普通化学热化学与能源.ppt

普通化学热化学与能源
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教学目标：
了解定容热效应(qv)的测量原理。熟悉qv的实验计算方法。
了解状态函数、反应进度、标准状态的概念和热化学定律。理解等压热效应与反应焓变的关系、等容热效应称为过程。
可逆过程：
体系经过某一过程，由状态Ⅰ变到状态Ⅱ之后，如果通过逆过程能使体系和环境都完全复原，这样的过程称为可逆过程。它是在一系列无限接近平衡条件下进行的过程。
实现一个过程的具体步骤称途径。
思考：过程与途径的区别。
设想如果你要把20 ℃的水烧开，要完成“水烧开”这个过程，你可以有多种具体的“途径”：如可以在水壶中常压烧；也可以在高压锅中加压烧开再降至常压。
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5. 化学计量数
一般用化学反应计量方程表示化学反应中质量守恒关系， 通式为：
B 称为B 的化学计量数。
符号规定：反应物： B为负；产物：B为正。
例：应用化学反应通式形式表示下列合成氨的化学反应计量方程式： N2 + 3H2 ＝2NH3
解：用化学反应通式表示为： 0= - N2 - 3H2 + 2NH3
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对于同一个化学反应，化学计量数与化学反应方程式的写法有关。

例： N2(g) + 3H2(g)＝2NH3(g)
v(N2)＝-1， v(H2)＝-3， v(NH3)＝2

1/2N2(g) + 3/2H2(g)＝NH3(g)

v(N2)＝-1/2， v(H2)＝-3/2， v(NH3)＝1
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6. 反应进度
反应进度ξ 的定义：
ξ的单位是摩尔(mol)，它与化学计量数的选配有关。
nB 为物质B的物质的量，d nB表示微小的变化量。
思考：反应进度与化学反应方程式的书写有关吗？
答：有关。如对于反应 N2 + 3H2 = 2NH3 ，当有1mol NH3生成时，。
则反应进度为1 mol。
若将反应写成
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反应进度ξ的值为正值。
反应进度只与化学反应方程式的写法有关，而与选择系统中何种物质来表达无关。

换句话说，引入反应进度这个量的最大优点是在反应进行到任意时刻时，可用任一反应物或产物来表示反应进行的程度，所得的值总是相等的。
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例：      N2(g)＋3H2 (g) ＝2NH3 (g)  反应前物质的量n1/mol 10 30 0
反应某时刻物质的量n2/mol 8 24 4

ξ＝[n2(N2)－n1(N2)]/v(N2)＝(8－10) mol/(－1)＝2 mol
或 ξ＝[n2(H2)－n1(H2)]/v(H2)＝(24－30) mol/(－3)＝2 mol
或ξ＝[n2(NH3)－n1(NH3)]/v(NH3)＝(4－0) mol/2＝2 mol
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对于同一反应，反应式写法不同，vB就不同，因而ξ值不同。
例：      1/2N2 (g)＋3/2H2 (g) ＝NH3 (g)  反应前物质的量n1/mol 10 30 0
反应某时刻物质的量n2/mol 8 24 4

ξ＝[n2(N2)－n1(N2)]/v(N2)＝(8－10) mol/(－1/2)＝4 mol
当涉及到反应进度时，必须指明化学反应方程式。
当ξ＝1 mol时，表示进行了1 mol化学反应，或简称摩尔反应。
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反应热的测量
反应热: 化学反应过程中系统放出或吸收的热量。
热化学规定：系统放热为负，系统吸热为正。
摩尔反应热: 当反应进度为1 mol时系统放出或吸收的热量。
(等容)反应热可在弹式量热计中精确地测量。测量反应热是热