1小班小班课计划划第一次第一次课：第一二章复：第一二章复习及及习题讲解解第二次第二次课：第三四章复：第三四章复习及及习题讲解解第三次第三次课：第五章复：第五章复习以及小以及小测验（开卷（开卷or闭卷）卷）第四次第四次课：第七八章复：第七八章复习以及相关以及相关视频观看看2热化学与能源总复习第1章杨雪雪3复复习内容内容： 本章概念总结 本章所涉及公式小结 了解能源的概况，燃料的热值和可持续发展战略。概念总结概念总结系系统和和环境是境是一个整一个整体的两体的两个部分，个部分，按二者按二者之之间有有无物无物质和能量和能量交交换，可以可以对系系统分分类系系统作作为研究研究对象的那象的那一部分物一部分物质和空和空间开放系开放系统（敞开系（敞开系统）有物有物质和能量和能量交交换封封闭系系统只有能量交只有能量交换通常在密通常在密闭容器中容器中的系的系统隔离系隔离系统（孤立系（孤立系统）无物无物质和能量和能量交交换绝热、密、密闭的恒容的恒容系系统环境境系系统之外，之外，与系与系统密密切切联系的系的其它物其它物质和和 空空间注：注：1、如果容器是敞开的，、如果容器是敞开的，则系系统与与环境境间的的界面只能是假想的。界面只能是假想的。2、除特、除特别指出外，所指出外，所讨论的系的系统均均为封封闭系系统。3、绝对孤立的系孤立的系统是不存在的。是不存在的。系系统中中任何物任何物理和化理和化学性学性质完全相完全相同的、同的、均匀部均匀部分称分称为相相系系统的的三相三相液相液相按其互溶程度可以是一相或两相共存按其互溶程度可以是一相或两相共存气相气相任何气体均能无限混合，故系任何气体均能无限混合，故系统内不内不论有多少有多少种气体都只有一个相种气体都只有一个相固相固相1、系、系统中含有多少种固体，就有多少种相中含有多少种固体，就有多少种相2、当不同种固体达到分子尺度的均匀混合，会、当不同种固体达到分子尺度的均匀混合，会形成形成固溶体固溶体，一种固溶体，一种固溶体为一个相。一个相。按相的按相的组成分成分单相（均相）系相（均相）系统多多项（非均相）系（非均相）系统注：注：1、相与相之、相与相之间有明确的有明确的界面界面，超，超过这个界面，定有某些宏个界面，定有某些宏观性性质发生生突突变2、相的存在和物、相的存在和物质的量多少无关，也可以是不的量多少无关，也可以是不连续的存在。的存在。状状态是是指用来指用来描述描述诸如如压力力P、体、体积V、温度温度T、物、物质的量的量n和和组成成等各种等各种宏宏观性性质的的综合表合表现分分类平衡平衡态：系系统的的宏宏观性性质都都处于定于定值状状态函数函数是指是指用来用来描述描述系系统状状态的物的物理量理量特点特点状状态一定，其一定，其值一定一定状状态发生生变化，其化，其值也要也要发生生变化化变化化值只取决于系只取决于系统的始的始态和和终态，与与变化的途径无关化的途径无关具有数学上全微分特征具有数学上全微分特征非平衡非平衡态：状状态变化化时，系，系统的宏的宏观性性质也必然也必然发生部生部分或全分或全部部变化化分分类（按性（按性质的量的量值是否是否与物与物质的数量的数量有关）有关）广度性广度性质（容量性（容量性质）：）：量量值具有加具有加和性（体和性（体积，热容，容，质量，量，焓，熵，热力学能等）力学能等）强度性度性质：量量值不具有加和性（温度，不具有加和性（温度，压力，密度，黏度，摩力，密度，黏度，摩尔体体积等）等）状状态方方程程理想气理想气体状体状态方程方程PV=nRT, R(摩摩尔气体常数气体常数)=8.314J.mol-1K-1 PVm=nRT，Vm为摩摩尔体体积过程程系系统状状态发生生任何的任何的变化化等温等温过程程: T1 = T2 = Tex等等压过程程: p1 = p2 = pex等容等容过程程: V1 = V2可逆可逆过程：程：体系体系经过某一某一过程，由状程，由状态变到状到状态之后，又通之后，又通过逆逆过程能使体系和程能使体系和环境都完境都完全复原的全复原的过程程途径途径实现一个一个过程的具体步程的具体步骤称称化学化学计量数量数1、 B 称称为反反应中物中物质B 的的化学化学计量数量数2、反、反应物：物： B为负；产物：物： B为正。正。