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1、长江高校工程技术学院教案/讲稿第一讲绪 论一、化学探讨的对象什么是化学?探讨物质的组成、构造、性质与其变更规律和变更过程中能量关系的一门科学.化学探讨的对象化学探讨的简洁历程:19世纪-20世纪上半叶:发觉新元素与其化合物,元素周期律的发现是化学开展史上的里程碑。20世纪下半叶:合成新分子化学详细探讨的内容:化学物质的分类、合成、反响、分别、表征、设计、性质、构造、应用、互相关系。二、化学的主要分支 无机化学:元素与其化合物(除碳、氢化合物与其衍生物),探讨的主要内容为元素、单质与无机物的来源、制备、性质、变更和应用.分析化学:探讨物质化学组成和构造的分析方法与其有关理论按原理分为化学分析(含
2、量在 1%以上的常量组分分析)和仪器分析(一般合适于微量甚至痕量分析.)按任务分: 定性分析; 定量分析; 构造分析.有机化学:探讨有机化合物的来源、制备、构造、性 质、应用以与有关理论的科学,又称碳化合物的化学。探讨的主要内容:有机物性质、构造、合成方法、有机物间互相转变与其变更规律和理论. 物理化学:探讨全部物质系统的化学行为的原理、规律和方法的学科。探讨主要内容: 化学热力学、化学动力学、构造化学三、无机与分析化学课程的主要内容与课程的性质1.课程的主要内容:平衡:从化学热力学角度探讨化学平衡根本原理以与平衡挪动的基本规律.,详细探讨酸碱平衡、沉淀生成与溶解平衡、氧化复原平衡、配位平衡.
3、构造:探讨原子构造、分子构造和晶体构造的根本规律,理解物质的 第 页长江高校工程技术学院教案/讲稿性质、化学反响与构造的关系.性质:在元素周期律的根底上探讨一些主要元素与其重要化合物的构造、组成、性质与其变更规律,理解一些主要元素与其重要化合物在有关领域的应用.应用:应用四大化学平衡的原理进展物质的分别,制备以与测定2.课程的性质整合无机化学和分析化学的内容,目的是节约时间,避开重复几大类专业学习该门课程。四、化学在社会中的地位和作用 皮尔达尔(美):“化学是满意社会需要的中心学科” 福井千一(日):“化学注定是中心学科的占有者”1、 衣食住行和日常生活2、 从社会开展看工业、农业、国防,国际
4、上的热点问题(例如环境爱护、 能源开发、 功能材料、生命过程)都需要化学来解决。五、怎样学习化学动力:新奇心、爱好、责任感、敬业精神理论:I hear , I forget ; I read , I remember ; I do , I understand !方法:合适自己的学习方法六、本门课程学习要求和考核方式 学习要求:课前预习、 上课仔细听讲、做好笔记、课后复习、独立完成作业 考核方式:50%期末测试+50%平常成果(考勤30%+作业30%+平常测试30%+笔记10%)参考书籍:1.无机与分析化学呼世斌著,高等教化出版社。2.无机与分析化学(第三版)南京高校编,高等教化出版社出版3.
