第一章-----热力学第一定律.ppt

Calculation of standard enthalpy of reactions §1.11 生成焓及燃烧焓 例题9 根据生成焓数据，计算下面反应的 CH4(g)+2O2(g)→CO2(g)+2H2O(l) 解 查得(CH4, g, 298K)= –74.8kJ?mol–1 (CO2, g, 298K)= –393.5kJ?mol–1 (H2O, l, 298K)= –285.8kJ?mol–1 因此 例1 由标准摩尔生成焓计算25℃时下列反应的标准摩尔反应焓。 解： C2H5OH(g) C4H6(g) H2O(g) H2(g) -235.10 110.16 -241.81 0 注 (2) 标准摩尔燃烧焓 在温度T，1mol物质B完全燃烧氧化成相同温度下规定产物的标准摩尔焓变为标准摩尔燃烧焓。 规定产物：如C，H完全氧化的指定产物是CO2(g)和H2O(1)，氮为N2(g),S为SO2(g),Cl为HCl(aq)。Aqueous solution 这些规定产物的标准摩尔燃烧焓为零。 标准摩尔燃烧焓的符号： (2) 标准摩尔燃烧焓 例如: 反应物和产物均为相同的氧化产物 用图解的方法表示燃烧热与反应热的关系 △H1 △H2 △H1= △Hm+ △H2 即 △Hm= -(△H2 - △H1) For example A B C D aA + bB aA + bB yY + zZ yY + zZ 因为 于是有 上式称为Kirchhoff公式 §1.12 反应焓与温度的关系——基尔霍夫方程 第一章 热力学每一定律总结 △U=Q+W pVγ=常数 (理想气体绝热可逆过程方程) 热的计算 理想气体： 化学反应热 节流膨胀： 思考题 1. 在标准压力和100℃，1mol水定温蒸发为蒸气。假设蒸气为理想气体。因为这一过程中系统的温度不变，所以?U=0；Qp=∫CpdT=0。这一结论对否？为什么？ 2. 一气体从某一状态出发，经绝热可逆压缩或经定温可逆压缩到一固定的体积，哪一种压缩过程所需的功大？为什么？如果是膨胀，情况又将如何？ 思考题 3. 一绝热气缸。带有一个无重量、无摩擦的绝热活塞，塞外为恒定外压。气缸内装有气体，壁内绕有电热丝。当通电时，气体将慢慢膨胀。因为这是一个定压过程，Qp=?H；又因是绝热系统，Qp=0，所以?H=0，这个结论对否？若不对，错在哪里？ 思考题 4 . 试证明理想气体绝热过程的功可用下式表示： 其中γ=Cp/CV。 思考题 5. 在(a)、(b)图中，状态A→B为定温可逆过程，状态A→C为绝热可逆过程。见图(a)。如果从A经过一绝热不可逆膨胀到p2，终态将在C之左，还是B之右，还是在BC之间？见图(b)，如果从A经一绝热不可逆膨胀到V2，终态将在C之下，还是在B之上，还是BC之间？ 思考题 6. 设一气体经过如图中A→B→C→A的循环过程，应如何在图上表示如下的量： (1) 系统作的净功； (2) B→C过程的?U； (3) B→C过程的Q。 解答见下页。 思考题 (2) B→C过程的?U与 C→A过程的?U大小相等，符号相反。而C→A过程的?U与功相等(因为是绝热过程)。 B→C过程的?U为AC线下方的面积。 思考题 (3) B→C → A过程的内能不变，故B→C → A过程的功与Q绝对值相等。BCA下方的面积即为B→C→A过程的热。因C→A为绝热。故B→C过程的Q为B→C→A曲线下方的面积。 思考题 7.任何过程的dU可以写为 因为 所以上式可变为 因为CVdT=δQ, 所以 与 比较可得 此结论对否?如不对,错在何处? 思考题 8. 如图所示，有一气缸，带有无重量、无摩擦的理想活塞。缸内装有气体，塞上为真空。气缸的筒壁内侧装有极多个排列得几乎无限紧密的销卡。设法自下而上地逐个拔除销卡时，活塞将几乎无限缓慢地上移，气体将几乎无限缓慢地膨胀。试问这一过程是不是可逆过程？为什么？ 思考题 9. 认为在指定温度及标准压力下，各不同元素的稳定单质其焓的绝对量值都相等，这是有道理的吗？为什么将它们全部规定为零是可行的呢？ 10. 原子蜕变反应及