[其它技巧]02 第一定律

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1、2021-10-221第二章第二章 熱力學(xué)第一定律熱力學(xué)第一定律 主講：劉建主講：劉建材料與化學(xué)工程系材料與化學(xué)工程系 物理化學(xué)核心教程電子教案物理化學(xué)核心教程電子教案2021-10-222 第第2章章 熱力學(xué)第一定律熱力學(xué)第一定律2.1 熱力學(xué)概論熱力學(xué)概論2.2 熱力學(xué)的一些基本概念熱力學(xué)的一些基本概念2.3 熱力學(xué)第一定律熱力學(xué)第一定律2.4 焓和熱容焓和熱容2.5 理想氣體的熱力學(xué)能和焓理想氣體的熱力學(xué)能和焓 2.6 幾種熱效應(yīng)幾種熱效應(yīng) 2.7 化學(xué)反應(yīng)的焓變化學(xué)反應(yīng)的焓變 2021-10-223 2.1 熱力學(xué)概論熱力學(xué)概論1. 熱力學(xué)的研究對(duì)象熱力學(xué)的研究對(duì)象2. 熱力學(xué)的研究方

2、法和局限性熱力學(xué)的研究方法和局限性2021-10-224 2.1.1 熱力學(xué)的研究對(duì)象熱力學(xué)的研究對(duì)象 在發(fā)展初期在發(fā)展初期, ,熱力學(xué)主要研究熱力學(xué)主要研究熱和機(jī)械功之間的熱和機(jī)械功之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系相互轉(zhuǎn)化關(guān)系 Joule自自1840年起，用各種不同方法研究熱和年起，用各種不同方法研究熱和功的轉(zhuǎn)換關(guān)系，歷經(jīng)功的轉(zhuǎn)換關(guān)系，歷經(jīng)40余年，得出了熱與功的轉(zhuǎn)余年，得出了熱與功的轉(zhuǎn)換關(guān)系，后來(lái)稱之為換關(guān)系，后來(lái)稱之為熱功當(dāng)量熱功當(dāng)量 1 cal4.184 J為能量守恒定律打下了基礎(chǔ)為能量守恒定律打下了基礎(chǔ) 能量有各種不同的形式，能量有各種不同的形式，可以相互轉(zhuǎn)變，但能量的可以相互轉(zhuǎn)變，但能量的總值不

3、變。總值不變。2021-10-225 2.1.1 熱力學(xué)的研究對(duì)象熱力學(xué)的研究對(duì)象Joule （18181889） 英國(guó)物理學(xué)家英國(guó)物理學(xué)家 1818年生于曼徹斯特，自幼沒(méi)年生于曼徹斯特，自幼沒(méi)受過(guò)正規(guī)教育，自認(rèn)識(shí)受過(guò)正規(guī)教育，自認(rèn)識(shí)Dalton后，后，激發(fā)了對(duì)化學(xué)和物理的興趣。激發(fā)了對(duì)化學(xué)和物理的興趣。 他長(zhǎng)期與湯姆孫合作，共同他長(zhǎng)期與湯姆孫合作，共同發(fā)現(xiàn)了焦耳發(fā)現(xiàn)了焦耳-湯姆孫效應(yīng)。湯姆孫效應(yīng)。 人們?yōu)榱思o(jì)念他，把能量的人們?yōu)榱思o(jì)念他，把能量的單位定為單位定為J（焦耳）（焦耳） 他用各種方法進(jìn)行了他用各種方法進(jìn)行了四百多四百多次次的實(shí)驗(yàn)，歷經(jīng)的實(shí)驗(yàn)，歷經(jīng)40多年，獲得了多年，獲得了熱功當(dāng)量

4、的值。熱功當(dāng)量的值。2021-10-226 2.1.1 熱力學(xué)的研究對(duì)象熱力學(xué)的研究對(duì)象 （2）判斷在某條件下，指定的熱力學(xué)過(guò)程變化）判斷在某條件下，指定的熱力學(xué)過(guò)程變化的方向和可能達(dá)到的最大限度。的方向和可能達(dá)到的最大限度。1. 相變的方向相變的方向2. 化學(xué)變化的方向化學(xué)變化的方向化學(xué)熱力學(xué)主要研究：化學(xué)熱力學(xué)主要研究： (1) 化學(xué)過(guò)程及其與化學(xué)密切相關(guān)的物理過(guò)程化學(xué)過(guò)程及其與化學(xué)密切相關(guān)的物理過(guò)程中的能量轉(zhuǎn)換關(guān)系。中的能量轉(zhuǎn)換關(guān)系。 2021-10-227 2. 1.2 熱力學(xué)的研究方法和局限熱力學(xué)的研究方法和局限性性熱力學(xué)的研究方法熱力學(xué)的研究方法 研究對(duì)象是大數(shù)量分子的集合體，研究

5、其宏觀研究對(duì)象是大數(shù)量分子的集合體，研究其宏觀性質(zhì)，所得結(jié)論具有統(tǒng)計(jì)意義。性質(zhì)，所得結(jié)論具有統(tǒng)計(jì)意義。 只考慮變化前后的凈結(jié)果，不考慮變化的細(xì)只考慮變化前后的凈結(jié)果，不考慮變化的細(xì)節(jié)和物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)。節(jié)和物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)。 在一定條件下，能判斷變化能否發(fā)生以及進(jìn)行在一定條件下，能判斷變化能否發(fā)生以及進(jìn)行到什么程度，但不考慮變化所需要的時(shí)間。到什么程度，但不考慮變化所需要的時(shí)間。2021-10-228 2. 1.2 熱力學(xué)的研究方法和局限性熱力學(xué)的研究方法和局限性熱力學(xué)研究的局限性：熱力學(xué)研究的局限性：對(duì)于反應(yīng)對(duì)于反應(yīng) 熱力學(xué)研究認(rèn)為正向反應(yīng)的趨勢(shì)很大，反應(yīng)熱力學(xué)研究認(rèn)為正向反應(yīng)的趨勢(shì)很大，反應(yīng)基

6、本可以進(jìn)行到底，逆反應(yīng)的趨勢(shì)極小基本可以進(jìn)行到底，逆反應(yīng)的趨勢(shì)極小 。 無(wú)法說(shuō)明：如何使反應(yīng)發(fā)生，反應(yīng)有多少種途無(wú)法說(shuō)明：如何使反應(yīng)發(fā)生，反應(yīng)有多少種途徑，反應(yīng)的速率是多少，歷程如何等。徑，反應(yīng)的速率是多少，歷程如何等。 2221H (g)O (g)H O(l)2 反應(yīng)一旦發(fā)生，可以計(jì)算出反應(yīng)熱和平衡常數(shù)反應(yīng)一旦發(fā)生，可以計(jì)算出反應(yīng)熱和平衡常數(shù) 知道增加壓力、降低溫度對(duì)正反應(yīng)有利知道增加壓力、降低溫度對(duì)正反應(yīng)有利 。 熱力學(xué)研究是知其然而不知其所以然；只能熱力學(xué)研究是知其然而不知其所以然；只能判斷變化發(fā)生的可能性，而不講如何實(shí)現(xiàn)。判斷變化發(fā)生的可能性，而不講如何實(shí)現(xiàn)。2021-10-229 2

7、. 1.2 熱力學(xué)的研究方法和局限熱力學(xué)的研究方法和局限性性熱力學(xué)研究的必要性：熱力學(xué)研究的必要性： 當(dāng)合成一個(gè)新產(chǎn)品時(shí)，首先要用熱力學(xué)方法判當(dāng)合成一個(gè)新產(chǎn)品時(shí)，首先要用熱力學(xué)方法判斷一下，該反應(yīng)能否進(jìn)行，若熱力學(xué)認(rèn)為不能進(jìn)行，斷一下，該反應(yīng)能否進(jìn)行，若熱力學(xué)認(rèn)為不能進(jìn)行，就不必去浪費(fèi)精力。就不必去浪費(fèi)精力。 熱力學(xué)研究對(duì)指導(dǎo)科學(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)踐無(wú)疑有熱力學(xué)研究對(duì)指導(dǎo)科學(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)踐無(wú)疑有重要的意義。重要的意義。 熱力學(xué)給出的反應(yīng)限度，是理論上的最高值，熱力學(xué)給出的反應(yīng)限度，是理論上的最高值，只能設(shè)法盡量接近它，而絕不可能逾越它。只能設(shè)法盡量接近它，而絕不可能逾越它。2021-10-2210

8、2.2 熱力學(xué)的一些基本概念熱力學(xué)的一些基本概念1. 系統(tǒng)和環(huán)境系統(tǒng)和環(huán)境2. 系統(tǒng)的宏觀性質(zhì)系統(tǒng)的宏觀性質(zhì)3. 熱力學(xué)平衡態(tài)熱力學(xué)平衡態(tài)4. 狀態(tài)函數(shù)狀態(tài)函數(shù)5. 過(guò)程和途徑過(guò)程和途徑2021-10-22112.2.1系系統(tǒng)和環(huán)境統(tǒng)和環(huán)境1. 系統(tǒng)系統(tǒng)（system） 定義：定義：2. 環(huán)境（環(huán)境（surroundings ）：環(huán)境環(huán)境系統(tǒng)系統(tǒng)水作為系統(tǒng)水作為系統(tǒng)在熱力學(xué)中，將研究的對(duì)象在熱力學(xué)中，將研究的對(duì)象（物質(zhì)和空間）（物質(zhì)和空間）稱為系統(tǒng)（或體系）。稱為系統(tǒng)（或體系）。 與體系密切相關(guān)的周?chē)钠渑c體系密切相關(guān)的周?chē)钠渌镔|(zhì)和空間稱為環(huán)境。它物質(zhì)和空間稱為環(huán)境。注：系統(tǒng)與環(huán)境間有界面