5、无机化学北师大等校编,高等教化出版社。4.分析化学华中师范高校编,高等教化出版社。5. 无机与分析化学学习指导.浙江高校编. 高等教化出版社,2004年第 页长江高校工程技术学院教案/讲稿第二讲第一章 溶液和胶体教学目的:1.理解分散系的分类与主要特征。2.驾驭溶液浓度的表示方法与浓度的换算。3.驾驭稀溶液的依数性与其定量规律。4.熟识胶体的根本概念、构造与其性质等。5.理解高分子溶液、外表活性物质、乳浊液的根本概念和特征。教学重点:1.物质的量、摩尔质量、物质的量浓度等概念;2.稀溶液的依数性、胶体构造、胶体的稳定性与聚沉方法。学习难点:对稀溶液依数性的理解,胶体构造与胶体聚沉。一、分散系溶
6、液:但凡由一种或多种物质分散在另一种物质中形成的混合体系。 1.定义分散系:一种(或几种)物质分散成为微小粒子分布在另外一种物质中所构成的系统包括分散质(被分散的物质) 和分散剂(包容分散质的物质) 分散质和分散剂可以是固体、液体或气体。2.分散系的特点:分散质处于被分割成粒子的不连续状态,分散剂处于连续状态分散系的分类(1)按聚集状态分为(表1-1) 分散质和分散剂的聚集状态(2)按分散质粒子大小分类的各种分散系(表1-2)低分子或离子分散系、液体分散系和粗分散系胶体:由颗粒直径在10-910-7m的分散质而组成的体系二、溶液浓度的表示方法物质以分子、离子或原子的形式分散于另一种物质中所形成
7、的匀称稳定的系统(或称体系)称为溶液。溶液分为气体溶液、液体溶液和固体溶液,通常所说的溶液是指液体溶液。最常见的溶液是水溶液,简称为溶液。 第 页长江高校工程技术学院教案/讲稿1、溶液组成量度的表示方法(1)物质的量浓度 cB B的物质的量浓度 ,单位为molL-1。 nB 物质B的物质的量,单位为mol。 V 混合物的体积,单位为L 。 留意: 运用物质的量单位mol时,要指明物质的根本单元。例: c(KMnO4)=0.10molL-1 c(1/5KMnO4)=0.10molL-1的两个溶液。两种溶液浓度数值相同,但是,它们所表示1 L溶液中所含KMnO4的质量是不同的,前者15.8 克,
8、后者为3.16克。(2)质量摩尔浓度bB 溶质B的质量摩尔浓度,单位为molKg-1。 nB 溶质B的物质的量,单位为mol。 mA 溶剂的质量,单位为kg。(3)摩尔分数 nBB的物质的量,SI单位为mol; n 混合物总的物质的量,SI单位为mol; 单位:物质B的摩尔分数,量纲为一。两组分的溶液系统 :溶质B的摩尔分数:溶剂A的摩尔分数: 所以对任何一个多组分系统,则 (4)质量分数 B的质量分数,量纲为一。 第 页长江高校工程技术学院教案/讲稿(1) 物质的量浓度与质量分数cB 溶质B的量浓度; r 溶液的密度; wB溶质B的质量分数; MB 溶质B的摩尔质量。(2)物质的量浓度与质量
9、摩尔浓度 cB 溶质B的量浓度;r 溶液的密度;m 溶液的质量;nB 溶质B的物质的量讲解P9 例 1-2三、稀溶液的通性 稀溶液的通性,或者称为依数性(colligative property) :指稀溶液蒸气压的下降、沸点上升、凝固点下降和稀溶液的浸透压与溶液中溶质的独立质点数有关,而与溶质的本身性质无关。1.溶液蒸气压的下降 饱和蒸气压,简称蒸气压(po) :将一种纯液体(纯溶剂)置于一个密封容器中,当蒸发为气态的溶剂粒子数目与气态粒子凝合成液态的溶剂粒子数目相等时,这时液体上的蒸气所具有的压力称为溶剂在该温度下的饱和蒸气压。拉乌尔定律法国物理学家拉乌尔(Roult F M) 在1887
