1、下頁(yè)退出無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)返回1下頁(yè)退出上頁(yè)2.1 化學(xué)熱力學(xué)概述化學(xué)熱力學(xué)概述2.2 化學(xué)熱力學(xué)的基本概念化學(xué)熱力學(xué)的基本概念2.3 熱力學(xué)第一定律熱力學(xué)第一定律2.4 化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱 2.5 Hess定律定律 2.6 反應(yīng)熱的求算反應(yīng)熱的求算 本章要求及作業(yè)本章要求及作業(yè)2下頁(yè)退出上頁(yè)2.1 化學(xué)熱力學(xué)概述化學(xué)熱力學(xué)概述2.1.1 自然界中的能源及熱能的利用自然界中的能源及熱能的利用 自然界中可以供人們使用的能源自然界中可以供人們使用的能源:機(jī)械能、熱能、電機(jī)械能、熱能、電磁能、輻射能、化學(xué)能、磁能、輻射能、化學(xué)能、風(fēng)能、水能、風(fēng)能、水能、太陽(yáng)能、生物能太陽(yáng)能、生物能及原子

2、核能等。及原子核能等。 能量可以被貯存和轉(zhuǎn)化。能量可以被貯存和轉(zhuǎn)化。 熱力學(xué)熱力學(xué)是研究熱和其他形式的能量互相轉(zhuǎn)變所遵循是研究熱和其他形式的能量互相轉(zhuǎn)變所遵循的規(guī)律的一門(mén)科學(xué)。的規(guī)律的一門(mén)科學(xué)。 應(yīng)用熱力學(xué)原理，研究化學(xué)反應(yīng)過(guò)程及伴隨這些過(guò)應(yīng)用熱力學(xué)原理，研究化學(xué)反應(yīng)過(guò)程及伴隨這些過(guò)程的物理現(xiàn)象，就形成了程的物理現(xiàn)象，就形成了“化學(xué)熱力學(xué)化學(xué)熱力學(xué)”。3下頁(yè)退出上頁(yè)2.1.2 熱力學(xué)的特征熱力學(xué)的特征就其研究和處理問(wèn)題的方法而言，具有如就其研究和處理問(wèn)題的方法而言，具有如下的特征：下的特征： 只研究整個(gè)熱力學(xué)只研究整個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)系統(tǒng)的宏觀的宏觀性質(zhì)性質(zhì)，而不管個(gè)別，而不管個(gè)別粒子的微觀行為；粒

3、子的微觀行為； 只需知道過(guò)程的只需知道過(guò)程的始、終態(tài)始、終態(tài)和外界條件，而不需知和外界條件，而不需知道道過(guò)程過(guò)程發(fā)生的細(xì)節(jié)；發(fā)生的細(xì)節(jié)； 只研究始、終態(tài)之間各只研究始、終態(tài)之間各物理量的變化物理量的變化，而不管其，而不管其變化的快慢，即不涉及時(shí)間的概念。變化的快慢，即不涉及時(shí)間的概念。4下頁(yè)退出上頁(yè)2.1.3 化學(xué)熱力學(xué)的研究對(duì)象化學(xué)熱力學(xué)的研究對(duì)象 1. 反應(yīng)的反應(yīng)的方向方向: 指定條件下，正反應(yīng)可否指定條件下，正反應(yīng)可否自發(fā)進(jìn)行自發(fā)進(jìn)行； 2. 反應(yīng)的反應(yīng)的限度限度:如果正反應(yīng)可如果正反應(yīng)可自發(fā)進(jìn)行自發(fā)進(jìn)行，正反應(yīng)能否進(jìn)，正反應(yīng)能否進(jìn) 行到底行到底 (K 大小大小); 3. 反應(yīng)過(guò)程的反應(yīng)

4、過(guò)程的能量轉(zhuǎn)換能量轉(zhuǎn)換放熱？吸熱放熱？吸熱 4. 反應(yīng)反應(yīng)機(jī)理機(jī)理反應(yīng)是如何進(jìn)行的？反應(yīng)是如何進(jìn)行的？ 5. 反應(yīng)反應(yīng)速率速率反應(yīng)多快？反應(yīng)多快？“化學(xué)熱力學(xué)化學(xué)熱力學(xué)”回答回答前前3個(gè)問(wèn)題個(gè)問(wèn)題；“化學(xué)動(dòng)力學(xué)化學(xué)動(dòng)力學(xué)”回答回答后后2個(gè)問(wèn)題個(gè)問(wèn)題。 5下頁(yè)退出上頁(yè)2.1.4 化學(xué)熱力學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史化學(xué)熱力學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史 遠(yuǎn)古時(shí)代遠(yuǎn)古時(shí)代-鉆木取火；鉆木取火；12-13世紀(jì)世紀(jì)-我國(guó)的走馬我國(guó)的走馬燈、加速箭；燈、加速箭；18世紀(jì)世紀(jì)-蒸汽機(jī)；今天的核能利用。蒸汽機(jī)；今天的核能利用。 由于蒸汽機(jī)笨重、效率不高等缺點(diǎn)，因而促使由于蒸汽機(jī)笨重、效率不高等缺點(diǎn)，因而促使人們對(duì)于水和蒸汽以及其它物質(zhì)的熱力性質(zhì)

5、進(jìn)行研人們對(duì)于水和蒸汽以及其它物質(zhì)的熱力性質(zhì)進(jìn)行研究；與此同時(shí)，卡諾對(duì)如何提高熱效率，邁耶、焦究；與此同時(shí)，卡諾對(duì)如何提高熱效率，邁耶、焦?fàn)柕热藢?duì)熱與功的轉(zhuǎn)換規(guī)律進(jìn)行了大量實(shí)驗(yàn)，從而爾等人對(duì)熱與功的轉(zhuǎn)換規(guī)律進(jìn)行了大量實(shí)驗(yàn)，從而建立了熱力學(xué)兩個(gè)基本定律。建立了熱力學(xué)兩個(gè)基本定律。6下頁(yè)退出上頁(yè) 在熱力學(xué)有關(guān)理論的指導(dǎo)下，于在熱力學(xué)有關(guān)理論的指導(dǎo)下，于19世紀(jì)末期，發(fā)世紀(jì)末期，發(fā)明了內(nèi)燃機(jī)及蒸汽輪機(jī)。內(nèi)燃機(jī)具有效率高、重量明了內(nèi)燃機(jī)及蒸汽輪機(jī)。內(nèi)燃機(jī)具有效率高、重量輕的特點(diǎn)，蒸汽輪機(jī)則具有效率高、功率大的優(yōu)點(diǎn)。輕的特點(diǎn)，蒸汽輪機(jī)則具有效率高、功率大的優(yōu)點(diǎn)。 內(nèi)燃機(jī)及蒸汽輪機(jī)的出現(xiàn)，極大地促進(jìn)了熱力

6、學(xué)內(nèi)燃機(jī)及蒸汽輪機(jī)的出現(xiàn)，極大地促進(jìn)了熱力學(xué)的研究。的研究。7下頁(yè)退出上頁(yè)2.2 化學(xué)熱力學(xué)的基本概念化學(xué)熱力學(xué)的基本概念2.2.1 系統(tǒng)系統(tǒng)(system)和環(huán)境和環(huán)境(environment) 被研究的物質(zhì)稱(chēng)為被研究的物質(zhì)稱(chēng)為(體系體系) 。也就是說(shuō)為了研也就是說(shuō)為了研究的需要人為地與周?chē)奈镔|(zhì)和空間隔離開(kāi)來(lái)的被研究的需要人為地與周?chē)奈镔|(zhì)和空間隔離開(kāi)來(lái)的被研究的對(duì)象。究的對(duì)象。而而以外的與體系有密切關(guān)系的周?chē)糠址Q(chēng)為以外的與體系有密切關(guān)系的周?chē)糠址Q(chēng)為。 系統(tǒng)和環(huán)境間可以有明確的界面，也可能是虛擬系統(tǒng)和環(huán)境間可以有明確的界面，也可能是虛擬或模糊的界面?；蚰：慕缑妗?下頁(yè)退出上頁(yè) 如如C

