普通化学.ppt
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1、普通化学 General Chemistry *NECPKU 08-09学生名单 学号姓名学号姓名学号姓名 00503005龙龙00786077邓志超00812012张晓玉 00503016邢济谦00812001吕鑫00812013詹彦 00503032吴文琪00812002韩薇00812014张华添 00503033张明洁00812003史文婧00812015高鹏 00503056陈晓理00812004张天骥00812016刘凤麟 00503057贾森00812005景宇轩00812017邹明 00503059张晴00812006郭城桓00812018叶立金 00686057王新巍00812
2、007牛琨00812019邓轲 00686073王祎轩00812008张莉00812020周弋涛 00712002蒋里00812009殷义栋00812021叶姮 00712093杨晓雪00812010孙勇00812022梅瑛倩 00786074郭逸人00812011郭博然00812023王晔 DateNECPKU 08-09学生名单 学号姓名学号姓名学号姓名 00812024马鑫冰00812036肖竹韵00886001杨双悦 00812025黄秋岳00812037李紫嫣00886002刘晗 00812026王洪浩00812038张昭昱00886003张昭 00812027韩雷00812039郭
3、星艳00886004刘芃 00812028彭一郎00812040韦泽骕00886005谢宁馨 00812029潘路00812041妙关素00886006刘玚 00812030熊林00812042宋桔尔00886007徐东辉 00812031魏费翔00812043邓世彪00886008王维 00812032云天林00812045唐嘉伟00886009孟繁星 00812033邓正宾00812046程翔00886010郝宇清 00812034李蔚然00812047谢亚彤00886011苑远 00812035王潮00812048沈阳00886012高岳 DateNECPKU 08-09学生名单 学号姓
4、名学号姓名学号姓名 00886013李洋00886025商亮亮00886037张振国 00886014刘广宇00886026吴国藩00886038孔超 00886015刘英杰00886027孙宛晨00886039王少杰 00886016周光照00886028王汉雄00886040周凯 00886017王擎00886029胡骏00886041葛梦漪 00886018崔岁寒00886030张蕴弛00886042杨翔 00886019赵荣奂00886031金炜炜00886043李彪 00886020王启尧00886032唐幸00886044陈博健 00886021刘传琨00886033章鹏飞0088
5、6045濮实 00886022王世浩00886034吴蕴超00886046孙文跃 00886023于文君00886035叶茜00886047董百强 00886024王启晨00886036张健00886048罗浩 DateNECPKU 08-09学生名单 学号姓名学号姓名学号姓名 00886050杨艳00886062张泽群00886074赵泽钦 00886051钟芳盼00886063吕鹏00886075陈志杰 00886052贡冀煊00886064李翔00886076龙炳艺 00886053张学明00886065褚世敢00886077袁斌 00886054王秋月00886066邓尧0088607
6、8黄潇文 00886055周洁00886067张汝达00886079李青 00886056赵宇00886068皮敏捷00886080李全冬 00886057杜广00886069胡斯特00886081唐慧莹 00886058孙永奇00886070李鹏基00886082陈曦 00886059黄海龙00886071张昆罡00886083虞渊 00886060梁文恺00886072杨志达00886084温丽群 00886061张宸00886073叶嘉俊00886085白若冰 DateNECPKU 08-09学生名单 学号姓名学号姓名学号姓名 00886086孙梦荷 00886087刘斐 0088608
7、8刘西河 00886089李浩 00886090唐肖 00886091周子桓 00886092殷秋运 00886093胡玥 00886094卢港龙 DateNECPKU 作 业 P108-110: 5.5,5.7, 5.11, 5.12, 5.15, 5.16, 5.17, 5.18, 5.22; P126-128: 6.2, 6.5,6.6,6.7,6.8, 6.9, 6.11, 6.12, 6.17,6.18, 6.19, 6.21, 6.22,6.24 交作业时间:10月17日 交作业对象:学号末位为*的同学(包括重修的同 学) DateNECPKU 化学热力学 一、化学热力学 二、化学
8、热力学常用术语 三、热力学第一定律(第二、第三定律) 四、反应的自发性,反应方向的判断 五、化学平衡 六、温度、浓度、压力对化学平衡的影响 (普通化学原理第五章、第六章) DateNECPKU 化学热力学? DateNECPKU 化学热力学? 2H2(g) + O2(g) 2H2O(g) Pt cat 为何有些过程能自发进行?有些过程用人工 方法无法实现? 温度为何对自发过程有影响? T00C,冰为何融化? H2O(s)H2O(l) T液态的标准熵固 态的标准熵; 同类物质,摩尔质量M越大,标准熵值越大; 气态多原子分子的标准熵值气态单原子分子 的标准熵值; 摩尔质量相同的不同物质,结构越复杂
9、,其 标准熵值越大; 同一种物质的熵随温度升高而增大; 压力对固态、液态物质的熵值的影响较小, 对气态物质的熵值的影响较大。 DateNECPKU 标准熵变 熵是具有容量(广度)性质的热力学状态 函数;化学反应前后物质的标准熵之差, 既为对应化学反应的熵变。 DateNECPKU 若干反应的标准熵变/Jmol-1K-1 化学反应标准 熵变 n气n总 2Fe2O3(s)+3C(s)4Fe(s)+3 CO2(g) 2Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s) +3CO2(g) CaO(s)+SO3(g) CaSO4(s) N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) N2(g)+O2(g) 2NO(g