9、。注：系統(tǒng)與環(huán)境間有界面。2021-10-2212 根據(jù)系統(tǒng)與環(huán)境之間的關(guān)系，把系統(tǒng)分為三類(lèi)：根據(jù)系統(tǒng)與環(huán)境之間的關(guān)系，把系統(tǒng)分為三類(lèi)：特點(diǎn)：特點(diǎn)：系統(tǒng)與環(huán)境之間系統(tǒng)與環(huán)境之間既有物質(zhì)交換既有物質(zhì)交換，又有能量交換又有能量交換。環(huán)境環(huán)境有物質(zhì)交換有物質(zhì)交換敞開(kāi)系統(tǒng)敞開(kāi)系統(tǒng)有能量交換有能量交換 2.2.1系統(tǒng)和環(huán)境系統(tǒng)和環(huán)境（1）敞開(kāi)系統(tǒng)（）敞開(kāi)系統(tǒng)（opened system）：）：水作為系統(tǒng)水作為系統(tǒng)2021-10-2213 2.2.1系統(tǒng)和環(huán)境系統(tǒng)和環(huán)境 根據(jù)系統(tǒng)與環(huán)境之間的關(guān)系，把系統(tǒng)分為三類(lèi)：根據(jù)系統(tǒng)與環(huán)境之間的關(guān)系，把系統(tǒng)分為三類(lèi)：特點(diǎn)：特點(diǎn)：系統(tǒng)與環(huán)境之間系統(tǒng)與環(huán)境之間無(wú)物質(zhì)交換無(wú)

10、物質(zhì)交換，但但有能量交換有能量交換。環(huán)境環(huán)境無(wú)物質(zhì)交換無(wú)物質(zhì)交換有能量交換有能量交換封閉系統(tǒng)封閉系統(tǒng)（2）封閉系統(tǒng)（）封閉系統(tǒng)（closed system）：）：水作為系統(tǒng)水作為系統(tǒng)2021-10-2214 2.2.1系統(tǒng)和環(huán)境系統(tǒng)和環(huán)境 根據(jù)系統(tǒng)與環(huán)境之間的關(guān)系，把系統(tǒng)分為三類(lèi)：根據(jù)系統(tǒng)與環(huán)境之間的關(guān)系，把系統(tǒng)分為三類(lèi)：特點(diǎn)：特點(diǎn)： 系統(tǒng)與環(huán)境之間系統(tǒng)與環(huán)境之間既無(wú)物質(zhì)交換既無(wú)物質(zhì)交換，又無(wú)能量交換又無(wú)能量交換，故又稱故又稱隔離系統(tǒng)隔離系統(tǒng)。環(huán)境環(huán)境無(wú)物質(zhì)交換無(wú)物質(zhì)交換無(wú)能量交換無(wú)能量交換孤立系統(tǒng)孤立系統(tǒng)(1)(1)（3 3）孤立系統(tǒng)（）孤立系統(tǒng)（isolated system）：）：202

11、1-10-2215封閉系統(tǒng)封閉系統(tǒng) + + 環(huán)境環(huán)境 = = （大）（大）孤立系統(tǒng)孤立系統(tǒng)封閉系統(tǒng)封閉系統(tǒng)大環(huán)境大環(huán)境無(wú)物質(zhì)交換無(wú)物質(zhì)交換無(wú)能量交換無(wú)能量交換孤立系統(tǒng)孤立系統(tǒng)(2)(2)把封閉系統(tǒng)和系統(tǒng)所處的環(huán)境一起作為孤立系統(tǒng)。把封閉系統(tǒng)和系統(tǒng)所處的環(huán)境一起作為孤立系統(tǒng)。 2.2.1系統(tǒng)和環(huán)境系統(tǒng)和環(huán)境環(huán)境環(huán)境2021-10-2216 答：答：不同體系之間不同體系之間能人為地相互轉(zhuǎn)化。能人為地相互轉(zhuǎn)化。1.以水為研究對(duì)象，說(shuō)明在下列各題中所處體系：以水為研究對(duì)象，說(shuō)明在下列各題中所處體系：2.敞開(kāi)、封閉和孤立體系之間能否人為地轉(zhuǎn)化？敞開(kāi)、封閉和孤立體系之間能否人為地轉(zhuǎn)化？依據(jù)是什么？依據(jù)是什

12、么？（1） 一杯水（不蓋與蓋）。一杯水（不蓋與蓋）。（2）一個(gè)保溫杯中的水（不蓋、蓋、蓋子擰緊）。）一個(gè)保溫杯中的水（不蓋、蓋、蓋子擰緊）。 它們相互轉(zhuǎn)化的依據(jù)是它們相互轉(zhuǎn)化的依據(jù)是體系和環(huán)境之間是否有體系和環(huán)境之間是否有能量和物質(zhì)的交換。能量和物質(zhì)的交換。2021-10-22172.2.2 系統(tǒng)的宏觀性質(zhì)系統(tǒng)的宏觀性質(zhì) 用用來(lái)描述系統(tǒng)熱力學(xué)狀態(tài)的來(lái)描述系統(tǒng)熱力學(xué)狀態(tài)的宏觀可測(cè)量的宏觀可測(cè)量的性質(zhì)，性質(zhì)，稱為系統(tǒng)的宏觀性質(zhì)。稱為系統(tǒng)的宏觀性質(zhì)。廣延性質(zhì)：廣延性質(zhì)：（又稱廣度性質(zhì)或容量性質(zhì)）（又稱廣度性質(zhì)或容量性質(zhì)）, , , , , , ,V m U H S A G 與系統(tǒng)的數(shù)量成正比。與系統(tǒng)

13、的數(shù)量成正比。例如：例如：2.2.分類(lèi)：分類(lèi)：強(qiáng)度性質(zhì)強(qiáng)度性質(zhì)： 與系統(tǒng)的數(shù)量無(wú)關(guān)。與系統(tǒng)的數(shù)量無(wú)關(guān)。例如：例如：, , , , p T 1.定義：定義：2021-10-22182.2.2 系統(tǒng)的宏觀性質(zhì)系統(tǒng)的宏觀性質(zhì)廣延性質(zhì)強(qiáng)度性質(zhì)物質(zhì)的量mVVn廣延性質(zhì)(1)廣延性強(qiáng)度性質(zhì)質(zhì)(2)mV例如：例如：例如：例如：廣延性質(zhì)和強(qiáng)度性質(zhì)可以相互轉(zhuǎn)化廣延性質(zhì)和強(qiáng)度性質(zhì)可以相互轉(zhuǎn)化2021-10-22192.2.3 熱力學(xué)平衡態(tài)熱力學(xué)平衡態(tài)12kTTT （1 1）熱平衡：）熱平衡：（2 2）力平衡：）力平衡：（3 3）相平衡：）相平衡：（4 4）化學(xué)平衡）化學(xué)平衡：12kppp各相組成和數(shù)量不隨時(shí)間而變

14、。各相組成和數(shù)量不隨時(shí)間而變。宏觀上反應(yīng)物和生成物的量不再宏觀上反應(yīng)物和生成物的量不再隨時(shí)間而變。隨時(shí)間而變。在沒(méi)有外界影響的條件下，體系的各部分在長(zhǎng)在沒(méi)有外界影響的條件下，體系的各部分在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)不發(fā)生任何變化時(shí)所處的狀態(tài)。時(shí)間內(nèi)不發(fā)生任何變化時(shí)所處的狀態(tài)。必須同時(shí)達(dá)到四種平衡必須同時(shí)達(dá)到四種平衡：2021-10-22202.2.41.體體系的狀態(tài)系的狀態(tài)： 在熱力學(xué)上指體系中一切宏觀性在熱力學(xué)上指體系中一切宏觀性質(zhì)的綜合表現(xiàn)。質(zhì)的綜合表現(xiàn)。 確定一瓶氣體的狀態(tài)，可用確定一瓶氣體的狀態(tài)，可用P、V、T及氣體及氣體 物質(zhì)的量物質(zhì)的量n來(lái)描述。當(dāng)它們的值一定時(shí)，狀態(tài)定。來(lái)描述。當(dāng)它們的值一定時(shí)，狀

15、態(tài)定。如：如：2.狀狀態(tài)函數(shù)：態(tài)函數(shù)：如：如：P、V、T等等2021-10-22212.2.4P =VnRT3.狀態(tài)函數(shù)的特點(diǎn)：狀態(tài)函數(shù)的特點(diǎn)： (1)體體系狀態(tài)一定，各狀態(tài)函數(shù)的值一定。系狀態(tài)一定，各狀態(tài)函數(shù)的值一定。(2)同同一狀態(tài)下，任何狀態(tài)函數(shù)都是其它狀態(tài)函一狀態(tài)下，任何狀態(tài)函數(shù)都是其它狀態(tài)函數(shù)的函數(shù)。數(shù)的函數(shù)。例：理想氣體，例：理想氣體，PV=nRT （即在同一狀態(tài)下，狀態(tài)函數(shù)的任意組合或運(yùn)算（即在同一狀態(tài)下，狀態(tài)函數(shù)的任意組合或運(yùn)算仍為體系的狀態(tài)函數(shù)）仍為體系的狀態(tài)函數(shù)）V =PnRT2021-10-22222.2.4d0ZZ 3.3.狀態(tài)函數(shù)的特點(diǎn)：狀態(tài)函數(shù)的特點(diǎn)： (3)(3)