7、uSO4溶液，可認(rèn)為溶液就是系統(tǒng)；而溶液之外的溶液，可認(rèn)為溶液就是系統(tǒng)；而溶液之外的一切東西一切東西(燒杯、溶液上方的空氣等燒杯、溶液上方的空氣等)都是環(huán)境。也可將溶都是環(huán)境。也可將溶液、燒杯、溶液上方的空氣看成系統(tǒng)。燒杯之外的部分是液、燒杯、溶液上方的空氣看成系統(tǒng)。燒杯之外的部分是環(huán)境。環(huán)境。系統(tǒng)、環(huán)境劃分根據(jù)需要而定。系統(tǒng)、環(huán)境劃分根據(jù)需要而定。 9下頁(yè)退出上頁(yè) 系統(tǒng)和環(huán)境之間可以有能量交換，也可有物質(zhì)交換。系統(tǒng)和環(huán)境之間可以有能量交換，也可有物質(zhì)交換。據(jù)此可將系統(tǒng)分為：據(jù)此可將系統(tǒng)分為： 開(kāi)放系統(tǒng)開(kāi)放系統(tǒng)（敞開(kāi)系統(tǒng)）（敞開(kāi)系統(tǒng)） 封閉系統(tǒng)封閉系統(tǒng)（密閉系統(tǒng)）（密閉系統(tǒng)） 孤立系統(tǒng)孤立系統(tǒng)

8、（隔離系統(tǒng)）（隔離系統(tǒng)）敞開(kāi)系統(tǒng)敞開(kāi)系統(tǒng)封閉系統(tǒng)封閉系統(tǒng)隔離系統(tǒng)隔離系統(tǒng)有物質(zhì)交換有物質(zhì)交換沒(méi)有物質(zhì)交換沒(méi)有物質(zhì)交換沒(méi)有物質(zhì)交換沒(méi)有物質(zhì)交換有能量交換有能量交換有能量交換有能量交換沒(méi)有能量交換沒(méi)有能量交換10下頁(yè)退出上頁(yè) 如：一個(gè)盛水的敞口的瓶如：一個(gè)盛水的敞口的瓶(敞開(kāi)系統(tǒng)敞開(kāi)系統(tǒng))：既有熱量的：既有熱量的交換，又有瓶中水汽的蒸發(fā)和瓶外空氣的溶解等；交換，又有瓶中水汽的蒸發(fā)和瓶外空氣的溶解等； 如在此瓶口蓋上瓶塞如在此瓶口蓋上瓶塞(封閉系統(tǒng)封閉系統(tǒng))：此時(shí)只有熱量交：此時(shí)只有熱量交換；換； 如將此廣口瓶換為帶蓋的杜瓦瓶如將此廣口瓶換為帶蓋的杜瓦瓶(孤立系統(tǒng)孤立系統(tǒng))：瓶?jī)?nèi)：瓶?jī)?nèi)外既沒(méi)有物質(zhì)的

9、交換也沒(méi)有能量的交換。外既沒(méi)有物質(zhì)的交換也沒(méi)有能量的交換。11下頁(yè)退出上頁(yè)12下頁(yè)退出上頁(yè) 選擇題：選擇題：下列情況中屬于封閉體系的是下列情況中屬于封閉體系的是a、氫氣在盛有氯氣的密閉絕熱容器中燃燒、氫氣在盛有氯氣的密閉絕熱容器中燃燒b、反應(yīng)、反應(yīng)N2O4(g） 2NO2(g)在密閉容器中進(jìn)行在密閉容器中進(jìn)行c、氫氧化鈉與鹽酸在敞口的燒杯中反應(yīng)、氫氧化鈉與鹽酸在敞口的燒杯中反應(yīng)d、用水壺?zé)_(kāi)水、用水壺?zé)_(kāi)水13（ b）下頁(yè)退出上頁(yè)2.2.2 狀態(tài)狀態(tài)(state)和狀態(tài)函數(shù)和狀態(tài)函數(shù)(state function) 一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)的一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)的狀態(tài)狀態(tài)是系統(tǒng)的所有物理性質(zhì)和是系統(tǒng)的所有物理

10、性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)的綜合表現(xiàn)。也就是說(shuō)化學(xué)性質(zhì)的綜合表現(xiàn)。也就是說(shuō)一個(gè)系統(tǒng)的物理性質(zhì)一個(gè)系統(tǒng)的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)都確定了，則稱(chēng)為一個(gè)狀態(tài)。和化學(xué)性質(zhì)都確定了，則稱(chēng)為一個(gè)狀態(tài)。 規(guī)定系統(tǒng)狀態(tài)的規(guī)定系統(tǒng)狀態(tài)的(用數(shù)學(xué)術(shù)語(yǔ)來(lái)講用數(shù)學(xué)術(shù)語(yǔ)來(lái)講)叫做叫做“狀態(tài)函數(shù)狀態(tài)函數(shù)”。如。如T、P、V、m、n、d、如：氣體的狀態(tài)可由壓力、體積、溫度及各組分如：氣體的狀態(tài)可由壓力、體積、溫度及各組分物質(zhì)的量等物理量來(lái)決定。如果其中的一個(gè)或多個(gè)物物質(zhì)的量等物理量來(lái)決定。如果其中的一個(gè)或多個(gè)物理量發(fā)生改變時(shí)，系統(tǒng)即由一種狀態(tài)變?yōu)榱硪环N狀態(tài)。理量發(fā)生改變時(shí)，系統(tǒng)即由一種狀態(tài)變?yōu)榱硪环N狀態(tài)。14下頁(yè)退出上頁(yè)系統(tǒng)的狀態(tài)函數(shù)具有如

11、下的特征系統(tǒng)的狀態(tài)函數(shù)具有如下的特征: 體系體系狀態(tài)一定狀態(tài)一定，狀態(tài)函數(shù)，狀態(tài)函數(shù)值一定值一定； 系統(tǒng)狀態(tài)改變，狀態(tài)函數(shù)值的變化只取決于系統(tǒng)的系統(tǒng)狀態(tài)改變，狀態(tài)函數(shù)值的變化只取決于系統(tǒng)的始、終態(tài)，與變化的途徑無(wú)關(guān)始、終態(tài)，與變化的途徑無(wú)關(guān) (殊途同歸變化等殊途同歸變化等)。 系統(tǒng)狀態(tài)復(fù)原，狀態(tài)函數(shù)值復(fù)原系統(tǒng)狀態(tài)復(fù)原，狀態(tài)函數(shù)值復(fù)原(周而復(fù)始變化零周而復(fù)始變化零)。 系統(tǒng)的狀態(tài)函數(shù)都是物理性質(zhì)，系統(tǒng)的狀態(tài)函數(shù)都是物理性質(zhì)， 故也叫故也叫系統(tǒng)的性系統(tǒng)的性質(zhì)。質(zhì)。始 態(tài)終態(tài)（）（）15下頁(yè)退出上頁(yè)如：一定量的理想氣體的狀態(tài)變化，它由始態(tài)如：一定量的理想氣體的狀態(tài)變化，它由始態(tài)p1=1.01105P

12、a，T1=298K 變?yōu)樽優(yōu)閜2=2.02105Pa，T2=398K。此過(guò)程可以有無(wú)數(shù)不同辦法實(shí)現(xiàn)，。此過(guò)程可以有無(wú)數(shù)不同辦法實(shí)現(xiàn)， 但但p = 1.01105Pa , T =100K。 注意：系統(tǒng)狀態(tài)一定，所有狀態(tài)函數(shù)都一定；系統(tǒng)注意：系統(tǒng)狀態(tài)一定，所有狀態(tài)函數(shù)都一定；系統(tǒng)狀態(tài)變化，狀態(tài)變化，并非并非所有狀態(tài)函數(shù)都一定改變，但必然有某所有狀態(tài)函數(shù)都一定改變，但必然有某些狀態(tài)函數(shù)發(fā)生改變。些狀態(tài)函數(shù)發(fā)生改變。 狀態(tài)函數(shù)之間并非相互獨(dú)立，而是相互聯(lián)系狀態(tài)函數(shù)之間并非相互獨(dú)立，而是相互聯(lián)系(如理如理想氣體想氣體pV=nRT)。16下頁(yè)退出上頁(yè) 根據(jù)系統(tǒng)的性質(zhì)間的關(guān)系，系統(tǒng)的性質(zhì)可分為兩根據(jù)系統(tǒng)的性

