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1、第二章熱化學(xué)§2.1熱力學(xué)術(shù)語和基本概念§2.2熱力學(xué)第一定律§2.3化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)§2.4Hess定律§2.5反應(yīng)熱的求算§2.1熱力學(xué)術(shù)語和基本概念2.1.1系統(tǒng)和環(huán)境2.1.5化學(xué)反應(yīng)計量式和反應(yīng)進(jìn)度2.1.4相2.1.3過程和途徑2.1.2狀態(tài)和狀態(tài)函數(shù)2.1.1系統(tǒng)和環(huán)境系統(tǒng)：被研究對象。環(huán)境：系統(tǒng)外與其密切相關(guān)的部分。敞開系統(tǒng)：與環(huán)境有物質(zhì)交換也有能量交換。封閉系統(tǒng)：與環(huán)境無物質(zhì)交換有能量交換。隔離系統(tǒng)：與環(huán)境無物質(zhì)、能量交換。2.1.2狀態(tài)和狀態(tài)函數(shù)狀態(tài)：系統(tǒng)的宏觀性質(zhì)的綜合表現(xiàn)。狀態(tài)函
2、數(shù)：描述系統(tǒng)狀態(tài)的物理量(p,V,T)。特點：①狀態(tài)一定,狀態(tài)函數(shù)一定。②當(dāng)系統(tǒng)狀態(tài)發(fā)生變化時，狀態(tài)函數(shù)的變化值只與始態(tài)、終態(tài)有關(guān),而與變化途徑無關(guān)。2.1.3過程和途徑過程：系統(tǒng)從始態(tài)到終態(tài)發(fā)生的一系列變化。定溫過程：始態(tài)、終態(tài)溫度相等，并且過程中始終保持這個溫度。T1=T2定壓過程：始態(tài)、終態(tài)壓力相等，并且過程中始終保持這個壓力。p1=p2定容過程：始態(tài)、終態(tài)容積相等，并且過程中始終保持這個容積。V1=V22.1.4相均相系統(tǒng)(或單相系統(tǒng))非均相系統(tǒng)(或多相系統(tǒng))系統(tǒng)中物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)完全相同的且
3、與其他部分有明確界面分隔開來的任何均勻部分，叫做相。2.1.5化學(xué)反應(yīng)計量式和反應(yīng)進(jìn)度—物質(zhì)B的化學(xué)計量數(shù)化學(xué)反應(yīng)計量式：νA=–a，νB=–b，νY=y，νZ=z。反應(yīng)進(jìn)度：單位是molt0時nB/mol3.010.000t1時nB/mol2.07.02.0t2時nB/mol1.55.53.0反應(yīng)進(jìn)度必須對應(yīng)具體的反應(yīng)方程式。2.07.02.0(mol)3.010.00(mol)§2.2熱力學(xué)第一定律2.2.1熱和功2.2.3熱力學(xué)第一定律2.2.2熱力學(xué)能2.2.1熱和功系統(tǒng)與環(huán)境之間由于存在溫差而
4、傳遞的能量。1.熱(Q)熱不是狀態(tài)函數(shù)。規(guī)定：系統(tǒng)吸熱：Q>0；系統(tǒng)放熱：Q<0。系統(tǒng)與環(huán)境之間除熱之外以其他形式傳遞的能量。分類：體積功，非體積功系統(tǒng)對環(huán)境做功，W<0（失功）環(huán)境對系統(tǒng)做功，W>0（得功）2.功(W)規(guī)定：功不是狀態(tài)函數(shù)pexV1體積功的計算：2.2.2熱力學(xué)能熱力學(xué)能(U)：系統(tǒng)內(nèi)所有微觀粒子的全部能量之和，也稱內(nèi)能。U是狀態(tài)函數(shù)。熱力學(xué)能變化只與始態(tài)、終態(tài)有關(guān)，與變化途徑無關(guān)。2.2.3熱力學(xué)第一定律對于封閉系統(tǒng)熱力學(xué)第一定律的數(shù)學(xué)表達(dá)是為：熱力學(xué)第一定律的實質(zhì)是能量守恒與轉(zhuǎn)化定
5、律。U1U2QWU2=U1+Q+WU2-U1=Q+W§2.3化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)2.3.1定容反應(yīng)熱2.3.5標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓2.3.4熱化學(xué)方程式2.3.3?rUm和?rHm2.3.2定壓反應(yīng)熱2.3.6標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓封閉系統(tǒng)，在定容過程中，系統(tǒng)和環(huán)境之間交換的熱量為定容反應(yīng)熱。用QV表示。因為：?V=0，所以：體積功W=0；QV=?U即，在定容且非體積功為零的過程中，封閉系統(tǒng)從環(huán)境吸收的熱等于系統(tǒng)熱力學(xué)能的增加。2.3.1定容反應(yīng)熱封閉系統(tǒng)，在定壓過程中，系統(tǒng)和環(huán)境之間交換的熱量為定壓反應(yīng)熱。用Qp表示。
6、若系統(tǒng)不做非體積功，則：2.3.2定壓反應(yīng)熱令：U+pV=H——焓，狀態(tài)函數(shù)?H=H2–H1——焓變則：Qp=?H即，在定壓且非體積功為零的過程中，封閉系統(tǒng)從環(huán)境吸收的熱等于系統(tǒng)焓的增加。對于無氣體參加的反應(yīng)，W=–pex?V=0有氣體參加的反應(yīng)：2.3.3?rUm和?rHm=??=–pex?V??–?n(g)RT=?–RT∑νB(g)=?≈?標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)：表示化學(xué)反應(yīng)及其反應(yīng)熱(標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變)關(guān)系的化學(xué)反應(yīng)方程式。2H2(g)+O2(g)?2H2O(g)氣體：T，p=p=100kPa液、固體：T，p下，純
7、物質(zhì)溶液：溶質(zhì)B，bB=b=1mol·kg-1cB=c=1mol·L-12.3.4熱化學(xué)方程式(298.15K)=–483.64kJ·mol-1?稱為反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變。?2H2(g)+O2(g)?2H2O(g)2H2(g)+O2(g)?2H2O(l)H2(g)+O2(g)?H2O(g)(298.15K)=–483.64kJ·mol-1?聚集狀態(tài)不同時，不同。?(298.15K)=–571.66kJ·mol-1?化學(xué)計量數(shù)不同時，不同。?(298.15K)=–241.82kJ·mol-1?在溫度T下,由
8、參考狀態(tài)單質(zhì)生成物質(zhì)B(νB=+1)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變，稱為物質(zhì)B的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓。H2(g)+O2(g)?H2O(g)2.3.5標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓(B,相態(tài),T)，單位是kJ·mol-1?(H2O,g,298.15K)=–241.82kJ·mol-1?(參考態(tài)單質(zhì),T)=0?在溫度T下,物質(zhì)B(νB=–1)完全氧化成指定產(chǎn)物時的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變，稱為物質(zhì)B的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓。)O(l2H(g)CO(g)OOH(l)CH222233++?2.3.6標(biāo)