10、年总结出一条关于溶剂蒸气压的规律。p =poA由于 A十Bl,即 Al一B所以 p = po(1-B)=po-poB po-p = poB p = po-p = poBp 溶液蒸气压的下降值,单位为Pa; cB 溶质的摩尔分数。 第 页长江高校工程技术学院教案/讲稿结论 : 在肯定温度下,难挥发非电解质稀溶液的蒸气压的下降值与溶质的摩尔分数成正比。拉乌尔定律2.溶液沸点上升和疑固点下降沸点是指系统中液体的蒸气压等于外界压强时度。在肯定的外压下, 任何纯液体都有肯定的沸点。外界压强为 1.0105Pa时,纯水的沸点为 100。拉乌尔根据试验结果推导出:Tb = KbbBTb溶液沸点的变更值,单位
11、为K或;bB溶质的质量摩尔浓度,单位为molkg-1;Kb溶液沸点上升常数,单位为Kkgmol-1或kgmol-1, Kb只与溶剂的性质有关,而与溶质的本性无关。不同的溶剂有不同的Kb值 。书表1-3 几种溶剂的Tb和Kb即:难挥发性非电解质稀溶液的沸点上升值与溶质的质量摩尔浓度成正比,而与溶质的性质无关。需要指出的是: 溶液的沸点不是恒定的, 而纯液体有固定沸点,缘由是随着溶液的沸腾,溶剂不断蒸发,溶液的浓度渐渐增大,蒸气压不断降低,因此沸点上升数值越来越大, 当溶液达到饱和后,沸点不再变更。若接着蒸发,溶液中的溶质就要析出。我们所说的溶液的沸点是指某溶液刚开场沸腾时的温度。溶液的凝固点又称
12、为冰点,是指液体蒸气压与固体纯溶剂蒸气压相等时系统的温度,也是纯物质的固相与液相共存 (即到达平衡)时的温度。例如冰和水在 0时蒸气压相等,故水的凝固点是 0,在此温度下, 第 页长江高校工程技术学院教案/讲稿水和冰可以互相转化,即液体的凝固和固体的熔化处于平衡状态。溶液凝固首先是溶液中溶剂的凝固,因此溶液的凝固点实际为溶液中溶剂的蒸气压与固态溶剂的蒸气压相等时的温度。根据拉乌尔的试验结果:难挥发性非电解质稀溶液的凝固点降低Tf 与溶质的质量摩尔浓度成正比,而与溶质的本性无关。其关系式为:Tf=kfbBkf称为溶剂的摩尔凝固点下降常数,kf只与溶剂的性质有关,单位为:kgmol-1或 Kkgm
13、ol-1。 常见溶剂的kf列于表 1中。Tf 溶液凝固点下降值,单位为K或;bB溶质的质量摩尔浓度,单位为mo1kg-1;思索题:1、难挥发物质的溶液在不断沸腾时,它的沸点是否恒定?在冷却过程中它的凝固点是否恒定?2、用测凝固点的方法来估算溶质的相对分子质量。 第 页长江高校工程技术学院教案/讲稿第三讲 3、溶液的浸透压 浸透:由物质粒子通过半透膜单向扩散的现象。半透膜:在两个不同浓度的溶液之间,存在一种能有选择地通过或 阻挡某些粒子的物质。 浸透压:为维持只允许溶剂通过的膜所隔开的溶液与纯溶剂之间的浸透平衡而需要的超额压力。 1886 年荷兰物理学家范特荷甫(Vant Hoff)指出:稀溶液
14、的浸透压()与溶液浓度和温度的关系是:V = nBRT 即 = cBRT 溶液的浸透压,单位为Pa; cB溶液的浓度,单位为mo1L-1; R气体常数,为8.314kPaLmol-1K-1; T体系的温度,单位为K上式说明:在肯定的温度下,溶液的浸透压与溶液的浓度成正比, 而与溶质的本性无关。根据溶液的浸透压,可测定溶质的摩尔质量,特别是高分子化合物的摩尔质量。反浸透是在溶液一方所加的额外压力超过浸透压,使溶液中的溶剂分子反向浸透的现象。反浸透方法在海水淡化、污水处理等方面前景较好,如今关键问题是找寻志向的半透膜。测定溶液浸透压,估算溶质的相对分子质量。稀溶液的定理:难挥发、非电解质稀溶液的某
15、些性质(蒸气压下降、沸点上升、凝固点下降和浸透压)与肯定量的溶剂中所含溶质的物质的量成正比,而与溶质的本性无关。思索题:稀溶液的各项通性,为什么不适用于浓溶液和电解质?四、胶体溶液 胶体分散系:溶胶 (如Fe(OH)3胶体和As2S3胶体等)高分子溶液(淀粉溶液和蛋白质溶液等)1、分散度和外表吸附分散系的分散度(dispersion degree)常用比外表积来衡量。 第 页长江高校工程技术学院教案/讲稿s分散质的比外表积,单位是m-1;S分散质的总外表积,单位是m2;V分散质的体积,单位是m3。外表能:把物质内局部子拉向外表,须汲取能量, 克制指向物质内部的力。当这些内局部子转移出来,形成新