13、質(zhì)間的關(guān)系，系統(tǒng)的性質(zhì)可分為兩類(lèi)：類(lèi)： （1）廣度性質(zhì)）廣度性質(zhì)(亦稱(chēng)廣延性質(zhì)、容量性質(zhì)亦稱(chēng)廣延性質(zhì)、容量性質(zhì)( extensive property)。此類(lèi)性質(zhì)。此類(lèi)性質(zhì)具有加和性具有加和性，如體積、，如體積、質(zhì)量等。質(zhì)量等。 （2）強(qiáng)度性質(zhì)）強(qiáng)度性質(zhì)(intensive property) 。此類(lèi)性質(zhì)。此類(lèi)性質(zhì)的數(shù)值不隨系統(tǒng)中物質(zhì)的總量而變，它僅由系統(tǒng)中物的數(shù)值不隨系統(tǒng)中物質(zhì)的總量而變，它僅由系統(tǒng)中物質(zhì)本身的特性所決定，也就是質(zhì)本身的特性所決定，也就是沒(méi)有加和性沒(méi)有加和性。如溫度、。如溫度、壓力、密度就是強(qiáng)度性質(zhì)。壓力、密度就是強(qiáng)度性質(zhì)。17下頁(yè)退出上頁(yè)2.2.3 過(guò)程過(guò)程(process

14、)和途徑和途徑(path) 系統(tǒng)狀態(tài)的變化，叫系統(tǒng)狀態(tài)的變化，叫過(guò)程過(guò)程; 實(shí)現(xiàn)某一過(guò)程的具體方式或?qū)崿F(xiàn)某一過(guò)程的具體方式或步驟叫步驟叫途徑途徑。 過(guò)程和途徑其實(shí)所指相同。過(guò)程和途徑其實(shí)所指相同。著重結(jié)果就是過(guò)程，著重著重結(jié)果就是過(guò)程，著重過(guò)程細(xì)節(jié)就是途徑。過(guò)程細(xì)節(jié)就是途徑。 經(jīng)常遇到的熱力學(xué)過(guò)程有：始態(tài)、過(guò)程、終態(tài)溫度相經(jīng)常遇到的熱力學(xué)過(guò)程有：始態(tài)、過(guò)程、終態(tài)溫度相等的等的等溫過(guò)程等溫過(guò)程；始態(tài)、過(guò)程、終態(tài)壓力相等的；始態(tài)、過(guò)程、終態(tài)壓力相等的等壓過(guò)程等壓過(guò)程；始態(tài)、過(guò)程、終態(tài)體積相等的始態(tài)、過(guò)程、終態(tài)體積相等的等容過(guò)程等容過(guò)程；從始態(tài)到終態(tài)系；從始態(tài)到終態(tài)系統(tǒng)與環(huán)境間無(wú)熱交換的統(tǒng)與環(huán)境間無(wú)

15、熱交換的絕熱過(guò)程；絕熱過(guò)程；始態(tài)和終態(tài)變化相同的始態(tài)和終態(tài)變化相同的循環(huán)過(guò)程循環(huán)過(guò)程等等。等等。18下頁(yè)退出上頁(yè) 熱力學(xué)假想了一種理想過(guò)程熱力學(xué)假想了一種理想過(guò)程“可逆過(guò)程可逆過(guò)程”。 可逆過(guò)程至少具有如下特點(diǎn)可逆過(guò)程至少具有如下特點(diǎn)：（：（1）狀態(tài)變化時(shí)推動(dòng)狀態(tài)變化時(shí)推動(dòng)力與阻力相差無(wú)限小，系統(tǒng)與環(huán)境始終無(wú)限接近于平衡力與阻力相差無(wú)限小，系統(tǒng)與環(huán)境始終無(wú)限接近于平衡態(tài)；態(tài)；（2） 等溫可逆過(guò)程中，系統(tǒng)對(duì)環(huán)境作最大功，環(huán)境等溫可逆過(guò)程中，系統(tǒng)對(duì)環(huán)境作最大功，環(huán)境對(duì)系統(tǒng)作最小功。對(duì)系統(tǒng)作最小功。 實(shí)際發(fā)生的任何過(guò)程都是實(shí)際發(fā)生的任何過(guò)程都是不可逆過(guò)程不可逆過(guò)程。 熱力學(xué)過(guò)程還有熱力學(xué)過(guò)程還有自發(fā)

16、過(guò)程自發(fā)過(guò)程和和非自發(fā)過(guò)程非自發(fā)過(guò)程之分：在一定之分：在一定條件下無(wú)須外力條件下無(wú)須外力(有用功有用功)作用就能發(fā)生的是作用就能發(fā)生的是自發(fā)過(guò)程自發(fā)過(guò)程；反；反之一定條件下需要提供有用功才能發(fā)生的是之一定條件下需要提供有用功才能發(fā)生的是非自發(fā)過(guò)程非自發(fā)過(guò)程。19下頁(yè)退出上頁(yè)p1=1.01105PaT1=298Kp2=2.02105PaT2=398Kp2=2.02105PaT1=298Kp1=1.01105PaT2=398K等溫過(guò)程等溫過(guò)程等壓過(guò)程等壓過(guò)程等溫過(guò)程等溫過(guò)程等壓過(guò)程等壓過(guò)程始態(tài)始態(tài)終態(tài)終態(tài)途途徑徑二二 途途 徑徑 二二20下頁(yè)退出上頁(yè)2.2.4 相（相（phase） 系統(tǒng)內(nèi)部物理和

17、化學(xué)性質(zhì)完全均勻的部分稱(chēng)為系統(tǒng)的一系統(tǒng)內(nèi)部物理和化學(xué)性質(zhì)完全均勻的部分稱(chēng)為系統(tǒng)的一個(gè)個(gè)相（相（phase）。 相與相之間在指定條件下有明顯的界面，在界面上宏相與相之間在指定條件下有明顯的界面，在界面上宏觀性質(zhì)的改變是飛躍式的。觀性質(zhì)的改變是飛躍式的。 但被相界面分隔的部分不一定是不同的相。如水中漂但被相界面分隔的部分不一定是不同的相。如水中漂浮的幾個(gè)冰塊屬一相。浮的幾個(gè)冰塊屬一相。 只含一個(gè)相的系統(tǒng)叫均相（單相）系統(tǒng)。只含一個(gè)相的系統(tǒng)叫均相（單相）系統(tǒng)。 系統(tǒng)內(nèi)可能有系統(tǒng)內(nèi)可能有2個(gè)或多個(gè)相，相與相之間有界面分開(kāi)，個(gè)或多個(gè)相，相與相之間有界面分開(kāi)，這種系統(tǒng)叫非均相系統(tǒng)或多相系統(tǒng)。這種系統(tǒng)叫非均

18、相系統(tǒng)或多相系統(tǒng)。21下頁(yè)退出上頁(yè)（1）系統(tǒng)中的氣體不管有多少種，均屬一相；）系統(tǒng)中的氣體不管有多少種，均屬一相；（2）系統(tǒng)中的混合液體可為一相、兩相、三相或以上；）系統(tǒng)中的混合液體可為一相、兩相、三相或以上；（3）系統(tǒng)中的不同固體，若形成固溶體）系統(tǒng)中的不同固體，若形成固溶體(如合金如合金)則一種固溶則一種固溶體是一相；不同固體靠研磨，無(wú)論研磨得多么細(xì)，有多少體是一相；不同固體靠研磨，無(wú)論研磨得多么細(xì)，有多少種固體就有多少相。種固體就有多少相。（4）單相系統(tǒng)中不一定只有一種組分物質(zhì)（例如氣體混合物）單相系統(tǒng)中不一定只有一種組分物質(zhì)（例如氣體混合物即由多種物質(zhì)所組成）；同一種物質(zhì)也可因聚集狀態(tài)

19、的不即由多種物質(zhì)所組成）；同一種物質(zhì)也可因聚集狀態(tài)的不同而形成多相系統(tǒng)（例如水、水蒸氣和冰三相共存）；聚同而形成多相系統(tǒng)（例如水、水蒸氣和冰三相共存）；聚集狀態(tài)相同的物質(zhì)在一起也不一定就是單相系統(tǒng)（例如油集狀態(tài)相同的物質(zhì)在一起也不一定就是單相系統(tǒng)（例如油水分層的液態(tài)系統(tǒng)有兩相）。水分層的液態(tài)系統(tǒng)有兩相）。22下頁(yè)退出上頁(yè)鐵粉和硫磺粉鐵粉和硫磺粉汽汽水水冰冰油油水水汽汽23下頁(yè)退出上頁(yè)是非題：是非題： （1）聚集狀態(tài)相同的物質(zhì)混在一起，一定是單）聚集狀態(tài)相同的物質(zhì)混在一起，一定是單相體系。相體系。 （2）系統(tǒng)內(nèi)相界面越多，則相越多。）系統(tǒng)內(nèi)相界面越多，則相越多。思考題：思考題： 1） 高爐煉鐵反

