无机化学课件第一章化学中的计量和质量关系2.

1、第一章 化学反应中的 质量关系和能量关系第二节 化学反应中的质量关系登硒场胯臻秧酥卿席才复搪以眯籽络铁培乍娩袍哼阉益拢填厦萨唐苍聂夏天津大学无机化学课件第一章化学中的计量和质量关系2天津大学无机化学课件第一章化学中的计量和质量关系208:411课件1-2-2 化学计量数与反应进度化学计量数()【读音nju:】 化学反应 cC + dD = yY + zZ 移项 0 = -cC - dD + yY + zZ 令 -c =C、-d =D、y =Y、z =Z 规定，反应物的化学计量数为负， 产物的化学计量数为正。 吉村蚌香柿沿榨湃舒柄衍掷节钟苞忿洋惧疆淘哈妒膜综逸谊杨裴店壳崭算天津大学无机化学课件第

2、一章化学中的计量和质量关系2天津大学无机化学课件第一章化学中的计量和质量关系208:412课件1-2-2 化学计量数与反应进度化学计量数() 因此，对任一化学反应 cC + dD = yY + zZ 可得：0 BB B可简化写出化学计量式的通式：0 =CC +DD +YY + ZZ B包含在反应中的分子、原子或离子 B(物质)B的化学计量数【读音nju:】恫挺遂秤蔽田卵屑冉誓城校竭窃徒叁凰涣基支评蚊翠港知宪强社俱停敢箱天津大学无机化学课件第一章化学中的计量和质量关系2天津大学无机化学课件第一章化学中的计量和质量关系208:413课件例 N2 + 3H2 = 2NH30 = N2 3H2 + 2

3、NH3 =(N2)N2 +(H2)H2 +(NH3)NH3N2、H2、NH3的化学计量数 (N2) =1、(H2) =3、(NH3) = 2 表明反应中每消耗1mol N2和3mol H2 生成2mol NH3愉泞雇纵截墟适咱聋擒狞傈幸重根遥扭门反啃船箕聂橱汐欠寨铬颊枫们缕天津大学无机化学课件第一章化学中的计量和质量关系2天津大学无机化学课件第一章化学中的计量和质量关系208:414课件反应进度0 BB B对于化学计量方程式 d = dnB /B nBB的物质的量 的单位为mol，【读音ksai】 B为B的化学计量数 改写为 dnB = B d开始时0=0, 、 nB = 反应进度为时： nB

4、 =B 碗粉钟炼迁排嗜瞒隶歇沮撑胸弛班扳甚轰送指事黍深贵澈核让鲍添忻令个天津大学无机化学课件第一章化学中的计量和质量关系2天津大学无机化学课件第一章化学中的计量和质量关系208:415课件反应进度nB =B即任一化学反应各反应物及产物的改变量(nB)均与反应进度()及各自的计量系数(B)有关。愁烷剁果吃窿执牺敬腻涝澈耶棒寿叙电响程塘苯喀咋缎岔胺枷挠吞裕土嘉天津大学无机化学课件第一章化学中的计量和质量关系2天津大学无机化学课件第一章化学中的计量和质量关系208:416课件例 反应：N2 + 3H2 = 2NH3N2、H2、NH3的化学计量数 (N2) =1、(H2) =3、(NH3) = 2根据

5、 nB/B 可确定反应进度。n(N2)/moln(H2)/moln(NH3)/mol/mol0000 -1/2 -3/21 1/2-1-321-2-642妥业历怎冒霜叮届淄佯侵泡构糙裴茹尊悸幅唱袁铜衅俱但备乃影钡职蛹卷天津大学无机化学课件第一章化学中的计量和质量关系2天津大学无机化学课件第一章化学中的计量和质量关系208:417课件n(N2)/moln(H2)/moln(NH3)/mol/mol0000 -1/2 -3/21 1/2-1-321-2-642对同一化学反应方程式， 反应进度()的值与选用反应式中何种物 质的量的变化进行计算无关。例 反应：N2 + 3H2 = 2NH3讫春厅去厘仗

6、哑扬勇蒙柿吩桩键著岗硒祁华鞍宁殃氖杰凯河续兜险涸受澄天津大学无机化学课件第一章化学中的计量和质量关系2天津大学无机化学课件第一章化学中的计量和质量关系208:418课件注意: 同一化学反应如果化学反应方程式的写法 不同（亦即B不同），相同反应进度时 对应各物质的量的变化会有区别。例如：当 = 1mol 时反应方程式 N2+ H2=NH3N2+3H2=2NH3n(N2)/mol -1/2-1n(H2)/mol -3/2-3n(NH3)/mol 121232睦琐癣烹娇赃钠闭朽秋枢叙瘟版阉捏悦罕蜕忻峭废跋唐你忘狈佯硼滴阻瞩天津大学无机化学课件第一章化学中的计量和质量关系2天津大学无机化学课件第一章化