反反应进度度1、d为微分符号，表示微微分符号，表示微小小变化化2、nB为物物质B的物的物质的量的量3、单位位为摩摩尔（mol）4、与化学反、与化学反应方程式有关方程式有关摩摩尔反反应当按所当按所给反反应式的化学式的化学计量数量数进行了一个行了一个单位的化学反位的化学反应时，反反应进度就等于度就等于1mol，即，即进行了行了1mol化学反化学反应化学反化学反应热效效应（反（反应热）化学反化学反应过程程中系中系统放出或放出或吸收的吸收的热量，量，具有广度性具有广度性质物理和化学物理和化学过程常程常见的的热效效应：反：反应热、相、相变热、溶解、溶解热、稀、稀释热等等热化学化学研究化学反研究化学反应中中热量与其他能量量与其他能量变化的定量关系的学科化的定量关系的学科等容等容热效效应（利用（利用弹式式热量量计可可测得）得）热化学中，等化学中，等温、等容温、等容过程程发生的生的热效效应q:反反应热，系，系统放放热为负，吸，吸热为正正cs:吸吸热介介质的比的比热容容,JKg-1K-1ms:介介质的的质量量Cs:介介质的的热容，容，JK-1 ，Cs= csmsT:介介质终态温度温度T2与始与始态温度温度T1之差之差等等压热效效应（敞口容器或（敞口容器或火焰火焰热量量计）热化学中，等化学中，等温、等温、等压过程程发生的生的热效效应摩摩尔反反应热qm=q/ 单位：位：Jmol-1，具有，具有强度性度性质热化学方程式化学方程式表示化学反表示化学反应与与热效效应关系关系的方程式的方程式2H2(g)+O2(g)=2H2O (l)；qp,m=-570KJmol-11、反、反应热与反与反应式的化学式的化学计量数有关量数有关2、若无特、若无特别说明，明，则标注的是等温等注的是等温等压热效效应qp3、若不注明、若不注明T, p, 指在指在T=298.15 K，p=100kPa下下热力学第一定律力学第一定律描述系描述系统热力学状力学状态发生生变化化时系系统的的热力学能与力学能与过程的程的热和功之和功之间的定量关系的定量关系U=U2-U1=q+w注：注：1、热力学第一定律的力学第一定律的实质是能量守恒定律在是能量守恒定律在热力学中的的力学中的的应用用 2、系、系统从从环境吸收境吸收热（q），从从环境得境得功（功（w）， 热力力学学能能是指系是指系统内分子的平内分子的平动能、能、转动能、振能、振动能，分子能，分子间势能，原能，原子子间键能，能，电子运子运动能，核内基本粒子能，核内基本粒子间核能等内部能量的的核能等内部能量的的总和。故又称内能。和。故又称内能。分分类动能来源能来源于构成体系的分子于构成体系的分子和原子的和原子的(热) 运运动。高温体。高温体系的内能大于低温体系。系的内能大于低温体系。平平动能能转动能能势能来源能来源于体系内分子（或于体系内分子（或原子）的相互作用及相原子）的相互作用及相对位位置的改置的改变。振振动能能电子能子能热力学能（力学能（U）是系）是系统自身的性自身的性质，是状，是状态函数函数基基本本特特征征状状态一定，其一定，其职确定确定殊途同殊途同归，值变相等相等周而复始，周而复始，值变为零零热力学能的特征力学能的特征状状态函数函数无无绝对数数值广度性广度性质热（q）系系统与与环境之境之间由于存由于存在温度差而交在温度差而交换的能量的能量1、系、系统吸吸热为正，系正，系统放放热为负2、单位位J，不是状，不是状态函数函数功（功（w）系系统与与环境之境之间除除热以以外的其他形式外的其他形式传递的能的能量量1、环境境对系系统做功做功为正，系正，系统对环境作功境作功为负2、单位位J，不是状，不是状态函数函数分分类w=w体体+w所有其它的功所有其它的功统称称为非体非体积功功(w)由于系由于系统体体积发生生变化而与化而与环境境所交所交换的功称的功称为体体积功功(w体体)等等压过程中，体程中，体积功功w体体= p外外(V2 V1)= p外外V有序能有序能大量大量质点以有序运点以有序运动而而传递的能量，如的能量，如电能、化学能、机械能、化学能、机械能等能等无序能无序能大量大量质点以无序运点以无序运动（分子碰撞）方式而（分子碰撞）方式而传递的能量的能量化学反化学反应热通常指等温通常指等温过程程热，即当系，即当系统发生了生了变化后，使反化后，使反应产物物的温度回到反的温度回到反应前始前始态的温度，系的温度，系统吸收或放出的吸收或放出的热量量等容反等容反应热 ( qv )qv = UdV=0，故，故w体体=0，又，又w=0，故，故w=0等等压反反应热 ( qp )qp = U + p(V2V1)P=p外外，w=0，故，故w=-p(v2-v1)热力学函数力学函数焓HH=U+pvH是状是状态函数，函数，单位位为J焓变qp=H2-H1=H等等压且不做非体且不做非体积功条件下功条件下H0，系，系统吸吸热盖斯定律盖斯定律化学反化学反应的等的等压或等容反或等容反应热只与物只与物质的始的始态或或终态有关有关而与而与变化的途径无关化的途径无关qp与关系与关系qv（等温等（等温等压和等和等温等容条件下）温等容条件下）qp = qv + pv+U1凝聚相（液凝聚相（液态和和固固态）化学反）化学反应qp qv U H理想气体理想气体qp,m=qv,m+ v(Bg) RTrHm=rUm+ v(Bg) RTBB标准准状状态1、我国国家、我国国家规定，定，标准准压力力p=100KPa2、手册上一般、手册上一般选T=298.15K为参考温度参考温度标准准摩摩尔生成生成焓标准状准状态时由由指定指定单质生成生成单位物位物质的量的量的的纯物物质B时反反应的的焓变表示符号：表示符号：fHm（298.15K）, 常用常用单位：位： KJmol-1f表示生成反表示生成反应, 表示表示标准状准状态，m表示反表示反应进度度为1mol，即，即该生成反生成反应的的产物必定是物必定是“单位物位物质的量的量”生成反生成反应方程式写法唯一，指定方程式写法唯一，指定单质通常指通常指标准准压力和力和该温度下最温度下最稳定的定的单质，且指定，且指定单质fHm =0生成生成焓的的负值越大，表明越大，表明该物物质键能越大，能越大，对热越越稳定定反反应的的标准摩准摩尔焓标准状准状态下下,反反应进度度 = 1mol 的的焓变rHm（298.15K）= vBfHm（298.15K）a A (l) + b B (aq) = g G (s) + d D (g)rHm=gfHm(G,s)+dfHm(D,g)-afHm(A,l)+ bfHm(B,aq)B理想气体状理想气体状态方程方程PV=nRTR(摩摩尔气体常气体常)=8.314J.mol-1K-1化学化学计量数量数0=VBB1、 B 称称为反反应中物中物质B 的化学的化学计量数量数2、反、反应物：物： B为负；产物：物： B为正。正。反反应进度度=nB/vB=nB()-nB(0)/vB1、d为微分符号，表示微小微分符号，表示微小变化化2、nB为物物质B的物的物质的量的量3、单位位为摩摩尔（mol）4、与化学反、与化学反应方程式有关方程式有关某化学反某化学反应放出或吸收放出或吸收的的热量量Q=-csms(T2-T1) =-csmsT=-CsTq:反反应热，系，系统放放热为负，吸，吸热为正正cs:吸吸热介介质的比的比热容容,JKg-1K-1ms:介介质的的质量量Cs:介介质的的热容，容，JK-1 ，Cs= csmsT:介介质终态温度温度T2与始与始态温度温度T1之差之差摩摩尔反反应热qm=q/ 单位：位：Jmol-1，具有，具有强度性度性质B热力学第一定律力学第一定律U=U2-U1=q+w1、系、系统从从环境吸收境吸收热（q），从从环境境得功（得功（w）2、封、封闭系系统有始有始态（U1）变到到终态（U2）功（功（w）w=w体体+ww体体= p(V2 V1)= pV等容反等容反应热 ( qv )qv = U等容，不做非体等容，不做非体积功：功：dV=0，故，故= pV= 0，又，又w=0，故，故w=w+ w体体=0等等压反反应热 ( qp )qp = U + p(V2V1)等等压，不做非体，不做非体积功：功：p=p外外，w=0，故故w=-pV+w=-p(v2-v1)热力学函数力学函数焓HH=U+pv等等压,不做非体不做非体积功功:U=U2-U1= qp- p(V2V1)qp=(U2+pV2)-(U1+pV1)H是状是状态函数，函数，单位位为J焓变qp=H2-H1=H等等压不做非体不做非体积功功:H0，系，系统吸吸热qp = qv + pv+U1等温等等温等压和等温等容：和等温等容：qp = Hp=Up+pV, qv = Uv由盖斯定律可得由盖斯定律可得Up=Uv+U1qp qv U H等温等等温等压和等温等容，凝聚相（液和等温等容，凝聚相（液态和固和固态）p 0, V 0，T=0， qp = Hp=Up+pV, qv = Uv ，Up=Uv+U1又又U1=q+w= q pV 0故故qp = Hp Up，UpUvqp,m=qv,m+v(Bg)RT等温，理想气体（等温，理想气体（对外做功外做功为0）：）：T=0，w=0，故，故U1=q+w= q pV =0又又V=n(Bg) RT/p, =nB/vBrHm=rUm+v(Bg)RTqm=q/ , qp = Hp, qv = UvBBB标准准摩摩尔生生成成焓fHm（298.15K）1、常用、常用单位：位： KJmol-12、f表示生成反表示生成反应,3、表示表示标准状准状态4、m表示反表示反应进度度为1mol，即，即该生成生成反反应的的产物必定是物必定是“单位物位物质的量的量”5、生成反、生成反应方程式写法唯一方程式写法唯一6、指定、指定单质fHm =0反反应的的标准准摩摩尔焓rHm（298.15K）= vBfHm（298.15K）a A (l) + b B (aq) = g G (s) + d D (g)rHm=gfHm(G,s)+dfHm(D,g)-afHm(A,l)+ bfHm(B,aq)B