16、外表时,这局部能量就转变成外表层分子的势能,因此外表层分子比内局部子的能量高,高出局部的能量称为外表能。物质分散程物质分散程度越大,比外表越大,外表能就越高。液体和固体都有自动减小外表能的实力。通常以吸附的途径来降低物质的表面能。外表吸附:物质外表质点吸附其它质点,其为一放热过程,也是一个自发过程。2 、胶团的构造以稀AgNO3与过量的KI反响制备的AgI溶胶为例,说明胶团构造。KI过量时形成的AgI胶团构造示意图AgI胶团构造简式:(AgI)m nI-(n-x)K+x-xK+ 胶核 电位离子 反离子 反离子 吸附层 扩散层 胶粒 胶团 第 页长江高校工程技术学院教案/讲稿式中 m、n、x 分
17、别表示胶核中 AgI 的数目,电位离子数和吸附层中反离子数。m、n、x 皆为不确定的数,即使同一溶胶的不同的胶团, 其 m、n、x 也不一样。若以过量AgNO3制备AgI溶胶时,则电位离子是Ag+,而反离子是NO3-,胶团构造式为(AgI)mn Ag+(n-x) NO3-x+x NO3-例1:氢氧化铁溶胶式通过三氯化铁在沸水中水解而制成的。FeCl3 +H2O=Fe(O H) 2Cl+2 HClFe (O H) 2 Cl+2H2O=Fe(O H) 3+HClFe ( OH) 2 Cl= FeO+Cl+H2O其胶团构造式为:Fe(OH)3mnFeO+(n-x)Clx+xCl例2:硫化砷溶胶的制备
18、通常是将H2S气体通入砷酸溶液中生成淡黄色的硫化砷溶胶。H3 AsO3+H2S= As2S3+6H2OH2S= HS-+H+三硫化二砷胶团构造简式表示为: (As2S3)mnHS-(n-x)H+x-xH+硅胶的胶团构造简式表示为: (H2SiO3)mnHSiO3-(n-x)H+X-xH+注: 在制备胶体时,肯定要有稳定剂存在。通常稳定剂就是在吸附层中的离子。3胶体溶液的性质(1)溶胶的光学性质丁铎尔效应1869年,丁铎尔(Tyndall)在探讨胶体时,将一束光线照耀到透亮的溶胶上,在与光线垂直方向上视察到一条发亮的光柱。这一现象称为丁铎尔效应。丁达尔效应是胶体所特有的现象,可通过该效应来鉴别溶
19、液与胶体。光线照耀到物体外表时,可能产生两种状况:1)颗粒直径远远大于入射光的波长,此时入射光被完全反射,不出现丁达尔效应2)颗粒直径比入射波长小,则发生光的散射作用而出现丁达尔现象。3)颗粒直径很小,小于1 nm,对光的散色极弱,则发生光的透色现象。溶胶的粒子直径在1100nm,一般可见光的波长范围在400760nm 第 页长江高校工程技术学院教案/讲稿可见光通过溶胶时便产生明显的散射作用。 注:高分子溶液、溶质与溶剂没有明显的界面,对光的散射作用弱, 其丁铎尔效应没有胶体明显。(2)溶胶的动力学性质溶胶的布朗运动在超显微镜下看到溶胶的散射现象的同时,还可以看到溶胶中的发光点并非是静止不动的
20、,它们是在作无休止、无规则的运动。产生缘由:胶粒受力不平衡与胶粒的热运动产生的结果:胶体的扩散作用 动力学稳定性(3)溶胶的电学性质电泳 电泳:在电场中,溶胶体系的溶胶粒子在分散剂中能发生定向迁移。根据电泳试验推断溶胶粒子的带电性。注:溶胶粒子带电的主要缘由 :(1)吸附作用选择性吸附与其组成相关的离子例:氢氧化铁溶胶,由于Fe(OH)3对FeO+的吸附因此溶胶带正电。(2)电离作用溶胶外表电离,使胶粒带电例 :硅胶粒子带电就是因为H2SiO3电离形成HSiO3-,并附着在外表而带负电。4胶体的稳定性和聚沉(1)溶胶的稳定性聚沉:胶体分散系中的分散质从分散剂中分别出来的过程称为聚沉影响溶胶聚沉