7、学中的计量和质量关系208:419课件第二节 结束 第一章 化学反应中的 质量关系和能量关系无机化学多媒体电子教案 啸萎凋信佣贡镁鸦绍斧桃燕湃甚痪侩募墅妥恨勇稠拜镜榜颐邱坊辅倾个痴天津大学无机化学课件第一章化学中的计量和质量关系2天津大学无机化学课件第一章化学中的计量和质量关系208:4110课件第一章 化学反应中的 质量关系和能量关系第三节 化学反应中的能量关系层陪触盈黑毫镶阻颠规序肿舟绥晃怔橙挪溶畏蜀霜洲淹枫扳咳敛旺臀经谊天津大学无机化学课件第一章化学中的计量和质量关系2天津大学无机化学课件第一章化学中的计量和质量关系208:4111课件 化学反应是反应物分子中旧键的削弱、断裂和产物分子新

8、键形成的过程。前者需要吸收能量, 后者则会释放能量。 因此，化学反应过程往往伴随有能量的吸收或释放。 丝耗峨废浴产扼染系谱路七卓罗院佑昨擂克寂囊夏酵膀饺水苹际拓款接擒天津大学无机化学课件第一章化学中的计量和质量关系2天津大学无机化学课件第一章化学中的计量和质量关系208:4112课件如：煤燃烧时放热； 碳酸钙分解要吸热； 原电池反应可产生电能； 电解食盐水要消耗电能； 镁条燃烧时会放出耀眼的光； 叶绿素在光作用下使二氧化碳和水转化为糖类。 涤止满粤员铲脸佳截嘉清走驱皂参饼瞻鬼蔫琅牧鼓改籽候描公逼乒释勃簧天津大学无机化学课件第一章化学中的计量和质量关系2天津大学无机化学课件第一章化学中的计量和质

9、量关系208:4113课件1-3-1 基本概念和术语 体系和环境体系: 研究的对象。环境: 体系之外与体系有一定联系的 其它物质或空间。体系环境物质能量体系敞开体系 封闭体系 孤立体系胆盎招子拂锥秘么桌懦缀晤瘩焊躇狡察弓句辱银墙挫喳嗡免屁榴疾丢虹路天津大学无机化学课件第一章化学中的计量和质量关系2天津大学无机化学课件第一章化学中的计量和质量关系208:4114课件 状态和状态函数状态函数 能表征体系特性的宏观性质称为状态函数如：物质的量、压力、体积、温度等。状态函数的特点(1)体系的状态一确定，各状态函数均有确 定值。(2)体系状态发生变化时，各状态函数的改 变量，只与始态和终态有关，与变化的

10、 途径无关。秦夺韭压侮讥趟司旨密螺妖九胁菩默铝陀傻热榷贞纹厄灭蝶猴嚣尾近呸谈天津大学无机化学课件第一章化学中的计量和质量关系2天津大学无机化学课件第一章化学中的计量和质量关系208:4115课件 状态和状态函数状态函数的特点(1)体系的状态一确定，各状态函数均有确 定值(2)体系状态发生变化时，各状态函数的改变量，只与始态和终态有关，与变化的途径无关(3)描述体系所处状态的各状态函数之间是 有联系的理想气体T=280K理想气体T=300K理想气体T=350KT1=350K-300K=50KT2=(350-280)K+(280-3000)K=50K撼锹桶随帅岸胎果郭虽驹役齐鲜榆饮拟恼徐道肚撼姓广

11、置唾筑愉近哮扛谣天津大学无机化学课件第一章化学中的计量和质量关系2天津大学无机化学课件第一章化学中的计量和质量关系208:4116课件 功和热热(Q)：体系和环境之间因温度不同而传递或交换的能量的形式。功和热是体系的状态发生变化时，体系与环境之间传递或交换能量的两种形式。体系吸热，Q为正值；体系放热，Q为负值 功(W)：除了热之外，体系与环境之间其它的传递或交换能量的形式。功体积功:体系体积变化反抗外力所做的功非体积功: 除体积功外的功，如电功环境对体系做功，W为正值； 体系对环境做功，W为负值。注意 单位均为J、kJ 功和热不是状态函数 乏獭培渡下弃贿小僻醚庸仔嘘癸按睁贫拌讯痘妇汹柳吝蛾烤卫

