【正文】 在 ，下列反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變 ： ? ? ? ? ? ?gCOgOC 22 ??石墨 11, ????? m o lkJH mr ?? ? ? ? ? ?gCOgOgCO 2221 ?? 12, ????? m o lkJH mr ?? ? ? ? ? ?gCOgOC ?? 221石墨 ?3, ?? ?mr H 解：（ 1） （ 2） = （ 3） ?rH?m3= ?rH?m1 ?rH?m２ = += （ 1） （ 2） （ 3） 例題： K時，葡萄糖（ C6H12O6）和丙酮酸（ C3H4O3）燃燒反應(yīng)的熱化學(xué)方程式分別為： 6 1 2 6 2 2 2( 1) C H O ( s) + 6O ( g) 6CO ( g) + 6H O ( l )???3 4 3 2 2 25( 2 ) C H O ( s ) + O ( g ) 3 C O ( g ) + 2 H O ( l )2 ???6 1 2 6 2 3 4 3 2C H O ( s) + O ( g) 2C H O ( s) + 2H O ( l )???計算葡萄糖轉(zhuǎn)化為丙酮酸的反應(yīng)在 K 時的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變。 ? ? ? ? ? ?lOHgOgH 222 22 ?? , ????? m o lkJH mr ?? ? ? ? ? ?gCOgOC 22 ??石墨 , ????? m o lkJH mr ? ?H —— 等壓反應(yīng)熱 (或焓變 )，負(fù)值表示放熱反應(yīng)，正值表示吸熱反應(yīng) r —— 表示反應(yīng) m —— 表示反應(yīng)進(jìn)度為 1mol的反應(yīng)熱 —— 反應(yīng)溫度，溫度為 ? —— 標(biāo)準(zhǔn)態(tài)，即此反應(yīng)熱是在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的數(shù)值。 a A + d D = g G + h H hngndnann HGDABB dddddd ?????????B?例題：合成氨反應(yīng)，其化學(xué)計量方程式可寫成如下 2種形式： 1） N2+3H2=2NH3， 2) 1/2N2+3/2H2=NH3 反應(yīng)起始時 N H NH3的物質(zhì)的量分別為 ， ， ；經(jīng)過一段時間 t， N2， H2， NH3的物質(zhì)的量分別為 ， ， 。 （二）恒容熱效應(yīng)與恒壓熱效應(yīng) 恒壓熱效應(yīng) Qp： 反應(yīng)在恒壓下進(jìn)行所產(chǎn)生的熱效應(yīng)為恒壓熱效應(yīng)?！? 由于 U= f (T,V)， VTUUd U d T d VTV??? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ?0?????????TVU同理 0???????????TpU= 0 = 0 ? 0 結(jié)論 ：理想氣體的熱力學(xué)能及焓僅是 T的函數(shù)，與體積或壓力的改變無關(guān)。 壓縮機壓縮過程可視為絕熱過程 ， CV， m= 解：絕熱過程中 ,VmCJTCdTCWUQmVTT mV)2579(0,21???????????練習(xí) 3： 200g空氣恒定 ， 由 250C升高到 1200C， 試求 Q、W、 ?U 及 ?H 。 如果水蒸發(fā)時吸收的熱量為 。求上述三種過程的 Q、W、 ΔU。 準(zhǔn)靜態(tài)膨脹 ，系統(tǒng)對環(huán)境作最大功； 準(zhǔn)靜態(tài) 壓縮，環(huán)境對系統(tǒng)作最小功。 自由膨脹（ free expansion） ? ??? 21 01 VV e dVpW外壓為零的膨脹過程。 一、熱力學(xué)第一定律 二、熱力學(xué)能（內(nèi)能） 熱力學(xué)能（內(nèi)能） U ： 系統(tǒng)內(nèi)部一切能量形式的總和，它包括系統(tǒng)內(nèi)各種分子或原子的平動能、振動能和轉(zhuǎn)動能，分子間吸引和排斥產(chǎn)生的勢能，分子內(nèi)部的電子運動能，核能等。 功 （ work） 系統(tǒng)與環(huán)境之間傳遞的除熱以外的其它能量都稱為功 ， 用符號 W表示 。 例如：某理想氣體的封閉系統(tǒng)，其狀態(tài)方程為： pV = n RT 五、過程和途徑 狀態(tài)發(fā)生的經(jīng)過簡稱 過程 ，完成狀態(tài)變化所經(jīng)歷的具體步驟或一系列過程稱為 途徑 。 實踐表明：對于含有 n 種物質(zhì)的均相封閉系統(tǒng)，只要指定 n+2 種狀態(tài)函數(shù)，系統(tǒng)的狀態(tài)和其它的性質(zhì)也就完全確定了。這種性質(zhì)具有加和性。 時，才有可能； 今天已實現(xiàn)了這個轉(zhuǎn)變（ 60000 P 176。以熱力學(xué)第一定律和第二定律為基礎(chǔ)，主要研究： 研究能量轉(zhuǎn)換過程中的數(shù)量守恒； 研究變化的方向和限度； 二、化學(xué)熱力學(xué) 熱力學(xué)基本原理在化學(xué)中的應(yīng)用，包括化學(xué)變化中的能量的轉(zhuǎn)化和化學(xué)變化的方向和限度的內(nèi)容 第一節(jié) 熱力學(xué)概論 典型事例，說明化學(xué)熱力學(xué)的應(yīng)用 b. 