16、狀態(tài)改變，狀態(tài)函數(shù)狀態(tài)改變，狀態(tài)函數(shù)Z的值一定改變。其改變的值一定改變。其改變量等于它的終態(tài)值與始態(tài)值之差量等于它的終態(tài)值與始態(tài)值之差, ,與變化的途徑無(wú)關(guān)。與變化的途徑無(wú)關(guān)。 (4)(4)經(jīng)歷任何一個(gè)循環(huán)，各狀態(tài)函數(shù)值的改變量均經(jīng)歷任何一個(gè)循環(huán)，各狀態(tài)函數(shù)值的改變量均為零。為零。 Z =Z2-Z1如果當(dāng)系統(tǒng)從狀態(tài)如果當(dāng)系統(tǒng)從狀態(tài)1變到狀態(tài)變到狀態(tài)2，注：狀態(tài)函數(shù)在數(shù)學(xué)上具有全微分的性質(zhì)注：狀態(tài)函數(shù)在數(shù)學(xué)上具有全微分的性質(zhì)2021-10-2223 2.2.4 狀態(tài)函數(shù)狀態(tài)函數(shù)最常用、可測(cè)量的狀態(tài)函數(shù)最常用、可測(cè)量的狀態(tài)函數(shù), , , p V T n（1 1）壓力，嚴(yán)格講是壓強(qiáng)，指單位面積上受的

17、力）壓力，嚴(yán)格講是壓強(qiáng)，指單位面積上受的力21 Pa1 N m/pF A（2 2）體積，系統(tǒng)所占的空間，其單位為）體積，系統(tǒng)所占的空間，其單位為3m（3 3）溫度，衡量系統(tǒng)冷熱的程度）溫度，衡量系統(tǒng)冷熱的程度2021-10-2224熱力學(xué)第零定律：熱力學(xué)第零定律： 當(dāng)兩個(gè)系統(tǒng)各自與第三個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡時(shí)，當(dāng)兩個(gè)系統(tǒng)各自與第三個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡時(shí)，這兩個(gè)系統(tǒng)也達(dá)到了熱平衡這兩個(gè)系統(tǒng)也達(dá)到了熱平衡 注：有了第零定律，可以用溫度計(jì)來(lái)測(cè)量各注：有了第零定律，可以用溫度計(jì)來(lái)測(cè)量各種系統(tǒng)的溫度種系統(tǒng)的溫度2021-10-2225 2.2.4 狀態(tài)函數(shù)狀態(tài)函數(shù) 為了對(duì)溫度計(jì)進(jìn)行刻度，就需要溫標(biāo)，以便為了對(duì)溫度

18、計(jì)進(jìn)行刻度，就需要溫標(biāo)，以便用數(shù)值來(lái)表示溫度。用數(shù)值來(lái)表示溫度。 （2）攝氏溫標(biāo)攝氏溫標(biāo)，目前還保留使用，用符號(hào)，目前還保留使用，用符號(hào)“ t ”表表 示，單位是示，單位是 /K273.15/Tt（1）熱力學(xué)溫標(biāo)熱力學(xué)溫標(biāo)，用符號(hào)，用符號(hào)“ T ”表示，單位是表示，單位是“K” 兩種溫標(biāo)的換算關(guān)系為兩種溫標(biāo)的換算關(guān)系為 2021-10-2226 2.2.5過(guò)程和途徑過(guò)程和途徑1.過(guò)程過(guò)程從始態(tài)到終態(tài)所具體經(jīng)歷的步驟稱為途徑。從始態(tài)到終態(tài)所具體經(jīng)歷的步驟稱為途徑。 在一定環(huán)境條件下，在一定環(huán)境條件下，體系狀態(tài)發(fā)生變化的經(jīng)過(guò)。體系狀態(tài)發(fā)生變化的經(jīng)過(guò)。(process):2.途徑途徑 (path):

19、注：注：(1)(1)同一個(gè)變化過(guò)程，可以由不同途徑來(lái)完成。同一個(gè)變化過(guò)程，可以由不同途徑來(lái)完成。(2)狀態(tài)函數(shù)的變化量與具體的途徑無(wú)關(guān)。狀態(tài)函數(shù)的變化量與具體的途徑無(wú)關(guān)。2021-10-22273.常見(jiàn)過(guò)程分類(lèi)：常見(jiàn)過(guò)程分類(lèi)：T初初=T終終=T環(huán)環(huán)=常數(shù)常數(shù) 2.2.5 過(guò)程和途徑過(guò)程和途徑（1）等溫過(guò)程：等溫過(guò)程：（2）等壓過(guò)程等壓過(guò)程：P初初=P終終=P環(huán)（外）環(huán)（外）=常數(shù)常數(shù)（3）等容過(guò)程等容過(guò)程：V初初=V終終=常數(shù)常數(shù)（4）絕熱過(guò)程：絕熱過(guò)程：Q=0（5）循環(huán)過(guò)程循環(huán)過(guò)程： 體系經(jīng)一系列變化后又恢復(fù)體系經(jīng)一系列變化后又恢復(fù)到始態(tài)。到始態(tài)。2021-10-2228熱力學(xué)對(duì)狀態(tài)與過(guò)程的

20、描述熱力學(xué)對(duì)狀態(tài)與過(guò)程的描述常用的兩種方法：常用的兩種方法：（1）用坐標(biāo)圖上的點(diǎn)、線描述法：）用坐標(biāo)圖上的點(diǎn)、線描述法：例如：氣體例如：氣體P-V圖圖p1p2pV2V1V 圖上的點(diǎn)表示狀態(tài)圖上的點(diǎn)表示狀態(tài) (P1,V1,T)和和(P2,V2,T)線表示等溫過(guò)程。線表示等溫過(guò)程。2021-10-2229熱力學(xué)對(duì)狀態(tài)與過(guò)程的描述熱力學(xué)對(duì)狀態(tài)與過(guò)程的描述10 molP2=101.3kPaT2=300KH2O（l）常用的兩種方法：常用的兩種方法：（2）方框圖描述法：）方框圖描述法：方框表示狀態(tài)；箭頭表示過(guò)程。方框表示狀態(tài)；箭頭表示過(guò)程。例如：例如：將將298.15K,10mol的水，加熱至的水，加熱至

21、300K。始態(tài)始態(tài)終態(tài)終態(tài)H2O ( l )10 molP1= 101.3kPaT1= 298.15KP外=101.3 kPaT環(huán) =700 K2021-10-22302.3 熱力學(xué)第一定律熱力學(xué)第一定律1. 熱熱2. 功功3. 熱力學(xué)能熱力學(xué)能4. 熱力學(xué)第一定律熱力學(xué)第一定律2021-10-22312.3.11.熱的本質(zhì)：熱的本質(zhì)：是大量分子是大量分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的一種表現(xiàn)。的一種表現(xiàn)。2.熱的定義：熱的定義：體系與環(huán)境之間由于體系與環(huán)境之間由于溫差溫差而引起的能量傳遞形式。而引起的能量傳遞形式。單位單位：J 或或 kJ符號(hào)：符號(hào)：Q規(guī)定：規(guī)定：體系吸熱為正，體系吸熱為正，Q0；放

22、熱為負(fù)，放熱為負(fù)，Q0 。2021-10-22323.熱的特點(diǎn)：熱的特點(diǎn)：（1）是系統(tǒng)與環(huán)境之間傳遞的能量）是系統(tǒng)與環(huán)境之間傳遞的能量（2） 一定要與具體的變化途徑相聯(lián)系一定要與具體的變化途徑相聯(lián)系4.熱熱的種類(lèi)：的種類(lèi)：蒸發(fā)熱蒸發(fā)熱凝聚熱凝聚熱溶解熱溶解熱反應(yīng)熱反應(yīng)熱升華熱升華熱相變熱相變熱稀釋熱稀釋熱（3 3）熱不是狀態(tài)函數(shù)）熱不是狀態(tài)函數(shù), ,微小變化用微小變化用Q表示表示2.3.12021-10-2233 2.3.2 功功1.功的本質(zhì)：功的本質(zhì)：是大量分子是大量分子有序運(yùn)動(dòng)有序運(yùn)動(dòng)的一種表現(xiàn)。的一種表現(xiàn)。2.功的定義：功的定義：除熱外除熱外, ,系統(tǒng)與環(huán)境間系統(tǒng)與環(huán)境間傳遞的其傳遞的其

23、它能量。它能量。單位單位：J 或或 kJ規(guī)定規(guī)定外界對(duì)體系作功為正，外界對(duì)體系作功為正，W0。體系對(duì)外作功為負(fù)，體系對(duì)外作功為負(fù)，W0；2021-10-22343.功的特點(diǎn)：功的特點(diǎn)：4.功的種類(lèi)：功的種類(lèi)：膨脹功：膨脹功：非膨脹功：非膨脹功：（1）是系統(tǒng)與環(huán)境之間傳遞的能量。是系統(tǒng)與環(huán)境之間傳遞的能量。（2） 一定要與具體的變化途徑相聯(lián)系。一定要與具體的變化途徑相聯(lián)系。（3）功不是狀態(tài)函數(shù)）功不是狀態(tài)函數(shù),微小變化用微小變化用W表示。表示。數(shù)學(xué)式數(shù)學(xué)式：W= -P外外V = -P（V2-V1）除體積功之外的除體積功之外的其它功其它功都稱為非體都稱為非體積功。積功。 2.3.2 功功如機(jī)械功、