20、應(yīng)中，高爐煉鐵反應(yīng)中， FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g) 問(wèn)該系統(tǒng)中共有幾相？問(wèn)該系統(tǒng)中共有幾相？24下頁(yè)退出上頁(yè)2.2.5 化學(xué)反應(yīng)計(jì)量式和反應(yīng)進(jìn)度化學(xué)反應(yīng)計(jì)量式和反應(yīng)進(jìn)度1、質(zhì)量守恒定律質(zhì)量守恒定律（在化學(xué)反應(yīng)中的應(yīng)用）（在化學(xué)反應(yīng)中的應(yīng)用）:參加化學(xué)參加化學(xué)反應(yīng)的各種物質(zhì)的總質(zhì)量一定等于反應(yīng)后各物質(zhì)的總反應(yīng)的各種物質(zhì)的總質(zhì)量一定等于反應(yīng)后各物質(zhì)的總質(zhì)量。質(zhì)量。2、化學(xué)反應(yīng)計(jì)量式或化學(xué)反應(yīng)方程式化學(xué)反應(yīng)計(jì)量式或化學(xué)反應(yīng)方程式:根據(jù)質(zhì)量守恒根據(jù)質(zhì)量守恒定律，用規(guī)定的化學(xué)符號(hào)和化學(xué)式來(lái)表示化學(xué)反應(yīng)的定律，用規(guī)定的化學(xué)符號(hào)和化學(xué)式來(lái)表示化學(xué)反應(yīng)的式子。式子。25下頁(yè)退出上頁(yè)3、正

21、確書(shū)寫(xiě)化學(xué)反應(yīng)方程式必須做到：、正確書(shū)寫(xiě)化學(xué)反應(yīng)方程式必須做到：（1）據(jù)據(jù)實(shí)驗(yàn)事實(shí)，正確寫(xiě)出反應(yīng)物與產(chǎn)物的化學(xué)式。）據(jù)據(jù)實(shí)驗(yàn)事實(shí)，正確寫(xiě)出反應(yīng)物與產(chǎn)物的化學(xué)式。（2）要滿足原子守恒和電荷守恒。）要滿足原子守恒和電荷守恒。（3）要標(biāo)明物質(zhì)的聚集狀態(tài)。）要標(biāo)明物質(zhì)的聚集狀態(tài)。 g氣態(tài)，氣態(tài)， l液態(tài)，液態(tài)， s固態(tài)，固態(tài)， aq水溶液。水溶液。 化學(xué)式前面的系數(shù)稱(chēng)為化學(xué)計(jì)量數(shù)，表示為：化學(xué)式前面的系數(shù)稱(chēng)為化學(xué)計(jì)量數(shù)，表示為： B物質(zhì)物質(zhì)B的化學(xué)計(jì)量數(shù)。的化學(xué)計(jì)量數(shù)。 并規(guī)定：產(chǎn)物為正，反應(yīng)物為負(fù)。并規(guī)定：產(chǎn)物為正，反應(yīng)物為負(fù)。26下頁(yè)退出上頁(yè) 如：如： WO3(s)+6H2(g )= 6H2O(l

22、)+W(s)， WO3 = -1, H2= -6, H2O=6, W=1， 表明消耗表明消耗1mol WO3和和6mol H2，生成生成6mol H2O和和1mol W。A=-a， B=-b， Y=y， Z=z 物質(zhì)物質(zhì)B的化學(xué)計(jì)量數(shù)的化學(xué)計(jì)量數(shù)BBBABYZ0Babyz上式可簡(jiǎn)寫(xiě)為：物理意義：反應(yīng)物的減少或增加等于生成物的增加或減少。27下頁(yè)退出上頁(yè)BBBBB)0()(nnn反應(yīng)進(jìn)度反應(yīng)進(jìn)度-單位是單位是mol28下頁(yè)退出上頁(yè)使用使用 時(shí)應(yīng)注意：時(shí)應(yīng)注意：（1）反應(yīng)進(jìn)度）反應(yīng)進(jìn)度( )的值與選用反應(yīng)式中何種物質(zhì)的量的的值與選用反應(yīng)式中何種物質(zhì)的量的變化進(jìn)行計(jì)算變化進(jìn)行計(jì)算無(wú)關(guān)。無(wú)關(guān)。（2）同

23、一化學(xué)反應(yīng)如果化學(xué)反應(yīng)方程式的寫(xiě)法不同）同一化學(xué)反應(yīng)如果化學(xué)反應(yīng)方程式的寫(xiě)法不同（亦即（亦即 B不同），相同反應(yīng)進(jìn)度時(shí)對(duì)應(yīng)不同），相同反應(yīng)進(jìn)度時(shí)對(duì)應(yīng)各物質(zhì)量的變各物質(zhì)量的變化不同?；煌? (D D) )n n( (D D) )( (C C) )n n( (C C) )( (B B) )n n( (B B) )( (A A) )n n( (A A) )29下頁(yè)退出上頁(yè)例如例如 =1 mol時(shí)，時(shí)，化學(xué)反應(yīng)方程式：化學(xué)反應(yīng)方程式： n（N2）/ mol n（H2）/ mol n（NH3）/ mol -1 -3 2 n（N2）/ mol n（H2）/ mol n（NH3）/ mol -1/2 -

24、3 /2 1（3）同一化學(xué)反應(yīng)如果化學(xué)反應(yīng)方程式的寫(xiě)法不同，同一化學(xué)反應(yīng)如果化學(xué)反應(yīng)方程式的寫(xiě)法不同，物質(zhì)量改變相同，則物質(zhì)量改變相同，則 不同不同。2( )2( )3( )32gggNHNH2( )2( )3( )1322gggNHNH30下頁(yè)退出上頁(yè)2.3 熱力學(xué)第一定律熱力學(xué)第一定律2.3.1 熱和功熱和功熱熱Q是僅因溫度差而在系統(tǒng)和環(huán)境之間傳遞的能量。是僅因溫度差而在系統(tǒng)和環(huán)境之間傳遞的能量。規(guī)定：規(guī)定：系統(tǒng)吸熱系統(tǒng)吸熱 Q取正值取正值; 若系統(tǒng)放熱若系統(tǒng)放熱Q取負(fù)值。取負(fù)值。注意：注意：（1）熱既不是物質(zhì)，也不是系統(tǒng)的性質(zhì)！而是系統(tǒng)中）熱既不是物質(zhì)，也不是系統(tǒng)的性質(zhì)！而是系統(tǒng)中大量微

25、粒作無(wú)序熱運(yùn)動(dòng)引起的能量傳遞形式。大量微粒作無(wú)序熱運(yùn)動(dòng)引起的能量傳遞形式。（2）熱因溫度差而引起，熱傳遞過(guò)程進(jìn)行到溫度相等）熱因溫度差而引起，熱傳遞過(guò)程進(jìn)行到溫度相等時(shí)停止，此時(shí)系統(tǒng)達(dá)到時(shí)停止，此時(shí)系統(tǒng)達(dá)到“熱平衡熱平衡”。（3）Q與具體的變化途徑有關(guān)，與具體的變化途徑有關(guān)，不是狀態(tài)函數(shù)。不是狀態(tài)函數(shù)。31下頁(yè)退出上頁(yè)功功W是在系統(tǒng)和環(huán)境間以熱之外的所有其它形式傳是在系統(tǒng)和環(huán)境間以熱之外的所有其它形式傳遞的能量。遞的能量。 規(guī)定：規(guī)定：系統(tǒng)接受功系統(tǒng)接受功W為正值，反之為負(fù)值。為正值，反之為負(fù)值。功又分為膨脹功和其他功功又分為膨脹功和其他功(有用功，非膨脹功有用功，非膨脹功) 功與具體的變化途

26、徑有關(guān)，不是狀態(tài)函數(shù)。功與具體的變化途徑有關(guān)，不是狀態(tài)函數(shù)。32下頁(yè)退出上頁(yè)體積功和體積功和p-V圖圖 化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中，經(jīng)常發(fā)生體積變化。體系反抗化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中，經(jīng)常發(fā)生體積變化。體系反抗外壓改變體積，產(chǎn)生體積功。外壓改變體積，產(chǎn)生體積功。 按照傳統(tǒng)的功的定義，按照傳統(tǒng)的功的定義， W = F l ， l S = p V ，這種功這種功稱(chēng)為體積功，以稱(chēng)為體積功，以 W體體 表示。表示。 若體積變化若體積變化 V = 0 ，則則 W體體 = 0 。 我們研究的過(guò)程與途徑，若不特別說(shuō)明，可以認(rèn)我們研究的過(guò)程與途徑，若不特別說(shuō)明，可以認(rèn)為只有為只有 體積功。即體積功。即 W = W體體 SFW33下

