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文档简介
第六章化学热力学初步§6.1热力学第一定律一、热力学中几个基本概念1.体系和环境:热力学中研究的对象为体系,称体系以外的其他部分为环境.2.状态和状态函数3.过程和途径可逆过程
4.化学计量数和反应进度
1.解决反应热量问题2.判断变化的方向问题.N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)各计量数(N2)=-1(H2)=-3(NH3)=2反应进度,单位是mol如上述反应消耗了1.5molN24.5molH2
生成了3mol的NH3则该反应进度为=-1.5mol/-1=-4.5mol/-3=3mol/2=1.5mol.注意:对不同反应式有不同的进度;如同样反应消耗1.5molN2对上述反应进度为1.5mol,但对于下式反应1/2N2(g)+3/2H2(g)=NH3(g)反应进度为3mol.反应热的测量,Q或q表示热量,单位用J(焦耳)、kJ(千焦)
系统放出热量,则q为负值;系统吸收环境的热量,则q为正值装置图P12图1.2一般用已知燃烧热的样品测试量热计的热容C:q(已知)=-C
TC含水的总热容和仪器的热容q(未知)=-C
T‘.§1.2反应热理论计算一、热力学第一定律1、能量守恒定律2、焓的定义3、qv与qp差别4、反应热的表示5、盖斯定律.二、标准摩尔生成焓在温度T、标准压力p
(100kPa)
)下,由稳定单质生成1mol某物质时,所产生的反应热就叫该物质的标准摩尔生成热,单位:kJ.mol-1,符号DfHm
注:稳定单质?对于存在多种单质形式的有特指,如磷指白磷,碳指石墨等。该温度、压力下的稳定状态:如书中数据常是标准压力、298K的数据。该条件下氯的稳定状态是Cl2(g),而不是Cl2(l);溴是Br2(l),而不是Br2(g);碘是I2(s),而不是I2(l);.H2(g)+1/2O2(g)H2O(g)
DHm
(298.15)=-241.82KJ.mol-1
DfHm
C
(s)+O2(g)
CO2(g)DfHm(g,CO2)=-393.5
2H2(g)+O2(g)2H2O(g)DHm
(298.15)=-483.64kJ.mol-1H2(g)+1/2O2(g)2H2O(l)DfHm
(l,298.15)=-285.83kJ.mol-1.有了标准生成焓数据,任意反应即可查表计算反应热。如:4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)查表:DfHm(NH3,g)=-46.11kJ.mol-1DfHm(NO,g)=90.25kJ.mol-1DfHm(H2O,g)=-241.82kJ.mol-1
DrHm=4DfHm(NO,g)+6DfHm(H2O,g)-4DfHm(NH3,g)=4×90.25+6×(-241.82)-4×(-46.11)=-905.48kJ.mol-1
.三、从其它数据计算反应热1.从燃烧热cm计算CH3OH(l)+O2CO2+2H2Ocm=-726.6CH2O(g)+O2CO2+H2Ocm=-563.6CH3OH(l)+O2CH2O(g)+H2O(l)rm=-726.6-(-563.6)=-163.0kJ·mol-1.2.从键能估算反应热Ec=c=602,EO-H=458.8,EC-H=411Ec-c=345.6,Ec-o=357.7kJ·mol-1rm=4EC-H+1×Ec=c+2×EO-H
-[5EC-H+1×Ec-c+1×Ec-o+1×EO-H]=
Ec=c+
EO-H-EC-H-Ec-c-
Ec-o
=602+459-411-346-358=-54kJ·mol-1.§6-3化学反应的方向一、影响反应方向因素为什么总是H2+O2H2O
rm<0?体系释放能量,使体系趋向稳定?2H2(g)+O2(g)2H2O(g)rm=-483.64C+O2(g)CO2(g)rm=-393.51HCl+NaOHNaCl+H2Orm=-55kJ·mol-1但是.CaCO3(s)
CaO(s)+CO2(g)rm
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