24、表面功、電功等。如機(jī)械功、表面功、電功等。2021-10-22355.功的功的數(shù)學(xué)表示式：數(shù)學(xué)表示式：膨脹功膨脹功膨脹功示意圖膨脹功示意圖廣義功廣義力 廣義位移dWF lieppedFA lA edp V W= -P外外VV1V22.3.2 功功2021-10-2236一次膨脹做功的示意圖一次膨脹做功的示意圖1V1p1 1pV2p1V2VVp22p V2p1V2V2p陰影面積代表所做的功陰影面積代表所做的功 2.3.2 功功V1V2W= -P外外V2021-10-2237ABW1W2W3答：因?yàn)楣蜔岬拇笮〔粌H與體系的始、終態(tài)有答：因?yàn)楣蜔岬拇笮〔粌H與體系的始、終態(tài)有關(guān)，而且還與具體過(guò)程有關(guān)

25、，所以它們不是狀態(tài)函關(guān)，而且還與具體過(guò)程有關(guān)，所以它們不是狀態(tài)函數(shù)。即數(shù)。即熱和功熱和功為非狀態(tài)函數(shù)。為非狀態(tài)函數(shù)。W1W3W21.為什么功和熱不是狀態(tài)函數(shù)為什么功和熱不是狀態(tài)函數(shù)？2.比較體系從狀態(tài)比較體系從狀態(tài)A經(jīng)不同途徑到狀態(tài)經(jīng)不同途徑到狀態(tài)B做功大小：做功大?。?021-10-2238 2.3.3 熱力學(xué)能熱力學(xué)能3.熱力學(xué)能的本質(zhì)：熱力學(xué)能的本質(zhì)：1.定義定義: 是系統(tǒng)內(nèi)所有微觀粒子的無(wú)序運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能是系統(tǒng)內(nèi)所有微觀粒子的無(wú)序運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能( (平動(dòng)平動(dòng)能、轉(zhuǎn)動(dòng)能、振動(dòng)能、電子和核運(yùn)動(dòng)的能量能、轉(zhuǎn)動(dòng)能、振動(dòng)能、電子和核運(yùn)動(dòng)的能量) )以及以及所有粒子間相互作用的勢(shì)能等能量的總和。所有粒子間

26、相互作用的勢(shì)能等能量的總和。體系內(nèi)部能量的總和稱為體系的熱力學(xué)能（內(nèi)能）。體系內(nèi)部能量的總和稱為體系的熱力學(xué)能（內(nèi)能）。單位單位：J 或或 kJ2021-10-2239 2.3.3 熱力學(xué)能熱力學(xué)能4.熱力學(xué)能的特點(diǎn)熱力學(xué)能的特點(diǎn):mUUn（1 1）其）其絕對(duì)值不可測(cè)量絕對(duì)值不可測(cè)量，只能測(cè)定它的變化值。，只能測(cè)定它的變化值。（2 2）是系統(tǒng)的）是系統(tǒng)的廣延性質(zhì)（具有加合性）。廣延性質(zhì)（具有加合性）。摩爾熱力學(xué)能的單位是摩爾熱力學(xué)能的單位是1J mol即即摩爾熱力學(xué)能是強(qiáng)度性質(zhì)摩爾熱力學(xué)能是強(qiáng)度性質(zhì)2021-10-2240 2.3.3 熱力學(xué)能熱力學(xué)能（3）是）是狀態(tài)函數(shù)狀態(tài)函數(shù)，它的變化值取

27、決于始態(tài)和終態(tài)，它的變化值取決于始態(tài)和終態(tài)， 與變化途徑無(wú)關(guān)。與變化途徑無(wú)關(guān)。4.熱力學(xué)能的特點(diǎn)熱力學(xué)能的特點(diǎn)（4 4）熱力學(xué)能在數(shù)學(xué)上具有）熱力學(xué)能在數(shù)學(xué)上具有全微分的性質(zhì)全微分的性質(zhì)通常將熱力學(xué)能看作通常將熱力學(xué)能看作 T T，V V 的函數(shù)的函數(shù)( , )UU T VdddVTUUUTVTV2021-10-2241 2.3.4 熱力學(xué)第一定律熱力學(xué)第一定律 Joule (18181889) 是熱力學(xué)第一定律的奠基人是熱力學(xué)第一定律的奠基人 Mayer (18141878) Helmholtz (18211894) 2021-10-22421.內(nèi)容內(nèi)容：第一種表述：能量守恒和轉(zhuǎn)化定律。：第

28、一種表述：能量守恒和轉(zhuǎn)化定律。 第二種表述：第一類(lèi)永動(dòng)機(jī)不可能創(chuàng)造。第二種表述：第一類(lèi)永動(dòng)機(jī)不可能創(chuàng)造。 （用反證法證明）（用反證法證明）2. 數(shù)學(xué)式數(shù)學(xué)式：U=U2- U1=Q+W若體系發(fā)生微小變化：若體系發(fā)生微小變化： dU=Q+W 2.3.4 熱力學(xué)第一定律熱力學(xué)第一定律W=We+ Wf = W+W2021-10-2243熱力學(xué)能的變化值可以表示為熱力學(xué)能的變化值可以表示為:210QUUUW210WUUUQ1. 等于絕熱過(guò)程的功交換等于絕熱過(guò)程的功交換:2. 2. 或等于無(wú)功過(guò)程的熱交換或等于無(wú)功過(guò)程的熱交換: :U=U2- U1=Q+W2021-10-2244 2.3.4 熱力學(xué)第一定

29、律熱力學(xué)第一定律 1. 1.系統(tǒng)與環(huán)境可以發(fā)生熱和功的傳遞，但能系統(tǒng)與環(huán)境可以發(fā)生熱和功的傳遞，但能量的總值保持不變。量的總值保持不變。 2.公式中的功是總功，在學(xué)習(xí)熱力學(xué)基本定公式中的功是總功，在學(xué)習(xí)熱力學(xué)基本定律時(shí)，一般不考慮非膨脹功。律時(shí)，一般不考慮非膨脹功。 3.3.熱力學(xué)第一定律是人類(lèi)經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，無(wú)數(shù)事實(shí)熱力學(xué)第一定律是人類(lèi)經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，無(wú)數(shù)事實(shí)證明了這個(gè)定律的正確性，如果想違背這個(gè)定律，都證明了這個(gè)定律的正確性，如果想違背這個(gè)定律，都將以失敗告終。將以失敗告終。 注：注：2021-10-2245 2.3.4 熱力學(xué)第一定律熱力學(xué)第一定律系統(tǒng)吸熱系統(tǒng)吸熱系統(tǒng)放熱系統(tǒng)放熱W0W0Q0對(duì)環(huán)

30、境做功對(duì)環(huán)境做功對(duì)系統(tǒng)做功對(duì)系統(tǒng)做功環(huán)境環(huán)境U 0U 2021-10-2290 從同一始態(tài)出發(fā)，絕熱可逆過(guò)程壓力下降是否從同一始態(tài)出發(fā)，絕熱可逆過(guò)程壓力下降是否與恒溫可逆過(guò)程的一樣快？與恒溫可逆過(guò)程的一樣快？ 或從同一始態(tài)出發(fā)，分別經(jīng)歷絕熱可逆過(guò)程和或從同一始態(tài)出發(fā)，分別經(jīng)歷絕熱可逆過(guò)程和恒溫可逆過(guò)程，問(wèn)能否到達(dá)同一終態(tài)？為什么？恒溫可逆過(guò)程，問(wèn)能否到達(dá)同一終態(tài)？為什么？ 因?yàn)閺耐皇紤B(tài)出發(fā)，經(jīng)歷絕熱可逆過(guò)程一方面氣因?yàn)閺耐皇紤B(tài)出發(fā)，經(jīng)歷絕熱可逆過(guò)程一方面氣體膨脹對(duì)外做功，另一方面與外界沒(méi)有熱交換使溫度體膨脹對(duì)外做功，另一方面與外界沒(méi)有熱交換使溫度下降，兩個(gè)原因都使壓力下降。而恒溫可逆過(guò)程只

31、膨下降，兩個(gè)原因都使壓力下降。而恒溫可逆過(guò)程只膨脹對(duì)外做功，溫度不變，所以脹對(duì)外做功，溫度不變，所以。答：不能。答：不能。2021-10-2291例題：例題： 氣體氦自氣體氦自0、5105Pa、10dm3的始態(tài)，經(jīng)過(guò)一的始態(tài)，經(jīng)過(guò)一絕熱可逆過(guò)程膨脹至絕熱可逆過(guò)程膨脹至105Pa，試計(jì)算終態(tài)的溫度為若，試計(jì)算終態(tài)的溫度為若干？此過(guò)程的干？此過(guò)程的Q、W、U、H為若干？（假設(shè)為若干？（假設(shè)He為為理想氣體）。理想氣體）。始態(tài) p1 = 5105 Pa I T1 = 273 K V1 = 10 dm3 終態(tài) p2 = 105 Pa II T2 = ？ V2 = ？ 絕熱可逆膨脹 解：此過(guò)程的始終態(tài)可

32、表示如下解：此過(guò)程的始終態(tài)可表示如下 2021-10-2292531 115 10 10 10mol2.20mol8.314 273pVnRT 11,11,312.47J Kmol2520.79J Kmol2V mp mCRCR21 212 1VpTVp T1212,lnlnVVRTTCmV氣體的物質(zhì)的量為：氣體的物質(zhì)的量為： 氣體為單原子分子理想氣體：氣體為單原子分子理想氣體： 終態(tài)溫度終態(tài)溫度T2的計(jì)算：的計(jì)算：將：將：代入代入得得1212m,lnlnppRTTCp2021-10-2293 W 的計(jì)算的計(jì)算 W=U=CV,m(T2 - T1) W=2.2012.47(143 - 273)J

