第1章化學(xué)反應(yīng)中的質(zhì)量關(guān)系和能量關(guān)系(編輯修改稿)
2025-02-03 17:12 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 時(shí)與環(huán)境交換或傳遞能量的兩種不同形式。 熱：體系與環(huán)境間因溫度不同 （即存在溫差） 而 交換或傳遞的能量。 用符號(hào) Q 表示；單位： kJ 功：除熱以外，其它各種形式被傳遞的能量。 用符號(hào) W 表示；單位： kJ 功有多種形式，如機(jī)械手作的機(jī)械功，電能作的電功， 化學(xué)反應(yīng)作體積功等等。 有關(guān)“熱和功”概念的注意點(diǎn)： (1) 符號(hào)規(guī)定 （ 以體系得失能量為標(biāo)準(zhǔn) ） 熱 (Q)： + 體系吸熱 (Q0) － 體系放熱 (Q0) 功 (W): ＋環(huán)境對(duì)體系做功 － 體系對(duì)環(huán)境做功 (W0、 壓縮 ) (W0、 膨脹 ) (2) 熱和功不是狀態(tài)函數(shù) 熱和功的數(shù)值與具體的途徑有關(guān) 。 不能在某一狀態(tài) 下說(shuō)具有多少熱或功 ， 在過(guò)程中才有意義 。 熱力學(xué)能： 體系內(nèi)部所含的總能量 (又稱為內(nèi)能 ) 用符號(hào) U 表示； 單位： kJ/mol 注意： (1)由于體系內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)及相互作用很復(fù)雜 ， 因而熱力學(xué)能的絕對(duì)值難以確定； (2)熱力學(xué)能是體系自身的屬性 ， 即 熱力學(xué)能是體系的狀態(tài)函數(shù) 4. 熱力學(xué)能 即：熱力學(xué)能的變化量 ΔU只與體系的始態(tài) 和終態(tài)有關(guān) , 與變化的具體途經(jīng)無(wú)關(guān) ? 孤立體系 中 能量 是不會(huì)自生自滅的，它可以變換 形式，但 總量不變（能量守恒定律） 。 ? 封閉體系 中，環(huán)境對(duì)體系 做功（ W），同時(shí) 體系 從環(huán)境 吸熱（ Q） ，使其熱力學(xué)能由 U1 的狀態(tài)變到 U2的狀態(tài)， 那么， U1與 U2有何關(guān)系呢？ 根據(jù)能量守恒定律， 則體系熱力學(xué)能的變化 ?U應(yīng)為 ?U= U2 U1 = Q+W 5. 能量守恒 即：封閉體 系中熱力學(xué)能的變化 ΔU 等于 體系吸收的熱和從環(huán)境所得功之和 。 5. 能量守恒 WQUUU ????? 12熱力學(xué)第一定律 反應(yīng)熱和反應(yīng)焓變 1. 恒壓反應(yīng)熱和反應(yīng)焓變 2. 熱化學(xué)方程式 3. 赫斯定 律 1. 恒壓反應(yīng)熱和反應(yīng)焓變 ? 反應(yīng)熱： 發(fā)生 化學(xué)反應(yīng)時(shí)，如果 體系只做體 積功（而不做非體積功），且反應(yīng) 終態(tài)的溫度恢復(fù)到反應(yīng)始態(tài)的溫度 時(shí)，體系所吸收或放出的熱量。 恒壓條件下產(chǎn)生的反應(yīng)熱：恒壓反應(yīng)熱 Qp 恒壓條件下產(chǎn)生的反應(yīng)熱： 恒容反應(yīng)熱 Qv 對(duì)于有氣體參加或生成的反應(yīng)，可能會(huì)引起體積變化（由 V1變到 V2），則 體系對(duì)環(huán)境做的功 W 為： W = Fl = PSl = P?V = P(V2 V1） 對(duì)于 封閉 體系，體系只作體積功的恒壓過(guò)程， 由熱力學(xué)第一定律（ ΔU = Q + W ）可得到： ΔU = Qp + W = Qp P(V2 V1） 根據(jù) ΔU=U2U1，進(jìn)行移項(xiàng)后得： Qp = (U2+ PV2 ) – ( U1+ PV1 ) ? 恒壓反應(yīng)熱 Qp ? 在 Qp = (U2+ PV2 ) – ( U1+ PV1 ) 中， U、 P、 V 都是體系的狀態(tài)函數(shù)，它們的組合 ( U + PV ) 也是狀態(tài)函數(shù)； ? 在熱力學(xué)上將 (U+PV) 定義為新的狀態(tài)函數(shù) , 叫做 焓， 用 H 來(lái)表示， 即： H = U + PV Qp = (U2+PV2) – (U1+PV1) = H2 – H1 = ?H (焓變 ) （焓變 ?H 只與體系的終態(tài)和始態(tài)有關(guān) , 而與過(guò)程無(wú)關(guān) ) 顯然， 封閉體系，恒壓、不做非體積功時(shí)， 恒壓反應(yīng)熱 = 體系的焓變 ?H 0 吸熱反應(yīng) ?H 0 放熱反應(yīng) 如 : 2HgO(s) → 2Hg(l)+O 2(g) ?H = +mol1 此反應(yīng)為吸熱反應(yīng) 2H2(g)+O2(g) → 2H 2O(l) ?H = mol1 此反應(yīng)為放熱反應(yīng) 2molHgO 2molHg 1molO2 2molH2O 2molH2 1molO2 H H 焓值 H增加 焓值 H減小 吸熱反應(yīng)： ?H 0 Q 0 (正號(hào) ) 放熱反應(yīng)： ?H 0 Q 0 (負(fù)號(hào) ) 總結(jié) 2. 熱化學(xué)方程式 表示化學(xué)反應(yīng)與其熱效應(yīng)關(guān)系的化學(xué)方程式 書(shū)寫(xiě)方法： H2(g) + 189。 O2(g) → H 2O(g) Qp=?rHm = kJmol1 ?rHm ：表示反應(yīng)進(jìn)度變化為 1 mol時(shí) , 該反應(yīng)的熱效應(yīng)。
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