单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,正文文本,*,小班课计划,第一次课：第一二章复习及习题讲解,第二次课：第三四章复习及习题讲解,第三次课：第五章复习以及小测验（开卷,or,闭卷）,第四次课：第七八章复习以及相关视频观看,1,小班课计划1,热化学与能源总复习,第,1,章,杨雪,2,热化学与能源总复习第1章杨雪2,复习内容,：,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。,3,复习内容：3,概念总结,系统和环境是一个整体的两个部分，按二者之间有无物质和能量交换，可以对系统分类,系统,作为研究对象的那一部分物质和空间,开放系统,（敞开系统）,有物质和能量交换,封闭系统,只有能量交换,通常在密闭容器中的系统,隔离系统,（孤立系统）,无物质和能量交换,绝热、密闭的恒容系统,环境,系统之外，与系统密切联系的其它物质和 空间,注：,1,、如果容器是敞开的，则系统与环境间的界面只能是假想的。,2,、除特别指出外，所讨论的系统均为封闭系统。,3,、绝对孤立的系统是不存在的。,概念总结系统和环境是一个整体的两个部分，按二者之间有无物质和,4,系统中任何物理和化学性质完全相同的、均匀部分称为,相,系统的三相,液相,按其互溶程度可以是一相或两相共存,气相,任何气体均能无限混合，故系统内不论有多少种气体都只有一个相,固相,1,、系统中含有多少种固体，就有多少种相,2,、当不同种固体达到分子尺度的均匀混合，会形成,固溶体,，一种固溶体为一个相。,按相的组成分,单相（均相）系统,多项（非均相）系统,注：,1,、相与相之间有明确的,界面,，超过这个界面，定有某些宏观性质发生突变,2,、相的存在和物质的量多少无关，也可以是不连续的存在。,系统中任何物理和化学性质完全相同的、均匀部分称为相系统的三相,5,状态,是指用来描述诸如压力,P,、体积,V,、温度,T,、物质的量,n,和组成等各种宏观性质的综合表现,分类,平衡态：,系统的宏观性质都处于定值,状态函数,是指用来描述系统状态的物理量,特点,状态一定，其值一定,状态发生变化，其值也要发生变化,变化值只取决于系统的始态和终态，与变化的途径无关,具有数学上全微分特征,非平衡态：,状态变化时，系统的宏观性质也必然发生部分或全部变化,分类,（按性质的量值是否与物质的数量有关）,广度性质（容量性质）：,量值具有加和性（体积，热容，质量，焓，熵，热力学能等）,强度性质：,量值不具有加和性（温度，压力，密度，黏度，摩尔体积等）,状态方程,理想气体状态方程,PV=nRT,R(,摩尔气体常数,)=8.314J.mol,-1,K,-1,PV,m,=nRT,，,V,m,为摩尔体积,状态是指用来描述诸如压力P、体积V、温度T、物质的量n和组成,6,过程,系统状态发生任何的变化,等温过程:,T,1,=,T,2,=,T,ex,等压过程:,p,1,=,p,2,=,p,ex,等容过程,:,V,1,=,V,2,可逆过程：,体系经过某一过程，由状态,变到状态,之后，又通过逆过程能使体系和环境都完全复原的过程,途径,实现一个过程的具体步骤称,化学计量数,1,、,B,称为反应中物质,B,的,化学计量数,2,、反应物：,B,为负；产物：,B,为正。,反应进度,1,、,d,为微分符号，表示微小变化,2,、,nB,为物质,B,的物质的量,3,、,单位为摩尔（,mol,）,4,、与化学反应方程式有关,摩尔反应,当按所给反应式的化学计量数进行了一个单位的化学反应时，反应进度就等于,1mol,，即进行了,1mol,化学反应,过程系统状态发生任何的变化等温过程:T1=T2=,7,化学反应热效应（反应热）,化学反应过程中系统放出或吸收的热量，具有广度性质,物理和化学过程常见的热效应：反应热、相变热、溶解热、稀释热等,热化学,研究化学反应中热量与其他能量变化的定量关系的学科,等容热效