第三章化学热力学基础与化学平衡 31什么是化学热力学? 32化学热力学常用术语 3.3热化学方程式和热化学定律 3.4生成焓和键焓 35熵 36Gib自由能 37化学反应的限度与化学平衡 38化学热力学前沿话题
第三章 化学热力学基础与化学平衡 化学热力学基础与化学平衡 3.1 什么是化学热力学？ 什么是化学热力学？ 3.2 化学热力学常用术语 化学热力学常用术语 3.3 热化学方程式和热化学定律 热化学方程式和热化学定律 3.4 生成焓和键焓 3.5 熵 3.6 Gibbs自由能 3.7 化学反应的限度与化学平衡 化学反应的限度与化学平衡 3.8 化学热力学前沿话题 化学热力学前沿话题
33热化学方程式和热化学定律 热化学方程式: 注明反应热的化学方程式叫做热化学方程式。 (中学课本和化学热力学中的表示方法不同,须注意) 中学课本标法 H2(g)+1/202(g)→H2O()+286kJ 1/2N2(g)+O2(g)→NO2(g)-34kJ 缺点:1)质量守恒和能量守恒混同。 2)未反映反应热随温度和压力的变化
3.3 热化学方程式和热化学定律 热化学方程式和热化学定律 (一) 热化学方程式： 热化学方程式： 注明反应热的化学方程式叫做热化学方程式。 注明反应热的化学方程式叫做热化学方程式。 (中学课本和化学热力学中的表示方法不同，须注意 中学课本和化学热力学中的表示方法不同，须注意) 中学课本标法： 中学课本标法： H2 (g) + 1/2O (g) + 1/2O2 (g) → H2O (l) + 286 kJ O (l) + 286 kJ 1/2N2 (g) + O (g) + O2 (g) → NO2 (g) – 34 kJ 缺 点：1) 质量守恒和能量守恒混同。 质量守恒和能量守恒混同。 2) 未反映反应热随温度和压力的变化。 未反映反应热随温度和压力的变化
化学热力学标法: H2(g)+12O2(g)→>H2()△Hn(298)=-286kJmo1 1/2N2(g)+O2(g)→NO2(g)△Fm0(298)=+34 k. mol- 其中,H左下角的代表化学反应( reaction);右下角m代表摩 尔(mo;右上角代表热力学标准状态(简称标态);括号内的 数字代表热力学温度,单位为K;△H代表焓变
化学热力学标法： 化学热力学标法： H2 (g) + 1/2O (g) + 1/2O2 (g) → H2O (l) ∆rHmө(298) = −286 kJ⋅mol−1 1/2N2 (g) + O (g) + O2 (g) → NO2 (g) ∆rHmө(298) = +34 kJ⋅mol−1 其中，H左下角的r代表化学反应(reaction) reaction)；右下角m代表摩 尔(mol)；右上角θ代表热力学标准状态 热力学标准状态(简称标态)；括号内的 数字代表热力学温度，单位为 数字代表热力学温度，单位为K； ∆H代表焓变
热力学标准态(简称标态)的定义: 气态物质:标态用压力表示, IUPAC建议选用1x105Pa(lbar) 作为热力学标态,符号p。(过去用1am) 溶液:指溶质浓度或活度为1mkgl,对稀溶液而言,也可用 1 moldm3。 液体和固体:指处于标准压力下的纯物质。(在此标准压力应指 1 bar)o 最常用的焓变值是298K(25C),凡未注明温度的△Hn0就代表298K及标态时 的焓变,也可简写为△H。 NCE:△H—泛指任意状态的焓变 △Hm(①—代表压力在标态、温度为时的化学反应摩尔焓变; △HP—在标态和298K时的化学反应摩尔焓变
● 热力学标准态(简称标态)的定义： 气态物质：标态用压力表示， 标态用压力表示，IUPAC建议选用 1 × 105 Pa (1 bar) Pa (1 bar) 作为热力学标态，符号 作为热力学标态，符号pө。(过去用1 atm) 溶液：指溶质浓度或活度为 指溶质浓度或活度为1 mol⋅kg−1, 对稀溶液而言，也可用 对稀溶液而言，也可用 1 mol⋅dm−3。 液体和固体：指处于标准压力下的纯物质。 指处于标准压力下的纯物质。(在此标准压力应指 在此标准压力应指 1 bar)。 最常用的焓变值是298K (25°C)，凡未注明温度的∆rHmө就代表298K及标态时 的焓变，也可简写为∆Hө。 NOTE: ∆H —— 泛指任意状态的焓变； ∆rHmө(T) —— 代表压力在标态、温度为T时的化学反应摩尔焓变； ∆Hө—— 在标态和298K时的化学反应摩尔焓变
关于书写热化学方程式的几点注意事项 1)严格地说,焓变值随温度变化,尽管在一定温度范围内变化不 大。因此焓变须注明温度。 2)书写化学反应方程式时,须注意焓变值应该与一定的反应式相 对应,以使“1mo反应”有明确的含义。 H2()+1202(g)→>H2O △H=-286kJmo1 2H2(g)+O2(g)→2H2O △He=-572 kJ mol-1 3)书写热化学方程式时,应注明物态,因物态变化时伴随着焓变。 H4g)+1/202g)→H2O①△H=-286kJmo lg)+1/2O2(g)→H2O(g)△H=-242kmo+1
● 关于书写热化学方程式的几点注意事项 关于书写热化学方程式的几点注意事项 1) 严格地说，焓变值随温度变化，尽管在一定温度范围内变化不 严格地说，焓变值随温度变化，尽管在一定温度范围内变化不 大。因此焓变须注明温度。 大。因此焓变须注明温度。 2) 书写化学反应方程式时，须注意焓变值应该与一定的反应式相 书写化学反应方程式时，须注意焓变值应该与一定的反应式相 对应，以使“1 mol反应”有明确的含义。 有明确的含义。 3) 书写热化学方程式时，应注明物态，因物态变化时伴随着焓变。 书写热化学方程式时，应注明物态，因物态变化时伴随着焓变。 H2(g) + 1/2O (g) + 1/2O2(g) → H2O(l) O(l) ∆Hө ＝ −286 kJ⋅mol−1 H2(g) + 1/2O (g) + 1/2O2(g) → H2O(g) O(g) ∆Hө ＝ −242 kJ⋅mol−1 H2(g) + 1/2O (g) + 1/2O2(g) → H2O(l) O(l) ∆Hө ＝ −286 kJ⋅mol−1 2H2(g) + O (g) + O2(g) → 2H2O(l) O(l) ∆Hө ＝ −572 kJ⋅mol−1