普通化学第一章2012修改.ppt
《普通化学第一章2012修改.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《普通化学第一章2012修改.ppt(81页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、材料科学与化学工程学院 主讲:岳琪 手机:13704817960 Email:,普通化学,学科交叉与渗透更普遍,化学与社会 Chemistry in Context Applying Chmistry to Society 美 Lucy Pryde Enbanks Catherine H. Middlecamp 等编著 国家自然科学基金委员会化学部 中国科学院化学部 资助出版 国外优秀科技著作出版专项基金,第一章 化学热力学基础 第二章 化学反应的方向、限度和速率 第三章 酸碱平衡、沉淀平衡及配位平衡 第四章 电化学基础 第五章 物质结构基础 第六章 元素及其化合物 第七章 高分子化学简介,课
2、时:40 学时 理论课32 学时,实验课8学时 成绩:期末考试占80 实验成绩占20,高温炼铁,为什么不能用同样的方法进行高炉炼铝?,NO, CO,NO, CO是汽车尾气中的有毒成分,它们能否相互反应生成N2和CO2。,?,金刚石,石墨,第一章 化学热力学基础,热力学:专门研究能量相互转变过程中所遵循的规律的一门科学。,化学热力学:用热力学的理论和方法研究化学反应方向问题、化学反应过程的能量变化问题以及化学反应进行的程度问题。,1.1 热力学基本概念,体系之外并与体系有密切联系的那部分物质 或空间称为环境。,被划分出来作为研究对象的那部分物质或空 间称为体系(系统)。,1.1.1 体系和环境,
3、1.1 热力学基本概念,敞开体系:体系与环境之间既有物质 交换,又有能量交换。,体系分类:敞开体系 封闭体系 孤立体系 依据:根据体系与环境之间有无物质和能量交换。,封闭体系:体系与环境之间只有能量 交换,而没有物质交换。,孤立体系:体系与环境之间既没有 物质交换也没有能量交换。,敞开体系,封闭体系,孤立体系,动画来源:绍兴文理学院无机及分析化学,用来描述体系状态的物理量(n、p、T、V、U、H、S、G)叫做状态函数。,由一系列表征体系宏观性质的物理量所确定下来的体系的存在形式称为体系的状态。,1.1.2 状态和状态函数,方式1: p= p2-p1= 100 kPa V=V2-V1= -1 L
4、 T=T2-T1= 0 K,方式2: p= (p3-p1)+ (p2-p3)= 100 kPa V= (V3-V1)+ (V2-V3) = -1 L T=(T3-T1)+ (T2-T3) = 0 K,状态函数的特征,体系状态一定,状态函数值一定,体系状态变化时,状态函数值的变化只与体系的始态和终态有关,而与变化途径无关,循环过程状态函数的变化值为零,体系的状态由于外界条件的改变会发生变化,这种状态变化称为过程。,1.1.3 过程和途径,根据过程发生时的条件不同,可分为以下几类:,变化过程可以采取多种不同的具体形式,我们把实现过程的每一种具体的形式称为途径。,不同途径的示意图,热力学能(内能):
5、 是体系内各种形式的能量的总和,用符号U表示。单位: J 或 kJ,能量包括:组成体系的各种粒子(如分子,原子,电子,原子核等)的动能(如分子的平动能,振动能,转动能等)以及粒子间的相互作用的势能(如分子的吸引能,排斥能,化学建能等)。,1.1.4 热力学能,热力学能特点: 状态函数; 其绝对值不可测量; 具有加和性,热力学能的大小与体系的温度,体积,压力以及物质的量有关。 温度反映体系中各粒子运动的激烈程度; 体积反映粒子间的相互作用,反映的势能; 热力学能与体系中物质的量成正比。,动画来源: 绍兴文理学院 无机及分析化学,状态函数性质: 广延性质:与物质量有关,如v,n. 强度性质:与物质
6、量无关,如t,p.,定义: 体系与环境之间因温差而传递的能量称为热,以符号Q表示。单位: J 或 kJ,热是物质运动的一种表现形式,和大量分子子无规则运动有关。是物质在分子水平上运动的结果。,1.1.5 热和功,1. 热,规定: 若体系吸热,Q 0 若体系放热,Q 0,热量不是状态函数,只有体系的状态发生变化时,体系与环境之间才存在能量的交换,才有热量。,规定: 若环境向体系做功,W 0 若体系向环境做功,W 0,定义: 除热之外,在体系和环境之间被传递的其它能量,称为功,以符号W表示。单位: J 或 kJ,功和热都与途径有关,不是状态函数,2. 功,功的分类,体积功外的所有其他形式的功称为非
7、体积功。如电功、表面功等。,由于体系体积变化而与环境交换的能量,称为体积功。,体积功,非体积功,体系做功: W = p外V,体积功的计算,外力做功:,体系做功:W = P外 V,W = (P A) h= P V,该图来自北大无机化学课件,5组基本概念,1. 体系和环境,2. 状态和状态函数,3. 过程和途径,4. 热力学能U,5. 热和功,敞开、封闭、孤立,状态函数特征,恒温、恒压、恒容、绝热,状态函数、具有加和性、绝对值不可测,过程函数,正负号规定,体积功,1.2 化学反应的能量守恒与反应热效应,1.3 化学反应热效应的理论计算,1.1 热力学基本概念,1.2 化学反应的能量守恒与反应热效应
8、,1.2.1 热力学第一定律,热力学第一定律的数学表达式:,U = Q + W,热力学第一定律内容(能量守恒和转化定律):,体 系,环境,U 0,U 0,热力学第一定律的数学表达式:,U = Q + W,起始状态为U1的体系,假设体系放出200 J的热量,环境对体系做了350 J的功,计算体系的能量变化和终态U2。,解: 由题意可知: Q=200 J;W=+ 350 J U=Q + W 200 J + 350 J=150 J 因为 U2U1 = U 所以 U2 = U1 + U = U1 + 150 J,定义: 当生成物与反应物的温度相同时,体系不做非体积功,化学反应过程中体系所放出或吸收的热
9、量称为该反应的反应热效应,简称热效应或反应热。,分类: 恒容热效应 恒压热效应,1.2.2 化学反应的热效应,恒容热效应 QV,在恒容过程中完成的化学反应称为恒容反应,其热效应称为恒容热效应。,体 系,U = Qv,恒容热效应特点: U = Qv 取决于体系的始态和终态,但非状态函数。,点火线,恒容反应热效应的测量,弹式热量计,反应热Qv ?,Q = - cm(T2-T1) = - cmT Q 水 = c水m水T Q 弹= c弹m弹T Q = -( Q水 + Q 弹),恒压热效应 Qp,在恒压过程中完成的化学反应称为恒压反应,其热效应称为恒压热效应。,体系,恒压热效应的计算,U = Qp p外
10、 V,W = pV,U 2 - U 1 = Qp -(p2V2 -p1V1),Qp=(U 2 p2V2) (U 1+ p1V1),如果体系是在等压,只做体积功下变化, 即 p1 = p2 = p外,U 2 - U 1 = Qp p外(V2 -V1),H: 是一个新的热力学函数,称为焓; 单位:J 或 kJ,焓变: H = Qp,令: H = U + pV,焓的特点: 焓是状态函数; 绝对值无法测量; 具有加和性,H0 吸热 H0 放热,一、选择题 (1)下列对于功和热的描述中,正确的是 ( ) A. 都是过程函数,对应于某一状态有一确定值。 B. 都是过程函数,无确定的变化途径就无确定的数值。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 普通 化学 第一章 2012 修改
链接地址:https://www.31doc.com/p-2157681.html