27、頁(yè)退出上頁(yè)非體積功非體積功 電功、表面功、光能等都是非體積功。電功、表面功、光能等都是非體積功。 電功是較為常見(jiàn)的非體積功。能夠自發(fā)進(jìn)行的化學(xué)電功是較為常見(jiàn)的非體積功。能夠自發(fā)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)即可直接進(jìn)行以熱的形式釋放能量，也可在設(shè)計(jì)成反應(yīng)即可直接進(jìn)行以熱的形式釋放能量，也可在設(shè)計(jì)成的電池中進(jìn)行，以電功的形式釋放能量。的電池中進(jìn)行，以電功的形式釋放能量。原電池 電解池34下頁(yè)退出上頁(yè)2.3.2 熱力學(xué)能（熱力學(xué)能（內(nèi)能內(nèi)能） 熱力學(xué)能是體系內(nèi)部所有能量之和，包括分子、原子熱力學(xué)能是體系內(nèi)部所有能量之和，包括分子、原子的動(dòng)能，勢(shì)能，核能，的動(dòng)能，勢(shì)能，核能， 電子的動(dòng)能電子的動(dòng)能 以及一些尚未研究

28、以及一些尚未研究的能量。熱力學(xué)上用符號(hào)的能量。熱力學(xué)上用符號(hào) U 表示熱力學(xué)能。表示熱力學(xué)能。 雖然體系的內(nèi)能尚不能求得，但是體系的狀態(tài)一定時(shí)，雖然體系的內(nèi)能尚不能求得，但是體系的狀態(tài)一定時(shí)，內(nèi)能是一個(gè)固定值。因此，內(nèi)能是一個(gè)固定值。因此，熱力學(xué)能熱力學(xué)能U是體系的狀態(tài)函數(shù)，是體系的狀態(tài)函數(shù)，包括宏觀靜止系統(tǒng)具有的一切能量。包括宏觀靜止系統(tǒng)具有的一切能量。 體系的狀態(tài)發(fā)生變化，始、終態(tài)確定，則內(nèi)能變化量體系的狀態(tài)發(fā)生變化，始、終態(tài)確定，則內(nèi)能變化量 U 是一定值，是一定值， U = U終終 U始始 。 理想氣體是最簡(jiǎn)單的體系，可以認(rèn)為理想氣體是最簡(jiǎn)單的體系，可以認(rèn)為理想氣體的內(nèi)能理想氣體的內(nèi)能

29、只是溫度的函數(shù)只是溫度的函數(shù)。溫度一定，則。溫度一定，則 U 一定一定。 即即 T = 0 ，則則 U = 035下頁(yè)退出上頁(yè)2.3.3 熱力學(xué)第一定律熱力學(xué)第一定律自然界的一切物質(zhì)都有能量，能量有各種不同的形式，自然界的一切物質(zhì)都有能量，能量有各種不同的形式，可以從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，從一個(gè)物體傳遞給另可以從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，從一個(gè)物體傳遞給另一個(gè)物體，而在轉(zhuǎn)化和傳遞過(guò)程中總能量不變。一個(gè)物體，而在轉(zhuǎn)化和傳遞過(guò)程中總能量不變。 這是能量這是能量守恒定律，守恒定律， 也就是也就是熱力學(xué)第一定律，熱力學(xué)第一定律， 對(duì)封閉系統(tǒng)其數(shù)學(xué)對(duì)封閉系統(tǒng)其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：表達(dá)式為： U=Q+W 例

30、例 ： 某過(guò)程中，體系吸熱某過(guò)程中，體系吸熱100J，對(duì)環(huán)境做功對(duì)環(huán)境做功20J。求體求體系的內(nèi)能改變量。系的內(nèi)能改變量。 解解 由第一定律表達(dá)式由第一定律表達(dá)式 U = Q + W = 100+（ 20） = 80 ( J ) 體系的內(nèi)能增加了體系的內(nèi)能增加了 80 J36下頁(yè)退出上頁(yè) 環(huán)境的內(nèi)能改變量環(huán)境的內(nèi)能改變量怎樣求得？怎樣求得？ 從環(huán)境考慮，吸熱從環(huán)境考慮，吸熱 100 J，做功做功 20 J，所以所以U環(huán)環(huán) = ( 100 ) + 20 = 80 ( J ) 環(huán)境的內(nèi)能減少了環(huán)境的內(nèi)能減少了 80 J。 內(nèi)能是量度性質(zhì)，有加和性。體系加環(huán)境為宇宙，故內(nèi)能是量度性質(zhì)，有加和性。體系

31、加環(huán)境為宇宙，故: U宇宙宇宙 = U體體 + U環(huán)環(huán) = 80 + ( 80 ) = 0， 能量守恒。能量守恒。隔熱系統(tǒng)：隔熱系統(tǒng)：因?yàn)橐驗(yàn)镼 =0， W=0，所以，所以 U = 0，內(nèi)能守恒。，內(nèi)能守恒。循環(huán)系統(tǒng)：循環(huán)系統(tǒng)：系統(tǒng)回復(fù)到原來(lái)狀態(tài)，系統(tǒng)回復(fù)到原來(lái)狀態(tài)， U = 0，內(nèi)能守恒。，內(nèi)能守恒。 37下頁(yè)退出上頁(yè) 當(dāng)生成物和反應(yīng)物的當(dāng)生成物和反應(yīng)物的溫度相同溫度相同時(shí)，化學(xué)反應(yīng)過(guò)程時(shí)，化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中吸收或放出的熱量，一般稱(chēng)為反應(yīng)熱。中吸收或放出的熱量，一般稱(chēng)為反應(yīng)熱。 化學(xué)反應(yīng)熱要反映出與反應(yīng)物和生成物的化學(xué)鍵化學(xué)反應(yīng)熱要反映出與反應(yīng)物和生成物的化學(xué)鍵相聯(lián)系的能量變化，一定要定義反應(yīng)物

32、和生成物的溫相聯(lián)系的能量變化，一定要定義反應(yīng)物和生成物的溫度相同，以消除因反應(yīng)物和生成物溫度不同而產(chǎn)生的度相同，以消除因反應(yīng)物和生成物溫度不同而產(chǎn)生的熱效應(yīng)。熱效應(yīng)。 化學(xué)反應(yīng)中，化學(xué)反應(yīng)中， U = U產(chǎn)物產(chǎn)物 U反應(yīng)物反應(yīng)物 = Q +W 注意，此處的注意，此處的 W = W體體 2.4 化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱38下頁(yè)退出上頁(yè) 定容的封閉系統(tǒng)中，定容的封閉系統(tǒng)中， V = 0 ，故故 W = p V = 0不做其它功，則有不做其它功，則有 U = Qv + W = Qv 即即 U = Qv Qv 是定容反應(yīng)中體系的熱效應(yīng)是定容反應(yīng)中體系的熱效應(yīng) 。從。從 U = Qv 此式表示在

33、不做體積功的條件下，體系在恒容過(guò)程中此式表示在不做體積功的條件下，體系在恒容過(guò)程中所吸收的熱量全部用來(lái)增加體系的內(nèi)能。所吸收的熱量全部用來(lái)增加體系的內(nèi)能。 當(dāng)當(dāng) U 0 時(shí)，時(shí)，Qv 0，是吸熱反應(yīng)，是吸熱反應(yīng)， U 0 時(shí)，時(shí)，Qv 0 時(shí)，時(shí)，Qp 0 ， 是吸熱反應(yīng)是吸熱反應(yīng) ； H 0 時(shí)，時(shí)，Qp 0， Qp Qv; V 0， Qp Qv。 U = QV 適用條件：適用條件：封閉系統(tǒng)，等溫、等容，不做有用功。封閉系統(tǒng)，等溫、等容，不做有用功。 Qp = H 適用條件：適用條件：封閉系統(tǒng)，等溫、等壓，不做有用功。封閉系統(tǒng)，等溫、等壓，不做有用功。= + 49下頁(yè)退出上頁(yè) 例：用彈式量熱

34、計(jì)測(cè)得例：用彈式量熱計(jì)測(cè)得298K時(shí)，燃燒時(shí)，燃燒1mol正庚烷的正庚烷的恒容反應(yīng)熱恒容反應(yīng)熱為為- 4807.12 kJ mol-1，求其，求其Qp 值。值。解：解：C7H16(l) + 11O2(g) 7CO2(g)+ 8H2O(l) n = 7 - 11 = - 4 Qp = QV + nRT = - 4807.12 + (- 4) 8.314 298/1000 = - 4817.03 kJ mol-150下頁(yè)退出上頁(yè) 理想氣體狀態(tài)方程理想氣體狀態(tài)方程pV=nRT（1）應(yīng)用條件：高溫低壓氣體）應(yīng)用條件：高溫低壓氣體(稀薄氣體稀薄氣體);（2）無(wú)機(jī)化學(xué)中一般都將氣體看作理想氣體）無(wú)機(jī)化學(xué)中