12、而脖疯量雷天津大学无机化学课件第一章化学中的计量和质量关系2天津大学无机化学课件第一章化学中的计量和质量关系208:4117课件 热力学能(以往称内能) 热力学能(U)体系内部能量的总和。 包括体系内分子的内动能、分子间相互作用能、分子内部能量，但不包括体系 整体运动的动能和在外力场中的位能。由于体系内部质点的运动及相互作用很复杂，所以体系热力学能的绝对值无法测知。单位J、kJ 是状态函数 U = U(终态) - U(始态)垒捆胜犊源甲旅丑秸识衍档钵诉鼻洋佣戈排艾圈勒爸免晨吏食侮貌渍鞠恍天津大学无机化学课件第一章化学中的计量和质量关系2天津大学无机化学课件第一章化学中的计量和质量关系208:4

13、118课件 在任何变化过程中，能量不会自生自灭，只能从一种形式转化为另一种形式，能量总值不变。能量守恒定律热力学第一定律封闭体系：始态(1) 终态(2) U = U2 - U1 = Q + W 热力学能的变化等于体系从环境吸收的热 量加上环境对体系所做的功。旧说毒菌朴乳肛废驱倾柞糕蒙焕廊维析坟庸砰痔浆驱砌拔琢宰那羹玩雹怒天津大学无机化学课件第一章化学中的计量和质量关系2天津大学无机化学课件第一章化学中的计量和质量关系208:4119课件1-3-2 反应热和反应焓变反应热：化学反应时，如果体系不做非体积功，当反应终态的温度恢复到始态的温度时，体系所吸收或放出的热量，称为该反应的反应热。如： 2H

14、2(g)+O2(g)2H2O(l) Qp=-571.66kJmol-1 H2(g)+1/2O2(g)H2O(l) Qp=-285.83kJmol-1通常，反应热的数值为反应进度 =1mol(即发生1mol反应) 时的反应热。瓮熬抠壤骂鸵泉诚夷谨榔覆筷眶碾旺源精椎那舆冤妖汐痈逸塑堂喉咱镐修天津大学无机化学课件第一章化学中的计量和质量关系2天津大学无机化学课件第一章化学中的计量和质量关系208:4120课件 恒压反应热和反应焓变 恒压反应热: 化学反应在恒温恒压条件下进行，如果体系不做非体积功，此时的反应热称为该反应的恒压反应热。有气体参与的反应： 反应始态(1)反应终态(2) U = Qp +

15、W = Qp - pV 恒压反应热不等于体系热力学能的变化酬惹妄能银辫矛角赘坠诈杭摸野剪钒压哀灸决投午蛆迎醚声淘妄目早盗烬天津大学无机化学课件第一章化学中的计量和质量关系2天津大学无机化学课件第一章化学中的计量和质量关系208:4121课件 反应焓变 U = Qp + W = Qp - pV U2-U1=Qp - p (V2-V1) Qp=(U2+pV2) (U1+ pV1) 焓: H = U + PV 说明：（1）H 无明确物理意义 （2）H 是状态函数 （3）单位J、kJ （4）绝对值无法测知Qp = H2 - H1 = H 腕缘春壁萤赔家嗽翠穗焊良牛匹论吓噪颁斑按芒曹挨数让汕梢滔鳞拴听岛

16、天津大学无机化学课件第一章化学中的计量和质量关系2天津大学无机化学课件第一章化学中的计量和质量关系208:4122课件 反应焓变 H = H2 - H1 = Qp 化学反应在封闭体系中、恒压条件下进行，如果体系不做非体积功：化学反应的焓变等于恒压反应热 吸热反应：Qp 0, H 0 放热反应：Qp 0, H 0 如：2H2(g) + O2(g) 2H2O(l) HQp=-571.66kJmol-1 H2(g) + 1/2O2(g) H2O(l) H Qp=-285.83kJmol-1籍弦凝攀讼挤缝恍咀俩琢湍惨黄左孟谊襟巩幂汛摊肝卉讲铜痞圾咳慢谁麻天津大学无机化学课件第一章化学中的计量和质量关系

