化学反应的能量和方向ppt课件.ppt

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1、第二章化学反应的一般原理§2.1基本概念§2.2热化学§2.3化学反应的方向与限度教学要求：了解概念：系统和环境；状态函数；热和功；掌握热力学第一定律；反应进度；摩尔焓变；热化学方程式；盖斯定律；标准摩尔生成焓；了解概念标准摩尔燃烧焓；反应方向与反应热和系统混乱度；掌握熵概念初步(熵、*熵变)；吉布斯自由能(自由能、*标准摩尔生成自由能、*吉布斯—亥姆霍兹方程)。基本概念化学反应：1．化学反应的方向2．化学反应的限度3．化学反应的能量变化4．化学反应的反应速率5．化学反应的反应机理热力学热力学是研究宏观过程的能量变

2、化、过程的方向与限度的规律的一门科学。主要解决化学反应中的三个问题：①化学反应的方向；②反应进行的限度；③化学反应中的能量转换。化学动力学：反应机理、反应的现实性即反应速率。化学热力学：应用热力学的基本原理研究化学反应及化学变化过程的能量变化问题。一、系统和环境§2－1基本概念敞开系统封闭系统隔离系统(孤立）系统1、状态:系统所有宏观性质的综合表现。2、状态函数:与系统相联系的、描述系统性质的物理量。特点:(1)状态一定，状态函数一定。(2)状态函数的变化值只与始态、终态有关，而变化途径无关。二、系统的状态函数三、

3、过程与途径298K，101.3kPa298K，506.5kPa375K，101.3kPa375K，506.5kPa恒温过程途径(II)恒压过程途径(I)恒温过程恒压过程实际过程实际过程与完成过程的不同途径系统从环境吸热:Q>0;系统向环境放热:Q<0；1.热(Q)四、热和功2.功(W)系统对环境做功：W<0；环境对系统做功，W>0体积功（无用功）：W=-PΔV非体积功(有用功）:除体积功以外的其它形式的功热力学能(U):系统内所有微观粒子的全部能量之和，也称内能。U是状态函数。在封闭系统中五、热力学第一定律六、过程

4、的热1.定容热恒容过程：恒容过程的热称：定容热当体系只作体积功时：V=0，W=02.定压热恒压过程：恒压过程的热称：定压热ΔH=ΔU+pΔVQp与Qv之间的关系：●Qp=H=U+pV=Qv+nRT●对液态和固态反应，Qp≈Qv,H≈U●对于有气体参加的反应，V≠0,Qp≠Qv§2－2热化学化学反应通常在敞开体系中进行，即在等压条件下进行。若反应在恒温下进行，反应过程只做体积功，此时的反应热为等压反应热。一、反应进度化学反应是一过程，反应过程中焓的变化值与反应进行程度有关。反应进度：用一物理量表示反应

5、进行的程度---ξ化学反应通式为：化学计量数（反应物为负值，生成物为正值）对反应：则有:则反应进度定义为:与计量数有关，与物质的量n有相同单位，单位是mol。二、反应的摩尔焓变反应焓变：反应在等压只作体积功时，系统吸收或放出的热。摩尔焓变：反应进度ξ1ξ2时，反应焓变ΔrH除以反应进度Δξ当ξ=1mol时的焓变，称摩尔焓变r：化学反应m:指ξ=1mol由SI单位规定，其单位为：J.mol-1或kJ.mol-1与化学反应的书写有关称为反应的标准摩尔焓变。如：三、热化学方程式标准状态：气体纯液、固体表示化学反应及其反

6、应热关系的化学反应方程式。聚集状态不同时，不同。化学计量数不同时，不同。书写热化学方程式注意：明确写出反应的计量方程式注明各物质的状态（g,l,s(晶型），aq,)标明温度不同计量反应方程式反应热（焓变）不同（倍数关系）2H2(g)+O2(g)=2H2O(g),rHm=-482.68kJ·mol-12H2(g)+O2(g)=2H2O(l),rHm=-571.66kJ·mol-1H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g),rHm=H2O(g)=H2(g)+1/2O2(g),rHm=●不同计量系数的同一

7、反应，其摩尔反应热不同H2（g）+1/2O2（g）===H2O（g）rHm=-241.84kJmol-12H2（g）+O2（g）===2H2O（g）rHm=-482.68kJmol-1●正逆反应的反应热效应数值相等，符号相反2H2（g）+O2（g）===2H2O（g）rHm=-482.68kJmol-12H2O（g）===2H2（g）+O2（g）rHm=+482.68kJmol-1四、Hess定律1840G.H.Hess(瑞士科学家）无论化学反应是一步完成或分几步完成，这个过程的热效应是相同

8、的，即总反应的热效应等于各步反应的热效应之和。化学反应的反应热（在恒压或恒容条件下）只与物质的始态和终态有关而与变化的途径无关。C(s)+O2(g)CO2(g)298K,101.3kPaCO(g)+1/2O2(g)C(s)+2O(g)CO2(l)……在一定压力或体积下，无论反应分几步完成，经何种途径，其总过程的热效应完全相同。----盖斯（Гесс）定律He