21、的因素主要有:电解质对溶胶的聚沉作用(最重要的方法)电解质聚沉的主要缘由:中和了胶粒的电荷 破坏了胶粒的溶剂化膜。聚沉值:指肯定时间内,使肯定量的溶胶完全聚沉所需要的电解质的最低浓度。单位mmoll-1聚沉实力:是聚沉值的倒数。聚沉值越大的电解质,聚沉实力越小; 反之,聚沉值越小的电解质,其聚沉实力越强。聚沉实力主要确定于胶粒带相反电荷的离子的价数。注:与胶粒带相反电荷的离子的价数影响最大,价数越高,聚沉能力越强。例:对Fe(OH)3正溶胶:聚沉实力:K3Fe(CN)6MgSO4AlCl3 第 页长江高校工程技术学院教案/讲稿对As2S3负溶胶:聚沉实力AlCl3MgSO4K3Fe(CN)6对
22、带一样电荷的离子,其聚沉实力随离子水化半径的增大而减小。例:对带负电溶胶:聚沉实力Rb+K+Na+Li+ ;Ba2+Sr2+Ca2+Mg2+ 对带正电溶胶:聚沉实力F-Cl-Br- I-例:等体积的0.08mol/L NaBr溶液和0.1mol/L的AgNO3溶液混合制AgBr溶胶,分别参加一样浓度的下述电解质溶液,其聚沉实力的大小次序如何? (1)KCl,(2) Na3PO4,(3)MgSO4,(4) Na2SO4 解:2431溶胶的互相聚沉两种带有相反电荷的溶胶按适当比例互相混合,溶胶会发生聚沉。聚沉的主要缘由:胶粒所带电荷被中和例: 明矾净水作用。 自然水中胶态的悬浮物大多带负电,明矾在
23、水中水解产生的Al(OH)3 溶胶带正电,它们互相聚沉而使水净化。Al(OH)3mn Al3+(n-x) SO42-2x+x SO42- 温度对溶胶稳定性的影响加热能破坏胶体的主要缘由:胶粒运动加剧,碰撞时机增多。胶粒所带电量削减。(吸附大多数是放热过程,升温有利于解析)胶体本身的浓度过高 缘由:浓度过高,碰撞时机增加,导致聚沉五高分子溶液和乳浊液 自学 第 页长江高校工程技术学院教案/讲稿第四讲第二章 化学反响得一般原理教学目的:1理解反响进度、系统与环境、状态与状态函数的概念;2驾驭热与功的概念和计算,驾驭热力学第肯定律的概念;3驾驭的概念与有关计算和应用4驾驭标准平衡常数 的概念与表达式
24、的书写;驾驭 与 的关系与有关计算;5理解反响速率、基元反响、反响级数的概念;理解活化分子、活化能、催化剂的概念;理解影响反响速率的因素与其应用。教学重点:1功、热、热力学能、焓、熵、自由能的概念与含义2反响焓变、熵变、自由能变的计算方法;3吉布斯-亥姆霍兹方程与有关应用;学习难点:熵的含义、化学反响中常涉与到的两个问题:(1) 化学反响进展的方向、程度以与反响过程中的能量变更关系 可能性 化学热力学化学热力学初步和化学反响平衡(2) 化学反响进展的快慢即化学反响的速率问题 现实性 化学动力学 化学反响速率 一、根本概念和术语1化学反响进度(1) 化学反响计量方程式对任一已配平的化学反响方程式
25、有: 物质B的化学计量数,量纲为一留意:反响物的化学计量数为负值;生成物的化学计量数为正值例: 其化学计量数分别(2)化学反响进度为:x ksai表示化学反响进展的程度的物理量,单位mol。定义式: 第 页长江高校工程技术学院教案/讲稿积分式:注:无论以反响物或生成物表示反响进度,其值均一样。例: 反响进度的物理意义说明:每消耗掉a mol物质A的同时,也消耗掉b mol的物质B,并生成g mol的物质G和d mol物质D反响进度与化学反响计量方程式的写法有关例: 2系统和环境系统:热力学中所探讨的对象环境:系统以外与系统亲密相关的其它物质和空间据系统与环境之间的关系,可把系统分为三种:放开系
26、统:系统与环境之间既有物质交换又有能量交换。封闭系统:系统与环境之间没有物质交换,只有能量交换。孤立系统:系统和环境之间既无物质交换,又无能量交换3状态与状态函数状态:是指系统全部宏观性质的综合表现如压力、温度、密度、体积等。状态函数:描绘系统状态的宏观性质称为状态函数。状态函数的特点:(1)它的数值仅仅取决于系统的状态。状态肯定,状态函数肯定, 状态变则状态函数随之变更。状态函数变更只与系统的终始态有关,而 第 页长江高校工程技术学院教案/讲稿与变更的详细途径无关(2)系统的状态函数之间有某种联络和制约关系据各宏观性质是否与系统的物质的量有关状态函数分为两类:广度性质:凡与系统内物质的量成正