35、一般都將氣體看作理想氣體;（3）注意應(yīng)用其變形形式）注意應(yīng)用其變形形式:npVnRTpRTpcRTVmmpVnRTpVRTpMRTpMdRTMV（4） 注意注意R的取值和單位的取值和單位: R= 0.08206 atmLmol-1K-1 =8.314 Jmol-1K-1 = 8.314 pam3mol-1K-1 51下頁(yè)退出上頁(yè)2.4.3 rUm和和 rHm摩爾熱力學(xué)能變摩爾熱力學(xué)能變- rUm 反應(yīng)的摩爾焓變反應(yīng)的摩爾焓變- rHmBBBrmmrBBBrmrmBBnUHUHUHnnrnRTHURTRT pv（g）（g）代表反應(yīng)（reaction）,m表示摩爾（molar）,上兩式分別表明了反

36、應(yīng)進(jìn)度為1mol時(shí)，熱力學(xué)能和焓的變化量。Q =Q +式中是反應(yīng)前后氣體物質(zhì)計(jì)量數(shù)的代數(shù)和。例題：例題：p3052下頁(yè)退出上頁(yè)2.4.4 熱化學(xué)方程式熱化學(xué)方程式（1） 熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)(thermodynamic standard state ) 為了研究的方便，人們規(guī)定了系統(tǒng)的為了研究的方便，人們規(guī)定了系統(tǒng)的熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)，簡(jiǎn)稱(chēng)簡(jiǎn)稱(chēng)標(biāo)態(tài)標(biāo)態(tài)。 標(biāo)準(zhǔn)態(tài)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)不規(guī)定溫度不規(guī)定溫度，每個(gè)溫度都有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)。，每個(gè)溫度都有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)。一般一般298.15 K時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)數(shù)據(jù)有表可查。時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)數(shù)據(jù)有表可查。 特別注意特別注意：熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)與與理想氣體標(biāo)準(zhǔn)狀況理想氣體標(biāo)準(zhǔn)

37、狀況(273 K，101325pa)不同，不可混淆。不同，不可混淆。53下頁(yè)退出上頁(yè)物質(zhì)物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)氣體氣體標(biāo)準(zhǔn)壓力標(biāo)準(zhǔn)壓力(p =100kPa )下，純氣體的狀態(tài)。下，純氣體的狀態(tài)。液體、固體液體、固體標(biāo)準(zhǔn)壓力標(biāo)準(zhǔn)壓力(p =100kPa )下，最穩(wěn)定的下，最穩(wěn)定的純液純液體或純固體體或純固體的狀態(tài)。的狀態(tài)。溶液中的溶液中的溶質(zhì)溶質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)壓力標(biāo)準(zhǔn)壓力(p =100kPa )下，下，質(zhì)量摩爾濃度質(zhì)量摩爾濃度為為1molkg-1 (近似用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)量的濃度近似用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)量的濃度1molL-1 )時(shí)的狀態(tài)。時(shí)的狀態(tài)。54下頁(yè)退出上頁(yè)（2） 熱化學(xué)方程式熱化學(xué)方程式 表示化學(xué)反應(yīng)及其反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓

38、變關(guān)系的化表示化學(xué)反應(yīng)及其反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變關(guān)系的化學(xué)反應(yīng)方程式，叫做熱化學(xué)方程式。學(xué)反應(yīng)方程式，叫做熱化學(xué)方程式。 例：例：2 H2(g) + O2(g) = 2 H2O(l) ；rH m（298.15K） = -571.68 kJmol-1 正確的寫(xiě)出熱化學(xué)方程式必須注意以下幾點(diǎn)：正確的寫(xiě)出熱化學(xué)方程式必須注意以下幾點(diǎn)： 注明物質(zhì)的聚集狀態(tài)，不得省略，必要時(shí)，要注明注明物質(zhì)的聚集狀態(tài)，不得省略，必要時(shí)，要注明固體的晶型，如石墨，金剛石等。固體的晶型，如石墨，金剛石等。g(gas)，s(solid)，l(liquid)， aq(aqueoussolution) ， cr(crystal) 。

39、 55下頁(yè)退出上頁(yè)C (石墨石墨) + O2 (g) CO2 (g)； rHm = 393.5 kJmol1 (1)C (金剛石金剛石) + O2 (g) CO2 (g) ； rHm = 395.4 kJmol1 (2) 對(duì)比對(duì)比( 1 ) 和和 ( 2 ) ，可以看出注明晶型的必要性。，可以看出注明晶型的必要性。H2 (g) + 1/2 O2 (g) H2O (g)； rHm = 241.8 kJmol1 (3)H2 (g) + 1/2 O2 (g) H2O (l) ； rHm = 285.8 kJmol1 (4) 對(duì)比對(duì)比( 3 ) 和和 ( 4 ) ，可以看出聚集狀態(tài)的必要性。，可以看出

40、聚集狀態(tài)的必要性。56下頁(yè)退出上頁(yè)正確寫(xiě)出化學(xué)反應(yīng)的計(jì)量方程式，并配平方程式。正確寫(xiě)出化學(xué)反應(yīng)的計(jì)量方程式，并配平方程式。 同一反應(yīng)，以不同的計(jì)量式表示時(shí)，其反應(yīng)的標(biāo)同一反應(yīng)，以不同的計(jì)量式表示時(shí)，其反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變不同。化學(xué)計(jì)量數(shù)可以是整數(shù)或分?jǐn)?shù)。準(zhǔn)摩爾焓變不同?；瘜W(xué)計(jì)量數(shù)可以是整數(shù)或分?jǐn)?shù)。 如：如：2H2（g）+O2（g）2H2O（g） rHm (298.15K)= - 483.64kJmol-1 H2（g）+O2（g）H2O（g） rHm (298.15K)= - 241.82kJmol-1 化學(xué)反應(yīng)計(jì)量式中，各物質(zhì)的聚集狀態(tài)相同，而化學(xué)反應(yīng)計(jì)量式中，各物質(zhì)的聚集狀態(tài)相同，而計(jì)量數(shù)不同

41、，計(jì)量數(shù)不同，同是反應(yīng)進(jìn)度為同是反應(yīng)進(jìn)度為1mol， rHm 不同。不同。57下頁(yè)退出上頁(yè)注明反應(yīng)的溫度。反應(yīng)熱效應(yīng)（或焓變）隨溫度而注明反應(yīng)的溫度。反應(yīng)熱效應(yīng)（或焓變）隨溫度而改變。改變。 CH4（g）+H2O（g） CO（g）+3H2（g） rHm (298.15K)= 206.15kJmol-1 rHm (1237K)= 227.23kJmol-1 有時(shí)在常溫常壓下的熱化學(xué)方程式可以不注明反有時(shí)在常溫常壓下的熱化學(xué)方程式可以不注明反應(yīng)條件，多以應(yīng)條件，多以 rHm (298K)表示之。表示之。 廢除關(guān)于反應(yīng)熱的下列寫(xiě)法！廢除關(guān)于反應(yīng)熱的下列寫(xiě)法！ 2 H2 (g) + O2 (g) =

42、2 H2O (l) + 571.68 kJ 58下頁(yè)退出上頁(yè)2.4.5 標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓1、物質(zhì)、物質(zhì)B的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓 在溫度在溫度T下，由下，由參考狀態(tài)參考狀態(tài)的單質(zhì)生成物質(zhì)的單質(zhì)生成物質(zhì)B(B=+1)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變。反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變。 以以 fHm （B，相態(tài)，相態(tài)，T）表示，單位為表示，單位為kJ mol-1 。 注：注：fformation(生成）生成） 標(biāo)準(zhǔn)態(tài)標(biāo)準(zhǔn)態(tài) m反應(yīng)進(jìn)度為反應(yīng)進(jìn)度為1mol 59下頁(yè)退出上頁(yè)2、參考狀態(tài)、參考狀態(tài) 一般是指每種單質(zhì)在所討論的溫度一般是指每種單質(zhì)在所討論的溫度T及標(biāo)準(zhǔn)壓力及標(biāo)準(zhǔn)壓力p 時(shí)最穩(wěn)定的狀態(tài)，時(shí)最穩(wěn)定的