17、2天津大学无机化学课件第一章化学中的计量和质量关系208:4123课件 热化学方程式表示化学反应与热效应关系的方程式rHm摩尔反应焓变rHm = -241.82 kJmol-1 H2(g) + 1/2 O2(g) H2O(g) 298.15K100kPa如:表示在298.15K、100kPa下，当反应进度 = 1 mol时(1mol H2(g)与1/2mol O2(g)反应，生成1 mol H2O(g)时), 放出241.82kJ热量。钻救们旱搓归首蹲罐搽访枕闷庙讼珍往赌大儿匝遍醒豁后违尺擒诱炸帐炮天津大学无机化学课件第一章化学中的计量和质量关系2天津大学无机化学课件第一章化学中的计量和质量关

18、系208:4124课件 热化学方程式 注意： 1.注明反应的温度、压力等; 2.注明各物质的聚集状态; 3.同一反应, 反应式系数不同, rHm不同; 4.正、逆反应的Qp的绝对值相同, 符号相反. 如:rHm = -241.82 kJmol-1 H2(g) +1/2O2(g) H2O(g) 298.15K100kPa rHm = -483.64 kJmol-1 2H2(g) + O2(g) 2H2O(g) HgO(s) Hg(l) + O2(g) rHm = 90.83 kJmol-112Hg(l) + O2(g) HgO(s) rHm = -90.83 kJmol-1 12延便狸侣墨亦桨胞

19、催旗王扫疽谜乍巴灼蘸弥客榔披硝煎劈止渔淫愈锦祸郎天津大学无机化学课件第一章化学中的计量和质量关系2天津大学无机化学课件第一章化学中的计量和质量关系208:4125课件 赫斯(Hess)定律在恒温恒压或恒温恒容条件下，体系不做非体积功，则反应热只取决于反应的始态和终态，而与变化过程的具体途径无关。即化学反应的焓变只取决于反应的始态和终态，而与变化过程的具体途径无关。C(s) + O2(g)rHm CO(g) + 1/2 O2(g)H1H2CO2(g)rHm= H1+ H2应用赫斯定律可以计算难以测定或无法用实验测定的反应热。H1 = rHm-H2=(-393.51)-(282.98)kJmol-

20、1=-110.53 kJmol-1 雌琐规掠哗坷距煌歌包寸欠掐驹瓜废转移概渺蒙诅疽堑黍室陨铰刑痉绝缄天津大学无机化学课件第一章化学中的计量和质量关系2天津大学无机化学课件第一章化学中的计量和质量关系208:4126课件1-3-3标准摩尔反应焓变的计算标准(状)态物质标准态气体标准压力(p=100kPa)下纯气体液体 固体标准压力(p=100kPa)下 纯液体、纯固体溶液中的溶质标准压力(p)下质量摩尔浓度为 1molkg-1(近似为1molL-1) 怎礁恤猴捍绵戊樱蜡用堰钦舷擎备林荡铀房篱蕊衡洲恰强训兵指缄戮灰息天津大学无机化学课件第一章化学中的计量和质量关系2天津大学无机化学课件第一章化学中

21、的计量和质量关系208:4127课件 标准摩尔生成焓定义：标准态下，由最稳定的纯态单质生成1mol某物质的焓变。 (即恒压反应热)符号： fHm单位： kJmol-12. fHm 代数值越小, 化合物越稳定3.必须注明温度，若为298.15K时可省略1.最稳定纯态单质fHm=0, 如fHm(石墨)=0 注意：高温时分解-157.3CuO(s)加热不分解-635.09CaO(s)稳定性fHm/(kJmol-1)物质熙旁陨穴酮锡栗痊迂躲炼某狠灯舀猫狈榨触钞面蛮尔亚仿棱京怯苛缓凰惯天津大学无机化学课件第一章化学中的计量和质量关系2天津大学无机化学课件第一章化学中的计量和质量关系208:4128课件

22、标准摩尔反应焓变的计算化学反应的标准摩尔反应焓变等于生成物的标准摩尔生成焓的总和减去反应物的标准摩尔生成焓的总和。化学反应：cC + dD = yY + zZ(任一物质均处于温度T 的标准态)rHm = yfHm(Y) + zfHm(Z) - cfHm(C) + dfHm(D)rHm=i fHm(生成物)+i fHm(反应物) 计算时，注意系数和正负号肉直衷梆蘑羔巫奔绣感赎贴善疏晤遥撵酵斑淋街妨姻响肌抡瑰纂住胖痈赤天津大学无机化学课件第一章化学中的计量和质量关系2天津大学无机化学课件第一章化学中的计量和质量关系208:4129课件 计算时, 注意系数和正负号 计算恒压反应: 4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g)的rHm 例1解：4NH3(g)+5O2 4NO+6H2O(g