33、 = - 3.57103J1212m,lnlnppRTTCp2120.79ln8.314ln273K5T代入數(shù)據(jù)：代入數(shù)據(jù)：T2=143K Q=02021-10-2294 U的計(jì)算的計(jì)算 U=W= - 3.57103J H的計(jì)算的計(jì)算 H=nCp,m(T2 - T1) =2.2020.79(143 - 273)J = -5.95103J 2021-10-2295 *2.5.4 Joule-Thomson 實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn) Joule在在1843年所做的氣體自由膨脹實(shí)驗(yàn)是不年所做的氣體自由膨脹實(shí)驗(yàn)是不夠精確的，夠精確的，1852年年Joule和和Thomson 設(shè)計(jì)了新的實(shí)設(shè)計(jì)了新的實(shí)驗(yàn)，稱為驗(yàn)，稱為節(jié)

34、流過(guò)程節(jié)流過(guò)程。 在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，使人們對(duì)實(shí)際氣體的在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，使人們對(duì)實(shí)際氣體的U和和H的的性質(zhì)有所了解，并且在性質(zhì)有所了解，并且在獲得低溫和氣體液化獲得低溫和氣體液化工業(yè)工業(yè)中有重要應(yīng)用。中有重要應(yīng)用。2021-10-2296 *2.5.4 Joule-Thomson 實(shí)驗(yàn) 1824年生于愛(ài)爾蘭，從小聰慧，年生于愛(ài)爾蘭，從小聰慧，1845年以優(yōu)異成績(jī)畢業(yè)于劍橋大學(xué)年以優(yōu)異成績(jī)畢業(yè)于劍橋大學(xué)Thomson 即即 Kelvin （18241907） 英國(guó)物理學(xué)家英國(guó)物理學(xué)家由于裝設(shè)第一條大西洋海底電纜由于裝設(shè)第一條大西洋海底電纜有功，有功，1866年被封為爵士，年被封為爵士，1892年晉升為勛

35、爵，改姓為年晉升為勛爵，改姓為Kelvin。 他在熱學(xué)、電磁學(xué)、流體力他在熱學(xué)、電磁學(xué)、流體力學(xué)、光學(xué)、地球物理、數(shù)學(xué)、學(xué)、光學(xué)、地球物理、數(shù)學(xué)、工程應(yīng)用等方面都做出了貢獻(xiàn)工程應(yīng)用等方面都做出了貢獻(xiàn) 他于他于1848年創(chuàng)立了熱力學(xué)溫標(biāo)，年創(chuàng)立了熱力學(xué)溫標(biāo)，國(guó)際計(jì)量大會(huì)把熱力學(xué)溫標(biāo)稱為國(guó)際計(jì)量大會(huì)把熱力學(xué)溫標(biāo)稱為Kelvin（開(kāi)氏）溫標(biāo)，（開(kāi)氏）溫標(biāo)，1851年他年他又提出了熱力學(xué)第二定律。又提出了熱力學(xué)第二定律。 2021-10-2297 *2.5.4 Joule-Thomson 實(shí)驗(yàn)壓縮區(qū)壓縮區(qū)多孔塞多孔塞膨脹區(qū)膨脹區(qū)ipfpiii,p V T壓縮區(qū)壓縮區(qū)膨脹區(qū)膨脹區(qū)ipfpfff,p V

36、T多孔塞多孔塞在一個(gè)圓形絕熱筒的中部有一個(gè)多孔塞或小孔，在一個(gè)圓形絕熱筒的中部有一個(gè)多孔塞或小孔，使氣體不能很快通過(guò)，并維持塞兩邊的壓差。使氣體不能很快通過(guò)，并維持塞兩邊的壓差。 （1）左圖是始態(tài)，左邊氣體的狀態(tài)為左圖是始態(tài)，左邊氣體的狀態(tài)為iii,p V T （2）右圖是終態(tài)，左邊氣體被壓縮通右圖是終態(tài)，左邊氣體被壓縮通過(guò)小孔，向右邊膨脹，氣體的終態(tài)為過(guò)小孔，向右邊膨脹，氣體的終態(tài)為fff,p V T2021-10-2298壓縮區(qū)多孔塞膨脹區(qū)ipfpiii,p V T壓縮區(qū)多孔塞膨脹區(qū)ipfp壓縮區(qū)多孔塞膨脹區(qū)ipfp壓縮區(qū)多孔塞膨脹區(qū)ipfp壓縮區(qū)多孔塞膨脹區(qū)ipfp壓縮區(qū)多孔塞膨脹區(qū)ip

37、fp壓縮區(qū)多孔塞膨脹區(qū)ipfp壓縮區(qū)壓縮區(qū)多孔塞多孔塞膨脹區(qū)膨脹區(qū)ipfpfff,p V T節(jié)流過(guò)程動(dòng)態(tài)圖節(jié)流過(guò)程動(dòng)態(tài)圖2021-10-2299iiWpV 開(kāi)始，環(huán)境將一定量氣體壓縮時(shí)所做的功開(kāi)始，環(huán)境將一定量氣體壓縮時(shí)所做的功（即以氣體為系統(tǒng)得到的功）為（即以氣體為系統(tǒng)得到的功）為節(jié)流過(guò)程是在絕熱筒中進(jìn)行的，節(jié)流過(guò)程是在絕熱筒中進(jìn)行的，Q = 0 ，所以，所以fiUUUW氣體通過(guò)小孔膨脹，對(duì)環(huán)境做的功為氣體通過(guò)小孔膨脹，對(duì)環(huán)境做的功為ffWpViiii0 ppVVffff0 p Vp V 節(jié)流過(guò)程的節(jié)流過(guò)程的,UH2021-10-22100 在壓縮和膨脹過(guò)程中，系統(tǒng)凈功的變化應(yīng)該是在壓縮和膨

38、脹過(guò)程中，系統(tǒng)凈功的變化應(yīng)該是兩個(gè)功的代數(shù)和兩個(gè)功的代數(shù)和ifi iffWWWpVp V即即fiUUUW節(jié)流過(guò)程是個(gè)等焓過(guò)程節(jié)流過(guò)程是個(gè)等焓過(guò)程fiHH移項(xiàng)移項(xiàng)fffii iUp VUpV節(jié)流過(guò)程的節(jié)流過(guò)程的,UHi iffpVp V0H2021-10-22101 0 經(jīng)節(jié)流膨脹后，氣體溫度經(jīng)節(jié)流膨脹后，氣體溫度降低降低。 T- J 是系統(tǒng)的強(qiáng)度性質(zhì)。因?yàn)楣?jié)流過(guò)程的是系統(tǒng)的強(qiáng)度性質(zhì)。因?yàn)楣?jié)流過(guò)程的 ,所以當(dāng)：所以當(dāng)：d0p J-TT- J0 經(jīng)節(jié)流膨脹后，氣體溫度經(jīng)節(jié)流膨脹后，氣體溫度升高升高。 T- J =0 經(jīng)節(jié)流膨脹后，氣體溫度不變。經(jīng)節(jié)流膨脹后，氣體溫度不變。defJ-T HTpJou

39、le-Thomson系數(shù)系數(shù)J-T 稱為為Joule-Thomson系數(shù)，它系數(shù)，它表示經(jīng)節(jié)流過(guò)程后，氣體溫度隨壓表示經(jīng)節(jié)流過(guò)程后，氣體溫度隨壓力的變化率。力的變化率。J-T2021-10-22102（1）常溫，一般實(shí)際氣體的）常溫，一般實(shí)際氣體的 均為正值，所均為正值，所以用節(jié)流方法可以使空氣液化為液氮和液氧。以用節(jié)流方法可以使空氣液化為液氮和液氧。 J-T 轉(zhuǎn)化溫度：轉(zhuǎn)化溫度：當(dāng)當(dāng) 時(shí)的溫度，稱為時(shí)的溫度，稱為轉(zhuǎn)化溫度轉(zhuǎn)化溫度 J-T0Joule-Thomson系數(shù)J-T（2） 在常溫下，其在常溫下，其 為負(fù)值為負(fù)值，要在很低溫度下，才能變?yōu)檎?，所以這兩，要在很低溫度下，才能變?yōu)檎?，?/p>

40、以這兩種氣體很難被液化。種氣體很難被液化。2H (g), He(g)J-T理想氣體的理想氣體的 ，經(jīng)節(jié)流過(guò)程后溫度不變，經(jīng)節(jié)流過(guò)程后溫度不變，所以理想氣體不能被液化，這也證實(shí)了所以理想氣體不能被液化，這也證實(shí)了JouleJoule實(shí)實(shí)驗(yàn)的正確性。驗(yàn)的正確性。J-T0（3）2021-10-22103 小結(jié)小結(jié)1. 等容熱等容熱2. 等壓熱等壓熱3. 焓焓4. 熱容熱容6. 理想氣體的絕熱可逆過(guò)程理想氣體的絕熱可逆過(guò)程5. 理想氣體的理想氣體的H和和U的計(jì)算的計(jì)算 7.什么是什么是轉(zhuǎn)化溫度？理想氣體節(jié)流膨脹有什么特點(diǎn)？轉(zhuǎn)化溫度？理想氣體節(jié)流膨脹有什么特點(diǎn)？2021-10-22104本章作業(yè)本章作業(yè)

41、1.思考題及概念題：全部做書(shū)上或筆記本上。思考題及概念題：全部做書(shū)上或筆記本上。2.習(xí)題：習(xí)題： 2、3、6、11、14、16、17、19、202021-10-22105 下節(jié)預(yù)習(xí)下節(jié)預(yù)習(xí)2.6 幾種熱效應(yīng)幾種熱效應(yīng)2.7 化學(xué)反應(yīng)的焓變化學(xué)反應(yīng)的焓變2021-10-22106 復(fù)習(xí)與回顧復(fù)習(xí)與回顧1. 等容熱等容熱2. 等壓熱等壓熱3. 焓及特點(diǎn)焓及特點(diǎn)4. 熱容熱容7. 理想氣體的絕熱可逆過(guò)程理想氣體的絕熱可逆過(guò)程6. 理想氣體理想氣體 和和 的計(jì)算的計(jì)算UH2021-10-22107例：在以下各個(gè)過(guò)程中，分別判斷例：在以下各個(gè)過(guò)程中，分別判斷Q，W，U和和H是大于零、小于零，還是等于零。