43、狀態(tài)， 在任何溫度下，參考狀態(tài)在任何溫度下，參考狀態(tài)單質(zhì)單質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓摩爾生成焓均為零。均為零。 fHm (C，石墨，石墨，s，T)=0 fHm (P4，s，T)=060下頁(yè)退出上頁(yè)3、注意、注意 書(shū)寫(xiě)生成反應(yīng)計(jì)量式時(shí)，要使書(shū)寫(xiě)生成反應(yīng)計(jì)量式時(shí)，要使B物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù) B=+1。 C（s）+2H2（g） +1/2O2（g） CH3OH（g） 化學(xué)手冊(cè)中查到的化學(xué)手冊(cè)中查到的 fHm 數(shù)據(jù)常是數(shù)據(jù)常是298.15K時(shí)時(shí)標(biāo)準(zhǔn)摩爾標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變。焓變。 通過(guò)比較某些相同類(lèi)型化合物的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓，通過(guò)比較某些相同類(lèi)型化合物的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓，可以推斷這些化合物的相對(duì)穩(wěn)定性可以

44、推斷這些化合物的相對(duì)穩(wěn)定性。負(fù)值越大，物質(zhì)越。負(fù)值越大，物質(zhì)越穩(wěn)定。穩(wěn)定。P 32，表，表2-1。61下頁(yè)退出上頁(yè)2.4.6 標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓1、標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓、標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓：在溫度在溫度T下，物質(zhì)下，物質(zhì)B(B=-1)完全完全氧化氧化成相同溫度下的成相同溫度下的指定產(chǎn)物指定產(chǎn)物時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變。時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變。 以以 cHm （B，相態(tài)，相態(tài)，T）表示，單位為表示，單位為kJ mol-1 。 注：注：ccombustion(燃燒）燃燒） 標(biāo)準(zhǔn)態(tài)標(biāo)準(zhǔn)態(tài) m反應(yīng)進(jìn)度為反應(yīng)進(jìn)度為1mol62下頁(yè)退出上頁(yè)2、指定產(chǎn)物：、指定產(chǎn)物：所謂指定產(chǎn)物，所謂指定產(chǎn)物，C和和H元素完全氧化的指定

45、元素完全氧化的指定產(chǎn)物為產(chǎn)物為CO2 (g)和和H 2O(l)。 指定物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)指定物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓摩爾燃燒焓均為零。均為零。 cHm ( CO2 ，g，T)=0 cHm (H 2O，l，T)=0 3、注意、注意 書(shū)寫(xiě)燃燒反應(yīng)計(jì)量式時(shí)，要使書(shū)寫(xiě)燃燒反應(yīng)計(jì)量式時(shí)，要使B物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)B=-1。 CH3OH（g）+3/2O2（g） CO2（g）+2H2O（l） 化學(xué)手冊(cè)中查到的化學(xué)手冊(cè)中查到的 cHm 數(shù)據(jù)常是數(shù)據(jù)常是298.15K時(shí)標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變。時(shí)標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變。63下頁(yè)退出上頁(yè) 2.5 Hess定律定律Hess定律定律(1840， Hess) 一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，不論是一步完成，

46、還是分?jǐn)?shù)步完成，一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，不論是一步完成，還是分?jǐn)?shù)步完成，其熱效應(yīng)是相同的，即總反應(yīng)的焓變其熱效應(yīng)是相同的，即總反應(yīng)的焓變 rHm 等于各步分反等于各步分反應(yīng)的焓變應(yīng)的焓變 rHm 之和。之和。化學(xué)反應(yīng)的放出和吸收的熱只與反化學(xué)反應(yīng)的放出和吸收的熱只與反應(yīng)的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而與反應(yīng)的途徑無(wú)關(guān)。應(yīng)的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而與反應(yīng)的途徑無(wú)關(guān)。Hess定律定律要要求求每步均恒壓，每步均恒壓，這一規(guī)律的這一規(guī)律的實(shí)質(zhì)實(shí)質(zhì)是是焓為狀態(tài)函數(shù)焓為狀態(tài)函數(shù)。推論（推論（1）：）：某反應(yīng)的某反應(yīng)的 rHm (1)與其逆反應(yīng)的與其逆反應(yīng)的 rHm (2)數(shù)值相等，符號(hào)相反。數(shù)值相等，符號(hào)相反。推論（推論（2）：）：

47、一步反應(yīng)的焓變等于多步反應(yīng)的焓變之和。一步反應(yīng)的焓變等于多步反應(yīng)的焓變之和。64下頁(yè)退出上頁(yè) 蓋蓋 斯斯 G.H.Germain Henri Hess (18021850)俄國(guó)化學(xué)家。生俄國(guó)化學(xué)家。生于瑞士日內(nèi)瓦，卒于俄國(guó)圣彼得堡于瑞士日內(nèi)瓦，卒于俄國(guó)圣彼得堡(現(xiàn)為列寧格勒現(xiàn)為列寧格勒)。3歲隨歲隨父僑居俄國(guó)。父僑居俄國(guó)。1825年于多爾帕特大學(xué)獲醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)證書(shū)，同年于多爾帕特大學(xué)獲醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)證書(shū)，同時(shí)受到了化學(xué)和地質(zhì)學(xué)的基礎(chǔ)教育。時(shí)受到了化學(xué)和地質(zhì)學(xué)的基礎(chǔ)教育。18261827年，在斯年，在斯德哥爾摩德哥爾摩J.J.貝采利烏斯貝采利烏斯的實(shí)驗(yàn)室工作并從其學(xué)習(xí)化學(xué)。的實(shí)驗(yàn)室工作并從其學(xué)習(xí)化學(xué)。18

48、30年當(dāng)選為圣彼得堡科學(xué)院院士，專(zhuān)門(mén)研究化學(xué)。年當(dāng)選為圣彼得堡科學(xué)院院士，專(zhuān)門(mén)研究化學(xué)。1838年成為俄國(guó)科學(xué)院院士。年成為俄國(guó)科學(xué)院院士。 他研究了煉鐵中的熱現(xiàn)象，作了大量的量熱工作。他研究了煉鐵中的熱現(xiàn)象，作了大量的量熱工作。1840年以熱的加和性守恒定律公諸于世，后被稱(chēng)為蓋斯定年以熱的加和性守恒定律公諸于世，后被稱(chēng)為蓋斯定律。此定律為能量守恒定律的先驅(qū)。因此，蓋斯也是熱化律。此定律為能量守恒定律的先驅(qū)。因此，蓋斯也是熱化學(xué)的先驅(qū)者。著有學(xué)的先驅(qū)者。著有純粹化學(xué)基礎(chǔ)純粹化學(xué)基礎(chǔ)(1834)，曾用作俄國(guó)，曾用作俄國(guó)教科書(shū)達(dá)教科書(shū)達(dá)40年。年。65下頁(yè)退出上頁(yè)（1）下列分子中的）下列分子中的f

49、Hm (298.15K)值不等于零的是值不等于零的是 （ ） a、 石墨石墨 b、 N2(g) c、 H2O(g) d、 Cu(s)（2）下列物質(zhì)中的）下列物質(zhì)中的fHm (298.15K )不等于零的是不等于零的是 （ ） a、 Fe(s) b 、 C(石墨石墨) c、 Ne(g) d、Cl2(l)（3）下列反應(yīng)中，）下列反應(yīng)中，rHm (T)等于生成物的等于生成物的fHm (B，物態(tài)，物態(tài)，T)的是的是 （ ） a、 H2(g)+Cl2(g) = 2 HCl(g) b、 CaO(s)+CO2(g) = CaCO3(s) c、 Cu(s)+1/2O2(g)= CuO(s) d、 Fe2O3(

50、s)+6HCl(aq)= 2FeCl3 (aq)+3H2O66cdc下頁(yè)退出上頁(yè) rHm ( 1 ) = 438.1 kJ mol 1 rHm ( 2 ) = 244.3 kJ mol 1 rHm ( 3 ) = 917.9 kJ mol 1 rHm ( 4 ) = 44.0 kJ mol 1 rHm ( 3 ) + H2O ( g ) H2 ( g ) + 1/2 O2 ( g ) H2O ( l ) rHm ( 4 ) rHm ( 1 )2 H ( g ) rHm ( 2 )O ( g ) rHm 試求總反應(yīng)的試求總反應(yīng)的 rH m 例例2：已知反應(yīng)：已知反應(yīng) H2 ( g ) + 1/2

