第二章 化学热力学基础2011-6-27.ppt
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第二章化学热力学基础(6学时)*§2-1基本概念opensystemisolatedsystem同一研究对象用不同的方法划分为不同的体系2.1.2系统的状态函数2.1.3状态函数的类型2.1.4过程与途径2.1.5热和功2.1.6热力学第一定律练习:一体系由A态变化到B态,沿途径I放热100J,对体系做功50J,问:1、由A态沿途径II到B态,体系做功80J,则过程Q值为多少?2、如果体系再由B态沿途径III回到A态,得到50J的功,体系是吸热还是放热,Q值是多少?2.2热化学设起始时各物质的量为n(0),反应进度ξ=0;反应开始后各物质的量为n(ξ),反应进度ξ=ξ时,对于上述反应,则有2.2.2化学反应热1.定容热(Qv)2.定压热3.Qv与Qp的关系(讨论定压情况)例2-2:用弹式量热计测得298K时,燃烧1mol正庚烷的恒容反应热为-4807.12kJmol-1,求其Qp值2.2.3热化学方程式△rHmӨ、△rHm与△H的表示的意义。回目录例2-3在298K,标准状态下,1molH2完全燃烧生成水,放热285.84kJ,此反应可分别表示为:对于过程(A):2.2.4盖斯(Ґess)定律:例2-4在298K、pθ下,已知2.2.5标准摩尔生成焓3.由摩尔生成焓计算反应热思考:298K时,CH3OH(l)的标准摩尔生成焓和下列化学反应热的关系?2.2.6标准摩尔燃烧焓3.利用燃烧焓计算反应热例2-5例2-6已知乙醇的标准摩尔燃烧焓为-1366.75kJ.mol-1,计算298K时乙醇的标准摩尔生成焓。查表:反应热ΔrHm的计算小结2.3熵(2学时)2.3.2混乱度和熵2.3.3热力学第二定律2.3.4标准熵2.3.5化学反应的熵变的计算例2-82.4自由能(2学时)2.4.2标准摩尔生成自由能2.4.3吉布斯-亥姆霍兹方程例2-9乙醇的气化反应解:(1)查有关附录数据并代入下式(2)100kPa和373K时例2-9求298K和1000K时下列反应的标准摩尔自由能,判断在此二温度下,反应的自发性,估算反应可自发进行的最低温度是多少?ΔrGmθ(298K)=ΔrHmθ(298K)-TΔSmθ(298K)=178.32-298×160.51×10-3=130.49(kJ.mol-1)>0非自发回目录习题.(1)C(石墨,s)+O2(g)=CO2(g)ΔrHm,1=-393.51kJ·mol-1(2)H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)ΔrHm,2=-285.85kJ·mol-1(3)CH3COOCH3(l)+7/2O2(g)=3CO2(g)+3H2O(l)ΔrHm,3=-1788.2kJ·mol-1计算乙酸乙酯CH3COOCH3(l)的标准摩尔生成焓。解:根据公式:ΔrHӨm=ΣΔƒHӨm(生成物)-ΣΔƒHӨm(反应物)ΔrHӨm,3=3ΔfHӨm(CO2,g)+3ΔfHӨm(H2O,l)-ΔfHӨm(CH3COOCH3,l)-1788.2=3×(-393.51)+3×(-285.85)-ΔfHӨm(CH3COOCH3,l)ΔfHӨm(CH3COOCH3,l)=-249.88kJ·mol-1判断对错:体系的焓等于恒压反应热。()体系的焓变等于恒压反应热。()最稳定单质的焓值等于零。()最稳定单质的生成焓值等于零。()最稳定纯态单质的标准生成焓等于零。()作业中出现的问题:1-6某一学生测得CS2(l)的沸点是319.1K,1.00mol·kg-1溶液的沸点是321.5K,当1.5gS溶解在12.5gCS2中时,这溶液的沸点是320.2K,试确定S的分子式。有些吸热反应也能自发进行,如在621K以上,固态NH4Cl可以发生分解反应:NH4Cl(s)=NH3(g)+HCl(g)ΔrHmθ=176.9lkJ.mol–1思考:是否所有熵增过程都能自发进行?本章小结:练习2.状态函数的变化值只与系统的和有关,而与变化所经历的无关。3.利用自由能的变化判断过程的方向和限度的条件是:4.当系统向环境放热时,系统的焓A升高B降低C不变D无法判断5.某系统经循环过程回到起始状态下列量一定不为零的是A.QB.△HC.△SD.△U6.100KPa下,温度低于291K时,灰锡比白锡稳定,温度高于291K时,白锡比灰锡稳定。则Sn(白锡)→Sn(灰锡)反应A.放热,熵增加B.吸热,熵增加C.放热,熵减少D.吸热,熵减少A.低温下自发过程、高温下非自发过程B.任何温度下均为非自发过程C.高温下自发过程,低温下非自发过程D.任何温度下均为自发过程9.下列反应中ΔrH11.1molO2(g)与2molH2(g)完全反应生成2molH2O(g),反应进度ξ为A.0.5molB.1mol