应（利用弹式热量计可测得）,热化学中，等温、等容过程发生的热效应,q:,反应热，系统放热为负，吸热为正,c,s,:,吸热介质的比热容,JKg,-1,K,-1,m,s,:,介质的质量,C,s,:,介质的热容，,JK,-1,，,Cs=c,s,m,s,T:,介质终态温度,T,2,与始态温度,T,1,之差,等压热效应（敞口容器或火焰热量计）,热化学中，等温、等压过程发生的热效应,摩尔反应热,q,m,=q/,单位：,Jmol,-1,，具有强度性质,热化学方程式,表示化学反应与热效应关系的方程式,2H,2,(g)+O,2,(g)=2H2O(,l,),；,q,p,m,=-570KJmol,-1,1,、反应热与反应式的化学计量数有关,2,、若无特别说明，则标注的是等温等压热效应,q,p,3,、若不注明,T,p,指在,T,=298.15 K,，,p,=100kPa,下,化学反应热效应（反应热）化学反应过程中系统放出或吸收的热量，,8,热力学第一定律,描述系统热力学状态发生变化时系统的热力学能与过程的热和功之间的定量关系,U=U,2,-U,1,=q+w,注：,1,、热力学第一定律的,实质,是能量守恒定律在热力学中的的应用,2,、系统从环境吸收,热（,q,）,，,从环境得,功（,w,）,，,热力学能,是指系统内分子的平动能、转动能、振动能，分子间势能，原子间键能，电子运动能，核内基本粒子间核能等内部能量的的总和。故又称内能。,分类,动能来源,于构成体系的分子和原子的,(,热,),运动。高温体系的内能大于低温体系。,平动能,转动能,势能来源,于体系内分子（或原子）的相互作用及相对位置的改变。,振动能,电子能,热力学能（,U,）是系统自身的性质，是状态函数,基本特征,状态一定，其职确定,殊途同归，值变相等,周而复始，值变为零,热力学能的特征,状态函数,无绝对数值,广度性质,热力学第一定律描述系统热力学状态发生变化时系统的热力学能与过,9,热（,q,）,系统与环境之间由于存在温度差而交换的能量,1,、系统吸热为正，系统放热为负,2,、单位,J,，不是状态函数,功（,w,）,系统与环境之间除热以外的其他形式传递的能量,1,、环境对系统做功为正，系统对环境作功为负,2,、单位,J,，不是状态函数,分类,w=w,体,+w,所有其它的功统称为,非体积功,(,w,),由于系统体积发生变化而与环境所交换的功称为,体积功,(,w,体,),等压过程中，体积功,w,体,=,p,外,(,V,2,V,1,)=,p,外,V,有序能,大量质点以有序运动而传递的能量，如电能、化学能、机械能等,无序能,大量质点以无序运动（分子碰撞）方式而传递的能量,热（q）系统与环境之间由于存在温度差而交换的能量1、系统吸热,10,化学反应热,通常指等温过程热，即当系统发生了变化后，使反应产物的温度回到反应前始态的温度，系统吸收或放出的热量,等容反应热,(,q,v,),q,v,=,U,dV=0,，故,w,体,=0,，又,w=0,，故,w=0,等压反应热,(,q,p,),q,p,=,U+p,(,V,2,V,1),P=p,外,，,w=0,，故,w=-p(v,2,-v,1,),热力学函数焓,H,H=U+pv,H,是状态函数，单位为,J,焓变,q,p,=H,2,-H,1,=H,等压且不做非体积功条件下,H0,，系统吸热,盖斯定律,化学反应的等压或等容反应热只与物质的始态或终态有关而与变化的途径无关,q,p,与关系,q,v,（等温等压和等温等容条件下）,q,p,=,q,v,+pv+U,1,凝聚相（液态和固态）化学反应,q,p,q,v,U,H,理想气体,q,p,m,=q,v,m,+v(Bg)RT,r,H,m,=,r,U,m,+v(Bg)RT,B,B,化学反应热通常指等温过程热，即当系统发生了变化后，使反应产物,11,标准状态,1,、我国国家规定，标准压力,p,=100KPa,2,、手册上一般选,T=298.15K,为参考温度,标准摩尔生成焓,标准状态时由指定单质生成