42、是大于零、小于零，還是等于零。 (1) 理想氣體的等溫可逆膨脹；理想氣體的等溫可逆膨脹； (2) 理想氣體的節(jié)流膨脹；理想氣體的節(jié)流膨脹； (3) 理想氣體的絕熱、反抗等外壓膨脹；理想氣體的絕熱、反抗等外壓膨脹； (4) 1mol 實(shí)際氣體的等容、升溫過(guò)程；實(shí)際氣體的等容、升溫過(guò)程； (5) 在絕熱剛性的容器中，在絕熱剛性的容器中，H2(g)與與Cl2(g)生生成成HCl(g) (設(shè)氣體都為理想氣體設(shè)氣體都為理想氣體)。2021-10-22108解：（解：（1）因?yàn)槔硐霘怏w的熱力學(xué)能和焓僅是溫度的）因?yàn)槔硐霘怏w的熱力學(xué)能和焓僅是溫度的函數(shù)，所以在等溫函數(shù)，所以在等溫膨脹過(guò)程中，膨脹過(guò)程中， U

43、=0， H=0；體系對(duì)外做功，體系對(duì)外做功，W0；要保持溫度不變，；要保持溫度不變，Q 0。（2）節(jié)流過(guò)程是等焓過(guò)程，所以）節(jié)流過(guò)程是等焓過(guò)程，所以H=0；理想氣體的焦理想氣體的焦-湯系數(shù)湯系數(shù)J-T=0，經(jīng)過(guò)節(jié)流膨脹后，氣經(jīng)過(guò)節(jié)流膨脹后，氣體溫度不變，所以體溫度不變，所以U=0；節(jié)流膨脹過(guò)程是絕熱過(guò)程，所以節(jié)流膨脹過(guò)程是絕熱過(guò)程，所以Q=0；。 因?yàn)橐驗(yàn)閁=0 ，Q=0，由熱力學(xué)第一定律得，由熱力學(xué)第一定律得W=0。2021-10-22109 ()0HUpVUnR T （4）等容過(guò)程，）等容過(guò)程，W=0； U =QV；升溫過(guò)程，熱力學(xué)能增加，升溫過(guò)程，熱力學(xué)能增加， U 0 ；則；則 Q0

44、溫度升高，體積不變，則壓力也升高，所以溫度升高，體積不變，則壓力也升高，所以2021-10-22110()0HUpVUV p ()0HUpVUnR T （5 5）絕熱剛性的容器，在不考慮非膨脹功時(shí)，相當(dāng)于）絕熱剛性的容器，在不考慮非膨脹功時(shí)，相當(dāng)于一個(gè)隔離系統(tǒng)，所以一個(gè)隔離系統(tǒng)，所以Q=0，W=0， U =0;或或 這是個(gè)氣體分子數(shù)不變的放熱反應(yīng)，系統(tǒng)的溫度和這是個(gè)氣體分子數(shù)不變的放熱反應(yīng)，系統(tǒng)的溫度和壓力升高壓力升高,所以，所以，2021-10-22111理想氣體等溫可逆膨脹理想氣體節(jié)流膨脹理想氣體絕熱、反抗等外壓膨脹實(shí)際氣體等容、升溫過(guò)程絕熱剛性容器H2+Cl2生成HCl(理想氣體）QW

45、U H000000=0=0=0000=0000=0=0=002021-10-22112 2.6 幾種熱效應(yīng)幾種熱效應(yīng)1. 相變熱相變熱3. 溶解熱溶解熱 2. 化學(xué)反應(yīng)熱化學(xué)反應(yīng)熱 2021-10-22113 2.6.1 相變熱相變熱相相系統(tǒng)內(nèi)物理、化學(xué)性質(zhì)相同的均勻部分系統(tǒng)內(nèi)物理、化學(xué)性質(zhì)相同的均勻部分相變相變同一物質(zhì)在不同相態(tài)之間的轉(zhuǎn)變同一物質(zhì)在不同相態(tài)之間的轉(zhuǎn)變相變熱相變熱相變過(guò)程中伴隨的熱效應(yīng)相變過(guò)程中伴隨的熱效應(yīng)熔點(diǎn)熔點(diǎn)在大氣壓力下，純物質(zhì)固、液兩相達(dá)平在大氣壓力下，純物質(zhì)固、液兩相達(dá)平衡時(shí)的溫度衡時(shí)的溫度沸點(diǎn)沸點(diǎn)在大氣壓力下，純物質(zhì)氣、液兩相達(dá)在大氣壓力下，純物質(zhì)氣、液兩相達(dá)平衡時(shí)

46、的溫度平衡時(shí)的溫度2021-10-22114 2.6.1 相變熱相變熱相變焓相變焓在等溫、等壓下純物質(zhì)的相變熱就是在等溫、等壓下純物質(zhì)的相變熱就是相變焓相變焓.液態(tài)液態(tài)氣氣態(tài)態(tài)蒸發(fā)焓蒸發(fā)焓vapH固態(tài)固態(tài)液態(tài)液態(tài)熔化焓熔化焓fusH固態(tài)固態(tài)氣態(tài)氣態(tài)升華焓升華焓subH相變時(shí)的熱力學(xué)能相變時(shí)的熱力學(xué)能在無(wú)氣相參與時(shí)在無(wú)氣相參與時(shí) ()()UH 相變相變有氣相參與時(shí)有氣相參與時(shí) )(Hp VU相變相變g()HpV 相變i.g.()HnRT 相變2021-10-22115 2.6.2 2.6.2 化學(xué)反應(yīng)熱（焓）化學(xué)反應(yīng)熱（焓）化學(xué)反應(yīng)熱化學(xué)反應(yīng)熱系統(tǒng)內(nèi)反應(yīng)物與產(chǎn)物的溫度相系統(tǒng)內(nèi)反應(yīng)物與產(chǎn)物的溫度相

47、同，反應(yīng)所產(chǎn)生的凈的熱效應(yīng)同，反應(yīng)所產(chǎn)生的凈的熱效應(yīng)反應(yīng)過(guò)程中反應(yīng)過(guò)程中保持壓力不變保持壓力不變反應(yīng)過(guò)程中反應(yīng)過(guò)程中保持體積不變保持體積不變等壓反應(yīng)熱等壓反應(yīng)熱pQ等容反應(yīng)熱等容反應(yīng)熱VQpVQQnRTVQpQ與之間的關(guān)系之間的關(guān)系1. 1. 對(duì)凝聚相反應(yīng)對(duì)凝聚相反應(yīng)pVQQ2. 2. 對(duì)有氣相參與的反應(yīng)對(duì)有氣相參與的反應(yīng)2021-10-22116VQpQ與與之間的關(guān)系的證明之間的關(guān)系的證明反應(yīng)物反應(yīng)物1111,n T p V生成物生成物2112,n T p V生成物生成物2121,n T p V1pQH 2VQU (3) (3) 等溫等溫 p p，V V 變化變化3U(3)(3)理想氣體等溫

48、變化過(guò)程：理想氣體等溫變化過(guò)程：30U12UU 12Hp VU pVQQnRTrrHUnRT 怎樣計(jì)算怎樣計(jì)算n?U1=U2+ U3所以所以 2.6.2 化學(xué)反應(yīng)熱化學(xué)反應(yīng)熱2021-10-22117 2.6.6 溶解熱溶解熱溶解熱溶解熱溶質(zhì)溶于溶劑時(shí)，由于分子之間作用溶質(zhì)溶于溶劑時(shí)，由于分子之間作用力的改變，所產(chǎn)生的熱效應(yīng)力的改變，所產(chǎn)生的熱效應(yīng) 一定量的溶質(zhì)溶于一定量的溶劑中一定量的溶質(zhì)溶于一定量的溶劑中所產(chǎn)生的熱效應(yīng)的總值。這個(gè)溶解過(guò)程是所產(chǎn)生的熱效應(yīng)的總值。這個(gè)溶解過(guò)程是一個(gè)溶液濃度不斷改變的過(guò)程。一個(gè)溶液濃度不斷改變的過(guò)程。溶解熱與濃度有關(guān)，但不具備線性關(guān)系。溶解熱與濃度有關(guān)，但不具

49、備線性關(guān)系。積分溶解熱積分溶解熱溶解焓溶解焓在等壓下進(jìn)行溶解時(shí)的溶解熱。在等壓下進(jìn)行溶解時(shí)的溶解熱。2021-10-22118 2.6.6 溶解熱溶解熱微分溶解熱微分溶解熱由于加入溶質(zhì)量很少，溶液濃度可視為不變。由于加入溶質(zhì)量很少，溶液濃度可視為不變。AsolB, ,()T p nHn 微分溶解熱是個(gè)偏微分量，用公式可表示為微分溶解熱是個(gè)偏微分量，用公式可表示為 微分溶解熱也可以理解為：微分溶解熱也可以理解為：在大量給定濃度的在大量給定濃度的溶液里，加入溶液里，加入 溶質(zhì)時(shí)，所產(chǎn)生的熱效應(yīng)溶質(zhì)時(shí)，所產(chǎn)生的熱效應(yīng)。1 mol 在給定濃度的溶液里，加入在給定濃度的溶液里，加入 溶質(zhì)時(shí)，溶質(zhì)時(shí)，所產(chǎn)

