第二炮兵工程学院：《大学化学（工程化学基础）》课程教学资源（PPT课件讲稿）第八讲 化学反应与能源——热化学与能源转化

第二炮兵工程学院大学化学课件△ 第三章化学反应与能源 主要内容包括: ※化学热力学:主要研究热力学的基本概念,讨论化学反 应的方向和限度,研究反应的可能性; ※化学动力学:研究反应速率和反应的具体步骤(即反应 机理或历程),研究反应的可实现性; ※电化学:是化学热力学、动力学和统计力学的具体应用; 503教研室

第二炮兵工程学院 第三章 化学反应与能源 主要内容包括： ※ 化学热力学：主要研究热力学的基本概念，讨论化学反 应的方向和限度，研究反应的可能性； ※ 化学动力学：研究反应速率和反应的具体步骤（即反应 机理或历程），研究反应的可实现性； ※电化学：是化学热力学、动力学和统计力学的具体应用；

第二炮兵工程学院大学化学课件 本章重点讨论: >四个热力学状态函数: U(U、HH、G(AG、S(△S) >两个过程变量:Q、W 503教研室

第二炮兵工程学院 本章重点讨论： ➢四个热力学状态函数： U (△U)、H(△H)、G (△G)、 S (△S) ➢两个过程变量：Q 、W

第二炮兵工程学院大学化学课件 第八讲 3.1热化学与能源转化 503敦研蜜

第二炮兵工程学院 第 八 讲

第二炮兵工程学院大学化学课件△ ★热力学—研究热和机械功互相转化问题而 第三是锋,是人类长期实践经验的意结,看固 的实验基础 物理热力学 经典热力学 热力学 工程热力学 统计热力学(化学热力学 化学热力学用热力学的基本原理研究化学 现象以及与化学有关的物理现象的科学。50教研蜜

第二炮兵工程学院 ★热力学——研究热和机械功互相转化问题而 产生和发展的一门科学，主要基础是热力学第一、 第二定律，是人类长期实践经验的总结，有牢固 的实验基础 化学热力学——用热力学的基本原理研究化学 现象以及与化学有关的物理现象的科学。 热力学 经典热力学 统计热力学 物理热力学 工程热力学 化学热力学

第二炮兵工程学院大学化学课件 化学热力学研究内容包括两个方面: 利用热力学第一定律来计算相变和化学反应热效 应等能量转化问题——热化学 利用热力学第二定律解决反应及相变过程的方向 和限度问题 热力学第三定律主要解决物质的绝对熵问题,对 化学平衡的计算有很大意义,不作要求。 503敦研蜜

第二炮兵工程学院 化学热力学研究内容包括两个方面： 利用热力学第一定律来计算相变和化学反应热效 应等能量转化问题——热化学； 利用热力学第二定律解决反应及相变过程的方向 和限度问题； 热力学第三定律主要解决物质的绝对熵问题，对 化学平衡的计算有很大意义，不作要求

第二炮兵工程学院大学化学课件△ 高炉炼铁 Fe2O3(s)+3Co(g)=2Fe(s)+co2 g) ◆问题:出口气体中含有22%~28%00? ◆以前认为是ω与铁矿石接触时间不够。 ◆解决办法:加高炉身、升高炉温。 ◆结果:出口气体中C含量并未明显减少。 ◆热力学计算表明,此反应不能进行到底。研鲨

第二炮兵工程学院 ◆问题：出口气体中含有22％～28％CO？ ◆以前认为是CO与铁矿石接触时间不够。 ◆解决办法：加高炉身、升高炉温。 ◆结果：出口气体中CO含量并未明显减少。 ◆热力学计算表明，此反应不能进行到底。 高炉炼铁 Fe2O3 (s)+3CO(g)=2Fe(s)+CO2 (g)

第二炮兵工程学院大学化学课件△ 合成氨的反应 N2(+3H2()=NH()森一盒 ☆目前的反应条件:高温、高压 ☆根据热力学计算,该反应可以在常温、常压 下进行。 ☆解决办法:研究有效的催化剂及最佳途径。 503教研室

第二炮兵工程学院 合成氨的反应 N2 (g)+ 3H2 (g) = NH3 (g) ☆目前的反应条件：高温、高压。 ☆根据热力学计算，该反应可以在常温、常压 下进行。 ☆解决办法：研究有效的催化剂及最佳途径

第二炮兵工程学院大学化学课件△ 研究方法 ※热力学方法:也叫宏观方法,它以大量质点所构成的体系 为研究对象,从经验所得的热力学三大定律出发,严密推理,无 需知道变化的中间过程和细节,这种方法简单,结论可靠,应用 广泛; ※统计力学方法:从微观粒子的运动规律,通过统计的方 法来推断体系宏观性质的方法,这种方法较为深刻,把微观性质 和宏观性质联系起来了,只是计算复杂,很难实现; ※量子力学方法:主要用来研究物质结构和化学键等问题。 503教研室

第二炮兵工程学院 ※热力学方法：也叫宏观方法，它以大量质点所构成的体系 为研究对象，从经验所得的热力学三大定律出发，严密推理，无 需知道变化的中间过程和细节，这种方法简单，结论可靠，应用 广泛； ※统计力学方法：从微观粒子的运动规律，通过统计的方 法来推断体系宏观性质的方法，这种方法较为深刻，把微观性质 和宏观性质联系起来了，只是计算复杂，很难实现； ※量子力学方法：主要用来研究物质结构和化学键等问题。 研究方法

第二炮兵工程学院大学化学课件 这里采用热力学研究方法,因此有 以下特点: ★不考虑物质的微观结构和反应机理。 ★不涉及反应速率问题。只解决反应的 可能性问题,不能解决反应的现实性 可题。 503敦研蜜

第二炮兵工程学院 ★不考虑物质的微观结构和反应机理。 ★不涉及反应速率问题。只解决反应的 可能性问题，不能解决反应的现实性 问题。 这里采用热力学研究方法，因此有 以下特点：

第二炮兵工程学院大学化学课件△ 、热力学定义定律(热力学的变化) the first law of thermodynamics 热力学第一定律的两个重要的实践基础: 第一类永动机的失败 焦耳热功当量实验的成功 自然界一切物体都具有能量,能量有各种不同 的形式,它可以从一种形式转化为另一种形式,从 个物体传递给另一个物体,但在转化和传递过程 中能量的数量不变。 503教研室

第二炮兵工程学院 the first law of thermodynamics 一、热力学定义定律（热力学的变化） 热力学第一定律的两个重要的实践基础： 第一类永动机的失败 焦耳热功当量实验的成功 自然界一切物体都具有能量，能量有各种不同 的形式，它可以从一种形式转化为另一种形式，从 一个物体传递给另一个物体，但在转化和传递过程 中能量的数量不变