单位物质的量的纯物质,B,时反应的焓变,表示符号：,f,H,m,（,298.15K,）,常用单位：,KJmol,-1,f,表示生成反应,表示标准状态，,m,表示反应进度为,1mol,，即该生成反应的产物必定是“,单位物质的量,”,生成反应方程式写法唯一，指定单质通常指标准压力和该温度下最稳定的单质，且指定单质,f,H,m,=0,生成焓的负值越大，表明该物质键能越大，对热越稳定,反应的标准摩尔焓,标准状态下,反应进度,=1mol,的焓变,r,H,m,（,298.15K,）,=v,B,f,H,m,（,298.15K,）,a A(l)+b B(aq)=g G(s)+d D(g),r,H,m,=g,f,H,m,(G,s)+d,f,H,m,(D,g)-a,f,H,m,(A,l)+b,f,H,m,(B,aq),B,标准状态1、我国国家规定，标准压力p=100KPa标准摩尔,12,理想气体状态方程,PV=nRT,R(,摩尔气体常,)=8.314J.mol,-1,K,-1,化学计量数,0=V,B,B,1,、,B,称为反应中物质,B,的化学计量数,2,、反应物：,B,为负；产物：,B,为正。,反应进度,=,n,B,/v,B,=n,B,(,)-n,B,(0)/v,B,1,、,d,为微分符号，表示微小变化,2,、,nB,为物质,B,的物质的量,3,、,单位为摩尔（,mol,）,4,、与化学反应方程式有关,某化学反应放出或吸收的热量,Q=-csms(T2-T1)=-csmsT=-CsT,q:,反应热，系统放热为负，吸热为正,c,s,:,吸热介质的比热容,JKg,-1,K,-1,m,s,:,介质的质量,C,s,:,介质的热容，,JK,-1,，,Cs=c,s,m,s,T:,介质终态温度,T,2,与始态温度,T,1,之差,摩尔反应热,q,m,=q/,单位：,Jmol,-1,，具有强度性质,B,理想气体状态方程PV=nRTR(摩尔气体常)=8.314J.,13,热力学第一定律,U=U,2,-U,1,=q+w,1,、系统从环境吸收热（,q,）,，,从环境得功（,w,）,2,、封闭系统有始态（,U,1,）变到终态（,U,2,）,功（,w,）,w=w,体,+w,w,体,=,p,(,V,2,V,1,)=,pV,等容反应热,(,q,v,),q,v,=,U,等容，不做非体积功：,dV=0,，故,=,pV=,0,，又,w=0,，故,w=w+w,体,=0,等压反应热,(,q,p,),q,p,=,U+p,(,V,2,V,1,),等压，不做非体积功：,p=p,外,，,w=0,，,故,w=-pV+w=-p(v,2,-v,1,),热力学函数焓,H,H=U+pv,等压,不做非体积功,:,U=U,2,-U,1,=,q,p,-,p,(,V,2,V,1,),q,p,=(U,2,+,pV,2,)-(U,1,+,pV,1,),H,是状态函数，单位为,J,焓变,q,p,=H,2,-H,1,=H,等压不做非体积功,:,H0,，系统吸热,热力学第一定律U=U2-U1=q+w1、系统从环境吸收热（,14,q,p,=,q,v,+pv+U,1,等温等压和等温等容：,q,p,=H,p,=U,p,+pV,q,v,=,U,v,由盖斯定律可得,U,p,=U,v,+U,1,q,p,q,v,U,H,等温等压和等温等容，凝聚相（液态和固态）,p,0,V,0,，,T=0,，,q,p,=H,p,=U,p,+pV,q,v,=,U,v,，,U,p,=U,v,+U,1,又,U,1,=q+w=q,pV,0,故,q,p,=H,p,U,p,，,U,p,U,v,q,p,m,=q,v,m,+,v(Bg)RT,等温，理想气体（对外做功为,0,）：,T=0,，,w=0,，故,U,1,=q+w=q,pV,=0,又,V=,n(Bg)RT/p,=,n,B,/v,B,r,H,m,=,r,U,m,+v(Bg)RT,q,m,=q/,q,p,=H,p,q,v,=,U,v,B,B,B,qp=qv+pv+U1等温