50、生的熱效應(yīng)與加入溶質(zhì)量的比值。所產(chǎn)生的熱效應(yīng)與加入溶質(zhì)量的比值。Bdn單位：?jiǎn)挝唬?J mol2021-10-22119 2.6.6 2.6.6 溶解熱溶解熱稀釋熱稀釋熱把溶劑加入溶液時(shí)，所產(chǎn)生的熱效應(yīng)把溶劑加入溶液時(shí)，所產(chǎn)生的熱效應(yīng)積分稀釋熱：積分稀釋熱：把一定量的溶劑加到一定量的溶液中把一定量的溶劑加到一定量的溶液中所產(chǎn)生的熱效應(yīng)。它的值可以從積分溶解熱求得。所產(chǎn)生的熱效應(yīng)。它的值可以從積分溶解熱求得。2021-10-22120 2.6.6 溶解熱溶解熱BdilA, ,()T p nHn 微分稀釋熱的值無(wú)法直接測(cè)定，從積分溶解熱微分稀釋熱的值無(wú)法直接測(cè)定，從積分溶解熱曲線上作切線求得。曲線

51、上作切線求得。微分稀釋熱：微分稀釋熱：在一定濃度的溶液中加入在一定濃度的溶液中加入 溶劑所溶劑所產(chǎn)生的熱效應(yīng)與加入溶劑量的比值。產(chǎn)生的熱效應(yīng)與加入溶劑量的比值。Adn微分稀釋的焓變用公式可表示為微分稀釋的焓變用公式可表示為2021-10-22121 2.7 化學(xué)反應(yīng)的焓變化學(xué)反應(yīng)的焓變1. 反應(yīng)進(jìn)度反應(yīng)進(jìn)度2. 化學(xué)反應(yīng)的焓變化學(xué)反應(yīng)的焓變3. Hess 定律定律4. 標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓5. 標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓 *6. 反應(yīng)焓變與溫度的關(guān)系反應(yīng)焓變與溫度的關(guān)系 Kirchhoff定律定律7. 化學(xué)反應(yīng)的熱力學(xué)能變化化學(xué)反應(yīng)的熱力學(xué)能變化2021-10-22122 2.7.1

52、 反應(yīng)進(jìn)度反應(yīng)進(jìn)度把任意化學(xué)反應(yīng)寫(xiě)成把任意化學(xué)反應(yīng)寫(xiě)成DEFGdefg一個(gè)配平的方程式應(yīng)該滿足物料平衡，有一個(gè)配平的方程式應(yīng)該滿足物料平衡，有BB0BB代表參與反應(yīng)的任意物質(zhì)的計(jì)量系數(shù)代表參與反應(yīng)的任意物質(zhì)的計(jì)量系數(shù)B代表參與反應(yīng)的任意物質(zhì)代表參與反應(yīng)的任意物質(zhì)對(duì)反應(yīng)物對(duì)反應(yīng)物B取負(fù)值取負(fù)值對(duì)生成物對(duì)生成物B取取正正值值2021-10-22123 2.7.1 反應(yīng)進(jìn)度反應(yīng)進(jìn)度BB0B0t B組分起始時(shí)物質(zhì)的量組分起始時(shí)物質(zhì)的量0B,0nttB,tnB組分在組分在 t 時(shí)刻物質(zhì)的量時(shí)刻物質(zhì)的量反應(yīng)進(jìn)度的定義：反應(yīng)進(jìn)度的定義：B,B,0BdeftnnBBn或或BBdefddn反應(yīng)進(jìn)度的單位：反應(yīng)進(jìn)

53、度的單位：mol2021-10-22124 2.7.1 反應(yīng)進(jìn)度反應(yīng)進(jìn)度引入反應(yīng)進(jìn)度的意義引入反應(yīng)進(jìn)度的意義使用反應(yīng)進(jìn)度的注意事項(xiàng)使用反應(yīng)進(jìn)度的注意事項(xiàng) 在反應(yīng)的任意時(shí)刻，用任一反應(yīng)物或生成物在反應(yīng)的任意時(shí)刻，用任一反應(yīng)物或生成物來(lái)表示反應(yīng)進(jìn)行的程度，都能得到相同的結(jié)果。來(lái)表示反應(yīng)進(jìn)行的程度，都能得到相同的結(jié)果。 必須與指明的化學(xué)計(jì)量方程對(duì)應(yīng)。只有先寫(xiě)必須與指明的化學(xué)計(jì)量方程對(duì)應(yīng)。只有先寫(xiě)出計(jì)量方程，才能使用反應(yīng)進(jìn)度的概念。出計(jì)量方程，才能使用反應(yīng)進(jìn)度的概念。 今后在有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的變化中，所有熱力學(xué)變量今后在有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的變化中，所有熱力學(xué)變量的下標(biāo)的下標(biāo)“m”都是指在反應(yīng)進(jìn)度為都是指在反應(yīng)進(jìn)

54、度為1 mol時(shí)的變化量時(shí)的變化量。 2021-10-22125 2.7.1 反應(yīng)進(jìn)度反應(yīng)進(jìn)度221122HClHClHCl2ClH22例如：例如：當(dāng)反應(yīng)進(jìn)度當(dāng)反應(yīng)進(jìn)度 都等于都等于1 mol 時(shí)時(shí)， 兩個(gè)方程所發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)的量顯然不同，兩個(gè)方程所發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)的量顯然不同，則所有熱力學(xué)函數(shù)的變化量也就不同。則所有熱力學(xué)函數(shù)的變化量也就不同。2021-10-22126 2.7.1 反應(yīng)進(jìn)度反應(yīng)進(jìn)度例例2.92.9合成氨反應(yīng)合成氨反應(yīng), ,原料：原料：產(chǎn)物：產(chǎn)物：用如下兩個(gè)計(jì)量方程計(jì)算反應(yīng)進(jìn)度用如下兩個(gè)計(jì)量方程計(jì)算反應(yīng)進(jìn)度223(1) N3H2NH 22313(2) NHNH 222N (g)

55、 10 mol2H (g) 20 mol3NH (g) 5 mol2021-10-22127 2.7.1 反應(yīng)進(jìn)度反應(yīng)進(jìn)度解：解：2N()/moln2H()/moln3NH()/moln0t 010200tt7.512.55.0223(1) N3H2NH 2222(N , )(N ,0)(N )(N )ntn(7.5 10)mol2.5 mol12(H )(12.520)mo2. m l3 ol53(NH )(50)mol22.5 mol所得反應(yīng)進(jìn)度所得反應(yīng)進(jìn)度都相同都相同2021-10-22128 2.7.1 反應(yīng)進(jìn)度反應(yīng)進(jìn)度解：解：2N()/moln2H()/moln3NH()/moln0

56、t 010200tt7.512.55.022313(2) NHNH 222222(N , )(N ,0)(N )(N )ntn(7.5 10)mol0.55.0 mol2(H )(12.520)mol51.5.0 mol3(NH )(50)mol15.0 mol所得反應(yīng)進(jìn)度都所得反應(yīng)進(jìn)度都相同，但與相同，但與(1)的的結(jié)果不同結(jié)果不同2021-10-221291.1.熱化學(xué)方程式定義熱化學(xué)方程式定義: :表示化學(xué)反應(yīng)與熱效應(yīng)關(guān)系的方表示化學(xué)反應(yīng)與熱效應(yīng)關(guān)系的方程式。程式。2.2.書(shū)寫(xiě)要求書(shū)寫(xiě)要求: :(1)(1)寫(xiě)出并配平化學(xué)方程式。寫(xiě)出并配平化學(xué)方程式。 (2)(2)注明反應(yīng)物和生成物的相態(tài)

57、。注明反應(yīng)物和生成物的相態(tài)。 (3) (3)反應(yīng)熱效應(yīng)反應(yīng)熱效應(yīng)( (反應(yīng)焓變反應(yīng)焓變) )寫(xiě)在化學(xué)反應(yīng)式的右寫(xiě)在化學(xué)反應(yīng)式的右邊，與方程式用邊，與方程式用“；”分開(kāi)。（或右下邊）。分開(kāi)。（或右下邊）。 (4)注明化學(xué)反應(yīng)的溫度和壓力。注明化學(xué)反應(yīng)的溫度和壓力。 2.7.2 化學(xué)反應(yīng)的焓變化學(xué)反應(yīng)的焓變凡不指明的均為標(biāo)準(zhǔn)態(tài)。溫度為凡不指明的均為標(biāo)準(zhǔn)態(tài)。溫度為298.15K。 2021-10-22130 2.7.2 化學(xué)反應(yīng)的焓變化學(xué)反應(yīng)的焓變例：熱化學(xué)方程式例：熱化學(xué)方程式:2211H (g)Cl (g)HCl(g) 92.3 kJ22pQ 若化學(xué)反應(yīng)在等溫、等壓下進(jìn)行若化學(xué)反應(yīng)在等溫、等壓下

58、進(jìn)行(不做非膨脹功不做非膨脹功)，則，則r92.3 kJpHQ rH稱為化學(xué)反應(yīng)的焓變稱為化學(xué)反應(yīng)的焓變3.化學(xué)反應(yīng)的摩爾焓變：化學(xué)反應(yīng)的摩爾焓變：rrm()HHT192.3 kJ92.3 kJ mol1 mol rm()HT稱為化學(xué)反應(yīng)在溫度稱為化學(xué)反應(yīng)在溫度 T 時(shí)的摩爾焓變時(shí)的摩爾焓變；化學(xué)反應(yīng)進(jìn)度為化學(xué)反應(yīng)進(jìn)度為1mol時(shí)的焓變時(shí)的焓變.2021-10-22131 2.7.2 化學(xué)反應(yīng)的焓變化學(xué)反應(yīng)的焓變4.使用化學(xué)反應(yīng)的摩爾焓變時(shí)應(yīng)注意：使用化學(xué)反應(yīng)的摩爾焓變時(shí)應(yīng)注意：（1）化學(xué)反應(yīng)的摩爾焓變與溫度有關(guān)，一定要注）化學(xué)反應(yīng)的摩爾焓變與溫度有關(guān)，一定要注明反應(yīng)溫度，明反應(yīng)溫度，不注明表