27、比的状态函数称为广度性质, 也叫容量性质,广度性质具有加合性。如质量、体积等。强度性质:凡与系统中物质的量无关,仅与体系自身特性有关的性质,称为强度性质。强度性质不具有加和性。如浓度、温度等。4过程与途径过程:起始到终了,称为一个过程,它是体系状态变更的经过。据过程中系统的P、V、T变更特点,将过程分为以下几种:(1)等温过程: T1=T2=T 环 (2)等压过程: p1=p2=p 外(3)等容过程: V1=V2(4)绝热过程:系统的状态变更是在绝热条件下进展的。(5)循环过程:系统的变更由初始态动身,经验一系列变更,又回到原来的初始态。始态和终态为同一状态,此过程的状态函数变更量为零。问:一
28、般化学反响属于什么过程?什么体系?一般的化学反响是等温等压或等温等容过程,封闭体系途径:系统从始态到终态的变更过程可以实行不同的方式,每一种方式就称为一种途径。5热和功热:由于系统与环境间温度的差异而产生的能量交换形式称为热, 用符号 Q 表示。热单位为 J 或 kJ。热力学规定:系统吸热,Q (体系到能量);系统放热,Q (体系失能量)功:除热以外,系统与环境之间以其它形式传递的能量称为功。用符号 W 表示。功单位为 J 或 kJ。热力学中规定:系统对环境作功,W (体系失能量);环境对系统做功,W (体系到能量)W可分为两类: We 体积功,W 非体积功(有用功)体积功是由于系统体积发生变
29、更而做的功,其物理意义为系统体积变更、抗拒外压作用而与环境进展的能量。当系统的压强与环境的压强相等时:P1= P2 =P外 We=P外(V2-V1) We= PV若考虑非体系功,则We= PV+Wf 第 页长江高校工程技术学院教案/讲稿热和功都是变更过程中交换或传递的能量。没有过程就没有热和功, 热和功都不是状态函数。6热力学能与热力学第肯定律(1)热力学能(U)内能:包括宏观的能和微观的能,宏观的例如动能、势能;微观的例如分子的平动能、转动能。热力学能:指在不考虑系统整体运动的动能和系统整体处于外力场中所具有的势能的状况下,系统内全部微观粒子全部能量之和(包括系统中分子的平动能、转动能、振动
30、能、电子运动和原子核内的能量以与系统内局部子与分子间的互相作用的位能等),又称为内能,用符号U表示,单位J或kJ 。注:热力学能是状态函数,其变更量与途径无关,在实际化学过程中,U的肯定值不行能到。特点:体系得重要状态函数,广度性质,具有加和性。例:50g水的热力学能为1.则100g水的热力学能为1()热力学第肯定律热力学:定量的探讨能量互相转化过程所遵循的科学热力学第肯定律:将能量守恒与转化定律用于详细的热力学系统即得到热力学第肯定律,详细内容为封闭系统发生状态变更时,其热力学能的变更等于系统与环境传递的热与功的总和。二、热化学化学反响过程中总是伴有热量的汲取和放出,热化学就是把热力学理论与
31、方法应用于化学反响中,计算与探讨化学反响的热量与变更规律的学科。1化学反响热效应指系统发生化学 反响时,在只做体积功不做非体积功的等温过程中汲取或放出的热量。(1)恒容反响热在等温条件下,若系统发生化学反响是恒容且不做非体积功的过程, 则该过程中与环境之间交换的热就是恒容反响热,以符号“QV”来表示。 第 页长江高校工程技术学院教案/讲稿据热力学第肯定律恒温恒容过程中系统的热量变更全部用来变更系统的热力学内能。(2)恒压反响热在等温条件下,若系统发生化学反响是恒压且只做体积功不做非体积功的过程,则该过程中与环境之间交换的热就是恒压反响热,其量符号为Qp由热力学第肯定律H-焓,具有能量的量纲,无