51、 O2 ( g ) H2O ( l ) 可以按下面的途徑分步完成：可以按下面的途徑分步完成：67下頁(yè)退出上頁(yè) rHm = rHm ( 1 ) + rHm ( 2 ) + rHm ( 3 ) + rHm ( 4 ) = 431.8 + 244.3 + ( 917.9 ) + ( 44.0 ) = 285.8 ( kJ mol 1 ) 解解 ： H2 ( g ) 2 H ( g ) rHm ( 1 ) 1/2 O2 ( g ) O ( g ) rHm ( 2 ) 2 H ( g ) + O ( g ) H2O ( g ) rHm ( 3 ) H2O ( g ) H2O ( l ) rHm ( 4

52、) H2 ( g ) + 1/2 O2 ( g ) H2O ( l ) rHm + ) 68下頁(yè)退出上頁(yè)解：反應(yīng)解：反應(yīng)(2)的逆反應(yīng)為的逆反應(yīng)為 CO2 (g) CO (g) + O2 (g) (3) rHm （3） = 283.0kJ mol-1 反應(yīng)反應(yīng)(1) +(3)得得 C (石墨石墨) + O2 (g) CO (g) rHm = rHm （1）+ rHm （3）= -110.5kJ mol-1例例3：C (石墨石墨) + O2 (g) CO2 (g) (1) rHm （1） = - 393.5kJ mol-1 CO (g) + O2 (g) CO2 (g) (2) rHm （2）

53、= - 283.0kJ mol-1 求求 C (石墨石墨) + O2 (g) CO (g) 的的 rHm 69下頁(yè)退出上頁(yè) 一個(gè)化學(xué)反應(yīng)從參加反應(yīng)的單質(zhì)直接轉(zhuǎn)變?yōu)樯晌?，與一個(gè)化學(xué)反應(yīng)從參加反應(yīng)的單質(zhì)直接轉(zhuǎn)變?yōu)樯晌?，與單質(zhì)先生成反應(yīng)物，再轉(zhuǎn)變?yōu)樯晌?，兩種途徑反應(yīng)熱相等單質(zhì)先生成反應(yīng)物，再轉(zhuǎn)變?yōu)樯晌?，兩種途徑反應(yīng)熱相等，由此可求得化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)。，由此可求得化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)。 rHm ( II ) rHm (III) = i f Hm (生生)單單 質(zhì)質(zhì)反應(yīng)物反應(yīng)物生成物生成物IIIIII rHm ( I ) = i f Hm (反反) 2.6 反應(yīng)熱的求算反應(yīng)熱的求算2.6.1 由標(biāo)準(zhǔn)

54、摩爾生成焓計(jì)算由標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓計(jì)算 rHm 70下頁(yè)退出上頁(yè) 根據(jù)根據(jù) Hess 定律定律 rHm ( I ) + rHm ( II ) = rHm (III) 所以所以 rHm ( II ) = rHm (III) rHm ( I ) 即即 rHm = i f Hm ( 生生 ) i f Hm ( 反反 ) 由于各種物質(zhì)的由于各種物質(zhì)的 f H m 有表可查，故利用公式，有表可查，故利用公式， rH m = i f H m ( 生生 ) i f H m ( 反反 ) 可以求出各種反應(yīng)的焓變可以求出各種反應(yīng)的焓變 rHm ，即求出反應(yīng)的熱效即求出反應(yīng)的熱效應(yīng)。應(yīng)。71下頁(yè)退出上頁(yè)例如：例如：

55、在在298.15K下下 4NH3（g）+5O2（g） 4NO（g）+6H2O（g） 4NH3（g）+5O2（g）標(biāo)準(zhǔn)壓力，標(biāo)準(zhǔn)壓力，298.15K4NO（g）+6H2O（g）標(biāo)準(zhǔn)壓力，標(biāo)準(zhǔn)壓力，298.15K標(biāo)準(zhǔn)壓力，標(biāo)準(zhǔn)壓力， 298.15K2N2（g）+6H2（g） +5O2（g） rH m rHm (1) rHm (2)72下頁(yè)退出上頁(yè)根據(jù)根據(jù)Hess定律：定律： rHm = rHm (2) - rHm (1) rHm =4 fH m (NO，g)+6 fH m (H2O，g) - 4 fH m (NH3，g) rHm = B fH m (B，相態(tài)，相態(tài)，T） 反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變等于各物

56、質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變等于各物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓之和。焓之和。73下頁(yè)退出上頁(yè)例：計(jì)算定壓反應(yīng)：例：計(jì)算定壓反應(yīng)：2Al(s)+Fe 2O3(s) Al 2O3 (s)+2Fe(s)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓變，并判斷此反應(yīng)是吸熱還是放熱。的標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓變，并判斷此反應(yīng)是吸熱還是放熱。解：解：由附錄表一查得：由附錄表一查得： 2Al(s)+Fe 2O3(s) Al 2O3 (s)+2Fe(s) fHm 0 -824.2 -1675.7 0/(kJmol-1) rHm （298.15K） = fHm (Al 2O3,s)+2 fHm (Fe,s) +-2 fHm (Al ,s)- fHm (

57、Fe 2O3,s)=(-1675.7) +20 kJmol-1 +(-2)0+(-1)(-824.2 ) kJmol-1 =-851.5kJmol-1 0 為為放熱放應(yīng)放熱放應(yīng)74下頁(yè)退出上頁(yè)2.6.2 由標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓計(jì)算由標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓計(jì)算 rHm 用燃燒熱計(jì)算反應(yīng)熱的公式，可由下圖推出。用燃燒熱計(jì)算反應(yīng)熱的公式，可由下圖推出。燃燒產(chǎn)物燃燒產(chǎn)物反應(yīng)物反應(yīng)物生成物生成物 rHm ( II ) rHm ( I ) = i cHm (反反) rHm (III) = i cHm (生生)IIII II 即即 rHm = i cHm (反應(yīng)物反應(yīng)物) i cHm (生成物生成物) 可知可知 rHm

58、( I ) = rHm (II) + rHm (III) 所以所以 rHm (II) = rHm ( I ) rHm (III) 75下頁(yè)退出上頁(yè)例例1：甲醇的合成反應(yīng)為：甲醇的合成反應(yīng)為： CO(g)+2H2(g)CH3OH (l) 利用利用 cHm (CO, g) ， cHm (H2, g) ， cHm (CH3OH, l)計(jì)算該反應(yīng)的計(jì)算該反應(yīng)的 rH m 。 rH m (T)= B CH m (B，相態(tài)，相態(tài)，T)結(jié)論：結(jié)論：化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變等于各物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變等于各物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓之和的負(fù)值。燒焓之和的負(fù)值。76下頁(yè)退出上頁(yè)例例2：已知已知在在298

59、.15K下下（1） C(s)+O2 (g) CO2 (g); rHm (1) =-393.5kJmol -1 （2） CO(g)+O2(g)CO2 (g); rHm (2) =-283.3kJmol-1求反應(yīng)求反應(yīng) （3）C(s)+O2(g) CO (g) 的的 rHm ？77下頁(yè)退出上頁(yè)解：解： rHm (3) = -1 cHm (C，s) + cHm (CO，g) =-393.51-(-282.98) = -110.53kJmol-1結(jié)論：結(jié)論：多個(gè)化學(xué)反應(yīng)計(jì)量式相加（或相減多個(gè)化學(xué)反應(yīng)計(jì)量式相加（或相減 ），所得化），所得化學(xué)反應(yīng)計(jì)量式的學(xué)反應(yīng)計(jì)量式的 rHm (T)等于原各計(jì)量式的等于

60、原各計(jì)量式的 rHm (T)之和（或之差）。之和（或之差）。78下頁(yè)退出上頁(yè)n了解化學(xué)熱力學(xué)的基本內(nèi)容和在化學(xué)中的應(yīng)用；了解化學(xué)熱力學(xué)的基本內(nèi)容和在化學(xué)中的應(yīng)用；n理解熱力學(xué)中常用的術(shù)語(yǔ)理解熱力學(xué)中常用的術(shù)語(yǔ)(如體系、環(huán)境、狀態(tài)函如體系、環(huán)境、狀態(tài)函數(shù)、數(shù)、U、W、H、S、G等等)；n掌握熱力學(xué)第一定律及計(jì)算，蓋斯定律及熱化學(xué)掌握熱力學(xué)第一定律及計(jì)算，蓋斯定律及熱化學(xué)有關(guān)的計(jì)算；有關(guān)的計(jì)算；基本要求基本要求79下頁(yè)退出上頁(yè) 一、單選題一、單選題1、在下列反應(yīng)中，、在下列反應(yīng)中，Qp=Qv的反應(yīng)為的反應(yīng)為 （ C ） （A）CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g) （B）N2(g)+3H2(