人造金剛石： C （石墨） → C （金剛石） 由熱力學(xué)知道 P 1500 0 P 176。 系統(tǒng)分類 敞開體系： 體系與環(huán)境即有物質(zhì)交換，又有能量交換 封閉體系： 體系與環(huán)境沒有物質(zhì)交換，只有能量交換 孤立體系： 體系與環(huán)境既無物質(zhì)交換，又無能量交換 系統(tǒng)分類示意圖 廣度性質(zhì)（ extensive properties） 性質(zhì)的數(shù)值與系統(tǒng)的物質(zhì)的數(shù)量成正比，如 V、 m、熵等。 狀態(tài)函數(shù)是彼此相互關(guān)聯(lián)的，只要用系統(tǒng)的幾個獨立的性質(zhì)就能完全描述系統(tǒng)的狀態(tài)。 例如，設(shè)某狀態(tài)函數(shù)為 x,則： AB xxx ??? 2AB xxx ??? 1即： xxx ????? 211x?A B 2x?xB xA 異途同歸 值變相等 A B 1x?2x?xB 021 ?????? xxx周而復(fù)始 值變?yōu)榱? 19 Z = Z （ x ， y ）dYYZdXXZdZXY )()( ?????? V （ T ， P ）dPPVdTTVdVTP)()(?????? P （ T ， V ） dVVPdTTPdP TV )()(??????2. 狀態(tài)方程 —— 系統(tǒng)狀態(tài)函數(shù)之間的定量關(guān)系式稱為狀態(tài)方程。 Q的取號： 體系吸熱， Q0； 體系放熱， Q0 。 ,能量有多種不同的形式 ,能量可以從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式 ,能量的總量在轉(zhuǎn)化過程中保持不變。 設(shè)在定溫下，一定量理想氣體在活塞筒中克服外壓 ,經(jīng)幾種不同途徑，體積從 V1膨脹到 V2所作的功。 VpVppVpW VV iVV iVV edd)d(d 1212123 ??? ?????（ 2） W’3 p V V1 V2 功與變化的途徑有關(guān)。 0)(0)( 1212e ＝＝＝ VVVVpW ????0???? WUQJ4 8 6 9 83 1 12 ????????VVn R TW ＝J2 5 0 010)(1 0 0 0 0 0)( 312e ?????????? －VVpW例題 1： 2mol理想氣體在 298K時，分別按下列三種方式從 dm3：（ 1）自由膨脹；（ 2）恒溫可逆膨脹；（ 3）恒溫對抗 100kPa外壓下膨脹。 解： JVVn R TW 12 ?????????練習(xí) 2: 1mol水在 373K,p=101kPa下蒸發(fā)，計算此過程的 Q、 W、 ΔU、 ΔH 。 dTQC pp??dHQ p ??練習(xí) 2：壓縮機氣缸內(nèi)吸入 1atm， 250C的空氣 ， 壓縮到 ， 溫度自動升高到 790C， 試求每壓縮 1mol空氣所做的功 。 ” ? 或 “壓力不高時的氣體（理想氣體），一定溫度下的氣體的內(nèi)能 U 是一定值，與體積無關(guān)。 p V 絕熱線 C 等溫線 B A W等溫 W絕熱 TS VpVp )()(?????第八節(jié) 熱化學(xué) 一、化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng) （一）熱效應(yīng) 封閉系統(tǒng)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在不做非體積功的情況下，當(dāng)產(chǎn)物的溫度與反應(yīng)物的溫度相同時，體系所吸收或放出的熱量，稱為該化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)， 亦稱為反應(yīng)熱。 反應(yīng)進(jìn)度 反應(yīng)進(jìn)度表示反應(yīng)進(jìn)行的程度，其定義為： BBB ntn???? )0()(式中 nB(0) 為反應(yīng)開始 B的物質(zhì)的量， nB(t)為反應(yīng)在 t 時刻的物質(zhì)的量， ?B 為反應(yīng)式中物質(zhì) B的化學(xué)計量數(shù)；反應(yīng)物的 ?B 取負(fù)值，產(chǎn)物的 ?B 取正值。 例如：（ 1） N2+3H2=2NH3，（ 2） 1/2N2+3/2H2=NH3 ??HHUU rmrrmr?????? 　　　H=U+pV， 等溫等壓下， ?H = ?U + p?V = ?U + ?nRT ?rHm = ?rUm+ ?nRT ?n為氣體產(chǎn)物與氣體反應(yīng)物的物質(zhì)的量之差，也就是 反應(yīng)前后方程式中氣態(tài)物質(zhì)計量數(shù)的變化量。 第九節(jié) 化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)的計算 一、 Hess定律 1840年，俄國化學(xué)家 Hess G H 任何一個化學(xué)反應(yīng)不管是一步完成還是分幾步完成，其熱效應(yīng)都是相同的。 由標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓計算反應(yīng)熱 ????????????