32、物理意义,状态函数,肯定值无法确定。 即意义:恒压只做体积功的过程中,封闭系统汲取的热量全部用于增加系统的焓。H 0 系统从环境吸热,吸热反响 H 0 系统向环境放热,放热反响H和U一样,其肯定值无法测量,但在肯定条件下,可以从系统与环境间热量的传递来衡量系统H的变更。a. 当反响物和生成物都为固态和液态时,反响的 值很小,可忽视不计, 。b. 对有气体参与或生成的化学反响, 值较大,不行忽视。 第 页长江高校工程技术学院教案/讲稿即使在有气体参与的反响中,pDV(即Dn(g)RT)与DH 相比也只是一个较小的值。因此,在一般状况下,可认为:DH在数值上近似等于DU, 在缺少DU的数据的状况下
33、可用DH的数值近似。 第 页长江高校工程技术学院教案/讲稿第五讲2盖斯定律1840俄国化学家盖斯指出: 在不做其它功并处于恒容或恒压的状况下,任一化学反响,不管是一步完成的,还是分几步完成的,其化学反响的热效应总是一样的,即化学反响热效应只与始、终状态有关而与详细途径无关。根据盖斯定律,可以间接地求算一些不易干脆准确测定或不能干脆测定的反响热。条件:在不做体系功和处于恒压或处于恒容状况下。注:为了求反响热,可把反响设计成分步进展,至于反响是否按设计的途径进展,则无关紧要。3标准摩尔反响焓变(1)摩尔反响焓变表示当反响进度为1mol时的热效应,单位 或假如一反响进度为 的反响焓变为 ,则 (2)
34、物质的标准态标准状态:指在温度T 与标准压力p(100kPa)下的状态,简称标准态,用“ ”表示。热力学中的标准态:a. 纯志向气体物质的标准态是该气体处于标准压力p下的状态,混合志向气体中任一组分的标准态是该气体组分的分压为p时的状态。b.纯液体(或纯固体)物质的标准态就是标准压 力p下的纯液体(或纯固体)。注:在标准态的规定中只规定了压力p 并没有规定温度(3)标准摩尔反响焓变化学反响中,任何物质均处于温度T 时的标准状态下,该反响的摩 第 页长江高校工程技术学院教案/讲稿尔反响焓变称为标准摩尔反响焓变,以 表示,T 为热力学温度。4、热化学反响方程式热化学反响方程式:说明化学反响与反响热
35、关系的化学反响方程书写化学反响计量方程式。留意点:a. 同一反响,不同的化学计量方程式,其反响热的数值不同;b. 应注明参与反响的诸物质的聚集状态,以g、l、s 表示气、液、固态,聚集状态不同化学热效应不同。c. 应注明反响温度,假如在298.15K,通常可以省略不写。5标准摩尔生成焓在温度与标准态下,由稳定单质生成1mol物质的标准摩尔反响焓变即为物质在温度下的标准摩尔生成焓,用 ,单位。稳定单质的标准生成焓为零:碳(石墨),硫(斜方硫),磷(红磷)答 (b) (c)(b) 第 页长江高校工程技术学院教案/讲稿6标准摩尔燃烧焓在标准态下1mol物质完全燃烧(或完全氧化)生成标准态的产物的反响
36、热效应为该物质的标准摩尔燃烧焓, ,单位 。完全燃烧: 7标准摩尔反响焓变的计算(1)由生成焓求反响热提问:298.15K时物质的标准生成焓可查表, 可据上式计算, 其它温度如何计算? 与温度有关,但受温度影响很小,可用298.15K下的近似其他温度下的代替,即(2)由燃烧焓求反响热 第 页长江高校工程技术学院教案/讲稿 第 页长江高校工程技术学院教案/讲稿第六讲三、 化学反响的方向和限度1化学反响的自发性自发过程的共同特点例 自发方向 推动力 自发条件 限度 做功 逆向作用逆向要进展须环境对其做功具有做功的实力正向具有做功的实力水流 高 低 h h0 h=0电流 高 低 V V0 V=0热 高 低 T T0 T=0气流 高 低 p p (2)同一物质且聚集状态一样时,温度越高, 越大;(3)T 肯定时,压强越大,气体物质的 越小;(4)分子的摩尔质量越大, 越大;若分子摩尔质量相近则分子构造越困难, 越大。(4)标准摩尔反响熵变熵是状态函数,对任一反响其标准摩尔反响熵变为注:物质的 随温度的增大而增大,但 受反响温度的影响很小,即:3、化学反响方向的判据1878美国化学家吉布斯