，放出能量放热反应
问题二：
化学反应的本质是什么？
旧键的断裂和新键的形成
旧键断裂需要吸收能量，
新键形成会放出能量。
化学反应中能量变化的原因
旧键断裂 — 吸收能量 = 679kJ/mol 新键形成 — 放出能量 = 862 kJ/mol
所以：从微观角度，一个化学反应是放热还是吸热取决于
下列叙述正确的是A（D ）
A. 2个H 原子的能量高于 H2 的能量 B. H 原子的能量低于 H2 的能量 C. H 原子比 H2分子稳定 D. H2分子比 H 原子稳定
2.已知键能: N≡N: 946KJ/mol,
H-H :436KJ/mol, H-N :391KJ/mol
N2（g) + 3H2(g) 2NH3(g),
取决于所有断键吸收的总能量与所有形成新键放出的总能量的相对大小
一、反应热焓变
1.反应热在化学反应过程中所释放或吸收的热量，
通常叫做反应热。
2.焓变生成物与反应物的焓值差。恒压条件下，化学反应的反应热等于焓变。
符号：ΔH，单位：kJ/mol或kJ•mol-1
ΔH =
能量
反应物
∑ E 生成物
思考4、在同温、同压下，比较下列反应放
出热量Q1、Q2的大小 H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)
△H1= -Q1 kJ/mol
1/2H2(g)+1/2Cl2(g)= HCl(g) △H2= -Q2 kJ/mol
状态相同，但数量后式仅是前式的一半，释放的热量也应是前式的一半，Q2＜Q1
典型试题
H2（g)+
1 2
O2(g)=H2O(l)；△H=－285.8

矿产

矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。

如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。

㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。

(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。

如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。

对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。

二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。

2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。

㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。

2、矿产品价格稳定性及变化趋势。

三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。

2、矿区矿产资源概况。

3、该设计与矿区总体开发的关系。

㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。

2、矿床开采技术条件及水文地质条件。

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