10、) N2O4(g) 2NO2(g) +558 +15 -189 -198 +25 +176 +3 0 -1 -2 0 +1 - - - - - - PbI2(s) Pb(s)+I2(s) NH4Cl(s) NH4+(aq)+Cl- (aq) CuSO45H2O(s) CuSO4(s)+5H2O(l) +5 +75 +159 - - - +1 +1 +5 DateNECPKU 关于熵、熵变的条件 凡涉及气体计量系数变化的反应,压力对熵变有明显 影响,因此必须强调压力条件; 标准熵和标准熵变分别代表体系处于标准状态下的数 据; 温度对化学反应熵变的影响不大。 物质的熵虽然随温度升高而增大,但是,当
11、温度升高时,生 成物和反应物的熵都随之增大,因此反应的熵变随温度的变 化就很小。 具体应用时,在一定温度范围内可忽略温度对熵变的影响。 熵变是判断反应自发性的因素之一。 DateNECPKU 焓(enthalpy),H DateNECPKU 焓(enthalpy),H 焓是一个与内能有关的状态函数,其值等于体系的内 能和体系所处状态时所承受的压力和体积的乘积之和 。 H=U+pV 一个化学反应是吸热还是放热,在特定条件下由生成 物和反应物的焓值之差决定。 H=H生成物-H反应物 H称作焓变,其值等于恒压反应热(Qp) H= Qp DateNECPKU 标准生成焓 在标态和T(K)条件下,由稳定
12、态单质生成1mol化合物 (或不稳定态单质或其它形式的物种)的焓变为该物 质在T(K)时的标准生成焓。 DateNECPKU 标准生成焓 按照生成焓的定义,稳定态单质本身的标准 生成焓等于零: DateNECPKU 化学反应的焓变 任何一个化学反应的标准焓变等于生成物的标准生成 焓之和减去反应物的标准生成焓之和。 DateNECPKU 键焓(B.E.) DateNECPKU 键焓(B.E.) 化学反应的本质,部分原子核外电子之间的结合方 式发生改变,也就是发生了化学键的改组。 化学反应的热效应也就是来源于化学键改组时键焓 的变化。 键焓在温度T和标准压力下,气态分子断开 1mol化学键的焓变。
13、 键焓是一个平均近似值 DateNECPKU 常见化学键的键焓 B.E. (x-y), kJmol-1 H F Cl Br I O S N P C Si 单键单键 H 436 F 565 155 Cl 431 252 243 Br 368 239 218 193 I 297 - 209 180 151 O 465 184 205 - 201 138 S 364 340 272 214 - - 264 N 389 272 201 243 201 201 247 159 P 318 490 318 272 214 352 230 300 214 C 415 486 327 276 239 343
14、289 293 264 331 Si 320 540 360 289 214 368 226 - 214 281 197 双键键 CC 620 C=N 615 C=O 708 C=S 578 O=O 498 N=N 945 S=O 420 S=S 423 叁叁健 CC 812 N N 945 C N 879 C O 1072 DateNECPKU 关于焓(H) 焓是状态函数H=U+pV 在等压条件下, H= U+pV 在等压条件下只做体积膨胀功的体系的焓变为: H=Qp 恒容变化过程中,不做其它功的体系的内能变化为: U=Qv 对于理想气体,在恒压条件下,有:pV= nRT 则:H= U+p
15、V= U+nRT 或 Qp=Qv+ nRT DateNECPKU 关于焓和焓变 焓是具有容量性质的状态函数,其值无法准确测定; 规定在标态和T(K)条件下,稳定单质的焓值(焓变) 为零; 吸热反应的焓变为正值,放热反应的焓变为负值; 焓变应对应于一个特指的化学反应; 键焓是一个近似平均值; 化学反应的焓变等于生成物的标准生成焓与反应物的 标准生成焓之差; 物质的状态变化时伴随着焓变,因此有关焓(焓变) 变应标明物质的状态。 DateNECPKU Gibbs自由能,G G=H-TS DateNECPKU Gibbs自由能,G 1876年, Gibbs提出将焓和熵归并在一起的热力学函 数,,称作G
16、ibbs自由能。 G=H-TS Spontaneous Non-spontaneous DateNECPKU Gibbs自由能,G Josiah Willard Gibbs (1839-1903) Gibbs和Gibbs自由能 Gibbs自由能是状态 函数; Gibbs自由能具有容 量性质。 DateNECPKU 标准Gibbs自由能 在标态及温度T条件下,由稳定态单质生 成1mol化合物(或非稳定态单质或其它形 式的物种)时的Gibbs自由能变标准 Gibbs自由能变。 DateNECPKU 等温变化过程的Gibbs自由能 G= H-T SGibbs-Helmholtz方程 各种物质都有各自
17、的标准Gibbs自由能; 在等温条件下,化学反应的Gibbs自由能变化是熵变 和焓变的综合效果。 GHS 化学反应自发进 行的方向 0自发正向进行 00 0 Process at equilibrium: Suniverse = 0 DateNECPKU 关于熵增的问题 因此 Suniv 是不断增加的! 在自发变化过程中,Suniv 是增加的,尽管一 个体系的 Ssyst 可能是减小的。 关于铁的生锈问题: 4Fe(s) + 3O2(g) 2Fe2O3(s) Ssyst0 于是有:Suniv = Ssyst + Ssurr 0 Ssurr Ssyst DateNECPKU 孤立体系的熵 n与环
18、境没有物质和能 量交换的体系孤立 体系 n Ssurr = 0 n 自发过程Ssyst 0 n平衡时: Ssyst = 0 DateNECPKU 热力学第三定律 DateNECPKU 热力学第三定律 任何理想晶体在绝对零 度时,熵都等于零。 The entropy of a pure crystalline substance at absolute zero is zero 理想晶体:S(0 K) = 0 固体液体气体的熵增过程 DateNECPKU 热化学定律 化学热力学对化学反应的指导作用 DateNECPKU 热化学定律 化学反应方程式成千上万; 有些反应简单而完全; 有些反应复杂而且
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