导图社区 热化学
关于热化学的思维导图,包含热化学概述:几个基本概念、热效应及其测量;反应热与焓:热力学第一定律;反应的标准摩尔焓变等内容,加强记忆,非常实用。
化学反应基本原理的思维导图,主要内容有:化学反应的方向和吉布斯函数、化学反应的限度和化学平衡、化学反应速率、环境化学和绿色化学,考试适用哦。
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热化学
热化学概述
几个基本概念
1.系统与和环境
为了讨论问题的方便,有目的的将某一一部分物质与其他物质分开(可以是实际的也可以是假象的),被划定研究对象称为系统
系统之外,与系统密切相关、影响所能及的部分称为环境
系统的分类(按照他们之间有无物质和能量的交换)
敞开系统:与环境既有物质交换,也有能量交换,又称开放系统。
封闭系统:与环境之间没有物质交换,只有能量交换的系统。
隔离系统:与环境既无物质交换又无能量交换的系统。
2.相
定义:系统中具有相同的物理和化学性质的均匀部分称为相
相与相之间有明确的界面
相的存在与物质的量的多少无关,也可以连续地存在。
通常,任何气体均能无限混合,所以系统内不论有多少种气体都只有一个相
系统的分类(按相的组成来分)
单相(均相)系统
多相(非均相)系统
在273.16K和611.73Pa时,冰、水、水蒸气三相可以平衡共存,这个温度和压力条件称为H2O的三相点
3.状态与状态函数
系统的状态是指用来描述系统的诸如压力p、体积V、温度T、物质的量n和组成各种宏观性质的综合表现
状态有平衡态和非平衡态两类
状态函数的特点
状态一定,其值一定
状态发生变化,其值也要发生变化
其变化值只取决于系统的始态和终态,而与如何实现这一变化的途径无关
按性质的量值是否与物质的数量有关,状态函数可分为两类
广度性质(又称容量性质):广度性质的量值与系统中物质的量成正比,具有加和性。当将系统分割成若干部分时,系统的某广度性质等于各部分该性质之和。体积、热容、质量、熵、焓和热力学能 等均是广度性质
强度性质:强度性质的量值与系统中物质的量多寡无关,不具有加和性
可以直接测定的四个基本状态函数p、V、T和n之间的定量关系式称为状态方程:pV=nRT
R为摩尔气体常数,R=8.314 j/(mol*k)
4.化学计量数和反应进度
对于一般化学反应:0=
B表示反应中物质的化学式
为物质B的化学计量数
反应进度ξ
定义为
ξ的单位为mol
热效应及其测量
1.热效应
化学反应的实质是反应系统中反应物化学键的断裂和产物化学建的生成,是原子重新排列组合的物质变化过程。
化学反应引起吸收或放出的热量称为化学反应热效应,简称反应热
2.热效应的测量
使用弹式热量计
摩尔反应热
热化学反应方程式
表示化学反应与热效应关系的方程式称为热化学反应方程式
反应热与焓
热力学第一定律
能量转化与守恒定律用于热力学系统中称为热力学第一定律
用来描述系统的热力学状态发生变化时,系统的热力学能与过程的热和功之间的定量关系
热力学能
又称内能
热力学第一定律的数学表达式
热力学能具有状态函数的三个基本特征
状态确定,其值确定
殊途同归,值变相等
周而复始,值变为0
热(Q)
是系统与环境之间由于的存在温度差而交换的能量
系统吸热为正值,系统放热为负值
功
体积功
非体积功
除体积功外的所有功
热力学能的组成部分
平动能Ut
转动能Ur
振动能Uv
电子能Ue
等容反应热与热力学能
等压反应热与焓
盖斯定律
在等容等压条件下,化学反应的反应热与反应的始态和终态有关,而与反应的途径无关
反应的标准摩尔焓变
热力学标准状态
为避免同一物质的某热力学状态函数在不同系统中数值不同,热力学中规定了一个公共的参考状态,简称标准态
标准摩尔生成焓
规定在标准状态时由指定单质生成单位物质的量的纯物质时反应的焓变
生成焓的负值越大,表明该物质键能越大,对热越稳定
在标准状态时化学反应的摩尔焓变称为反应的标准摩尔焓变
反应的标准摩尔焓变基本不随温度而变