《工程化学》课程教学资源_2020课件_第1章 化学反应的基本原理

归东濯工大军 化学化工学院 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY Mn Fe Cr Te Ru Rh N At Mo 05 第1章 化学反应的基本原理 38878239 Sr 57-71 Hf 61373 La-Lu Dr Ba

1.1化学反应热效应及其计算 力东理2大 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 化学反应是反应物分子中旧键的削弱、断裂和产物分 子新键形成的过程。前者需要吸收能量，后者则会释放能 量 因此，化学反应过程往往伴随有能量的吸收或释放。 (能量形式可不同) 如：煤燃烧时放热： 碳酸钙分解要吸热： 原电池反应可产生电能： 电解食盐水要消耗电能： 镁条燃烧时会放出耀眼的光： 叶绿素在光作用下使二氧化碳和水转化为糖类

1.1.1热力学基本概念 归东露2大 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 体系和环境 体系：所需研究的那部分物质或空间。 环境：体系之外与体系有一定联系的其它物质或空间。 物质 体系 能量 环境 敞开体系 体系 封闭体系 孤立体系

归东理工大 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 三种热力学系统 系统可分为下述三类：按系统与环境间物质和能量 的交换 故开系统 封闭系统 孤立系统 有质量和能量交换 只有能量交换无质量和能量交换 烧杯 试剂瓶 保温杯

力东理王大 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 相的概念 体系中任何具有相同物理性质和化学性质的部分 称为一个相。相与相之间有界面隔开，越过相界面时， 性质发生突变。 气态一均匀体系。 液态一互溶，均匀体系。 例如[H2S04]=0.5molm3的溶液 不互溶，多相体系。 例如水和油的混合物是二相，水、油和汞的混合 物是三相)。 固态一除固溶体（固态溶液）外，有多 少种纯固态物质，便有多少相

1.1.2热力学第一定律 归东理工大彩 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 热力学第一定律又称能量守恒定律 焦耳等人发现的 状态(I) 状态(IⅡ) U U. U2-U=△U=Q+W=±Q士W △U-(O+0=0或△U=±O±W Q,W前的正负号：以体系为中心，体系得到为正，体系失 去为负. 能量的形式可以相互转化，但总值不变

归东露2大 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 1.热力学能U(又称内能) 系统内部所有各种运动的能量的总和，分子、 原子的动能、势能以及原子核内部的能量，绝 对值无法测出，但变化时的值△U可以测定出 来，单位(J或kJ) 热力学能是系统的状态西数，只要温度T 压力p、体积V和物质的量n等状态因素被确 定时，U值就被确定

归东理工大深 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 2.热和功： 热：系统与环境之间由于存在温差而传递 的能量 2与冷热程度无关，只有在能量传递中才 有意义。 体系（系统）吸收能量Q+>0 能量增加 体系（系统）放出能量 -<0 能量减少

3.功(W): 归东露2大 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 体系与环境之间除热之外以其它形式 。 传递的能量 规定：体系对环境做功，W0(得功) 体积功：W=-F×1 =-Pex·A1 Pex =-p(Y2-Y） =-Pex·AV 非体积功 功不是状态函数

归东理工大军 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 例1.1某过程中，系统从环境吸收40kJ的热，对环境做 功20kJ,求该过程中系统的热力学能变。 解： 由热力学第一定律解得： △U八系统)=Q+W=40kJ+(-20kJ)=20kJ 即完成这一过程后，系统净增了20kJ的热力学能。 QW前的正负号：体系为中心，体系得到能量为正， 体系失去能量为负