59、示在不注明表示在 298 K。2211 H (g)Cl (g)HCl(g) 221rm,192.3 kJ m olH （2）化學(xué)反應(yīng)的摩爾焓變）化學(xué)反應(yīng)的摩爾焓變一定要與計(jì)量方程對(duì)應(yīng)一定要與計(jì)量方程對(duì)應(yīng)22 H (g)Cl (g)2HCl(g) 1rm,2184.6 k J molH （3）下標(biāo)）下標(biāo)1 mol 表示反應(yīng)進(jìn)度為表示反應(yīng)進(jìn)度為1 mol，而不是指，而不是指生成生成1 mol 產(chǎn)物。產(chǎn)物。；2021-10-22132 2.7.2 化學(xué)反應(yīng)的焓變化學(xué)反應(yīng)的焓變5. 化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變：化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變： 指在反應(yīng)溫度指在反應(yīng)溫度T時(shí)，參與反應(yīng)的各物質(zhì)都處于時(shí)，參與反應(yīng)的各物

60、質(zhì)都處于標(biāo)準(zhǔn)態(tài)，化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)度為標(biāo)準(zhǔn)態(tài)，化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)度為1 mol時(shí)的焓變。時(shí)的焓變。6.各物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)：各物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)：氣體氣體標(biāo)準(zhǔn)壓力下仍具有理想氣體性質(zhì)的純氣體物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)壓力下仍具有理想氣體性質(zhì)的純氣體物質(zhì)固體固體標(biāo)準(zhǔn)壓力下穩(wěn)定的純固體物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)壓力下穩(wěn)定的純固體物質(zhì)液體液體標(biāo)準(zhǔn)壓力下穩(wěn)定的純液體物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)壓力下穩(wěn)定的純液體物質(zhì)溶液溶液P下，質(zhì)量摩爾濃度為下，質(zhì)量摩爾濃度為1molkg-1（常近似為（常近似為c =1molL-1）時(shí)的狀態(tài)。）時(shí)的狀態(tài)。2021-10-22133 2.7.2 化學(xué)反應(yīng)的焓變化學(xué)反應(yīng)的焓變7.標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變的表示標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變的表示2211H (g,)Cl (g,)H

61、Cl(g,) 22ppp1rm(298K)92.3 kJ molH rm(2K ) 98H焓的變焓的變化值化值化學(xué)反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)對(duì)應(yīng)計(jì)量方程反對(duì)應(yīng)計(jì)量方程反應(yīng)進(jìn)度為應(yīng)進(jìn)度為 1 mol標(biāo)準(zhǔn)態(tài)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)反應(yīng)溫度反應(yīng)溫度2021-10-22134 2.7.3 Hess 定律定律 Hess 或或ess 俄國(guó)化學(xué)家俄國(guó)化學(xué)家（18021850） 他出生于瑞士，后隨父親定居莫他出生于瑞士，后隨父親定居莫斯科。在斯科。在1838年由于在化學(xué)上的卓越年由于在化學(xué)上的卓越貢獻(xiàn)被選為俄國(guó)科學(xué)院院士。貢獻(xiàn)被選為俄國(guó)科學(xué)院院士。 1836年經(jīng)過(guò)許多次實(shí)驗(yàn)，他總結(jié)出年經(jīng)過(guò)許多次實(shí)驗(yàn)，他總結(jié)出一條規(guī)律：一條規(guī)律：在任何化學(xué)反

62、應(yīng)過(guò)程中的熱在任何化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中的熱量，不論該反應(yīng)是一步完成的還是分步量，不論該反應(yīng)是一步完成的還是分步進(jìn)行的，其總熱量變化是相同的。進(jìn)行的，其總熱量變化是相同的。 HessHess定律是斷定能量守恒的先驅(qū)，也是化學(xué)熱力定律是斷定能量守恒的先驅(qū)，也是化學(xué)熱力學(xué)的基礎(chǔ)。當(dāng)一個(gè)不能直接發(fā)生的反應(yīng)要求反應(yīng)熱時(shí)，學(xué)的基礎(chǔ)。當(dāng)一個(gè)不能直接發(fā)生的反應(yīng)要求反應(yīng)熱時(shí)，便可以用分步法測(cè)定反應(yīng)熱并加和起來(lái)而間接求得，便可以用分步法測(cè)定反應(yīng)熱并加和起來(lái)而間接求得，故而故而HessHess也是熱化學(xué)的奠基人。也是熱化學(xué)的奠基人。 2021-10-22135 1840年俄籍瑞士人年俄籍瑞士人赫斯赫斯，根據(jù)大量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果

63、，根據(jù)大量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明：證明：“不管化學(xué)過(guò)程是一步完成或分步完成，過(guò)不管化學(xué)過(guò)程是一步完成或分步完成，過(guò)程總的熱效應(yīng)是相同的。程總的熱效應(yīng)是相同的?！被蚧颉耙粋€(gè)化學(xué)反應(yīng)如果分幾步完成，則總反應(yīng)熱等于一個(gè)化學(xué)反應(yīng)如果分幾步完成，則總反應(yīng)熱等于各步反應(yīng)的反應(yīng)熱之和。各步反應(yīng)的反應(yīng)熱之和?！狈Q赫斯定律稱赫斯定律Qp=QP1+QP2根據(jù)是什么？根據(jù)是什么？ 2.7.3 Hess 定律定律利用實(shí)驗(yàn)易測(cè)量，來(lái)計(jì)算實(shí)驗(yàn)不易測(cè)的量利用實(shí)驗(yàn)易測(cè)量，來(lái)計(jì)算實(shí)驗(yàn)不易測(cè)的量pHQ2021-10-22136已知 (1) C（石墨） + O2(g)CO2(g) H1。= -393.5kJ/mol(2)CO(g)+O2(

64、g)21CO2(g) H2。= -282.96kJ/mol求：（3）C（石墨）+12O2(g)CO（g) H3。= ？;你能得出什么你能得出什么結(jié)論？結(jié)論？2021-10-22137C（石墨）+O2（g)CO2（g) 298K298K H1CO(g)+ O2（g)21298KH2H3H1 =H2 + H3 H2 =H1 - H3= - 393.5 -(-282.96)= -110.54 (kJ/mol)2021-10-22138 蓋斯定律指出：蓋斯定律指出：“不管化學(xué)反應(yīng)是一步還是不管化學(xué)反應(yīng)是一步還是分幾步完成，過(guò)程總的熱效應(yīng)相同分幾步完成，過(guò)程總的熱效應(yīng)相同”。然而，。然而，我們知道熱是過(guò)

65、程函數(shù)（非狀態(tài)函數(shù)），兩者我們知道熱是過(guò)程函數(shù)（非狀態(tài)函數(shù)），兩者是否矛盾？是否矛盾？答：兩者不矛盾。答：兩者不矛盾。 因?yàn)樯w斯定律中的熱效應(yīng)既指定了始（反應(yīng)物）、因?yàn)樯w斯定律中的熱效應(yīng)既指定了始（反應(yīng)物）、終態(tài)（終產(chǎn)物），又指定了過(guò)程（恒溫恒壓）。終態(tài)（終產(chǎn)物），又指定了過(guò)程（恒溫恒壓）。反應(yīng)每步均在恒溫恒壓不做非體積功時(shí)進(jìn)行，反應(yīng)每步均在恒溫恒壓不做非體積功時(shí)進(jìn)行， QP= H， H具有加和性，所以具有加和性，所以：“不管化學(xué)反不管化學(xué)反應(yīng)是一步還是分幾步完成，過(guò)程總的熱效應(yīng)相同應(yīng)是一步還是分幾步完成，過(guò)程總的熱效應(yīng)相同”。2021-10-22139 2.7.4 標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成

66、焓1.標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓：標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓： 在標(biāo)準(zhǔn)壓力在標(biāo)準(zhǔn)壓力 和反應(yīng)溫度和反應(yīng)溫度 時(shí)，由穩(wěn)定單時(shí)，由穩(wěn)定單質(zhì)生成計(jì)量系數(shù)為質(zhì)生成計(jì)量系數(shù)為1的產(chǎn)物的產(chǎn)物B時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變。時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變。pTfm(B,) ,HP T焓的變焓的變化值化值formation對(duì)應(yīng)計(jì)量方程反對(duì)應(yīng)計(jì)量方程反應(yīng)進(jìn)度為應(yīng)進(jìn)度為 1 mol反應(yīng)溫度反應(yīng)溫度標(biāo)準(zhǔn)態(tài)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)相態(tài)相態(tài)2021-10-22140 2.7.4 標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓1rm(298 K )285.8 kJ mo lH 2221H (g,)O (g,)H O(l,)2ppp例：在例：在298K時(shí)，有如下反應(yīng)：時(shí)，有如下反應(yīng)：則則1fm2 (H O,l,298 K)285.8 kJ molH 2221H (g,)O (g,)H O(g,)2ppp1fm2 (H O,g,298 K)241.8 kJ molH 2021-10-22141 2.7.4 標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓2.使用標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓時(shí)注意：使用標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓時(shí)注意：（1）這是一個(gè)相對(duì)值，相對(duì)于穩(wěn)定單質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)）這是一個(gè)相對(duì)值，相對(duì)于穩(wěn)定單質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓等于零。摩爾生成焓等于零