学习情境 化学反应热效应的测量与计算 北京电子科技职业学院 生物技术系
学习情境一 化学反应热效应的测量与计算 北京电子科技职业学院 生物技术系
单元要点 了解若干热力学基本概念（如状态函数、 热力学标准态、反应进度、焓等) 了解用弹式热量计测量定容热效应 的原理，掌握反应热的测量方法； 了解热力学第一定律， 3 掌握q的实验计算法；
单元要点 了解若干热力学基本概念（如状态函数、 1 热力学标准态、反应进度、焓等） 了解用弹式热量计测量定容热效应 2 的原理, 掌握反应热的测量方法； 了解热力学第一定律， 3 掌握qv的实验计算法；
反应热的测量 1.基本概念 (1)系统与环境 系统：作为研究对象的那一部分物质和空间。 环境：系统之外，与系统密切联系的其它物质和空间。 开放系统 封闭系统 隔离系统 有物质和能量交换 只有能量交换 无物质和能量交换 系统的分类观看动画1-1山
一、反应热的测量 系统：作为研究对象的那一部分物质和空间。 环境：系统之外，与系统密切联系的其它物质和 空间。 开放系统 有物质和能量交换 封闭系统 只有能量交换 1. 基本概念 （1）系统与环境 系统的分类[观看动画1-1] 隔离系统 无物质和能量交换
(2)相 系统中任何物理和化学性质完全相同的、均匀部分称 为相。根据相的概念，系统可分为： >单相（均匀）系统 >多相（不均匀）系统 相与相之间有明确的界面。 思考：1)101.325kPa,273.15K(0°C)下，HO(0,H2O(g) 和HO(s)同时共存时系统中的相数为多少 2)CaC03(s)分解为CaO(s)和CO2(g)并达到平衡的系统中 的相数。 答：1)在此条件下，存在3相（气、液、固各一相；2)3 相（气体1相，固体2相)
（2 ） 相 系统中任何物理和化学性质完全相同的、均匀部分称 为相。根据相的概念，系统可分为： ➢单相（均匀）系统 ➢多相（不均匀）系统 相与相之间有明确的界面。 思考：1) 101.325kPa，273.15K(0°C)下，H2O(l), H2O(g) 和H2O(s)同时共存时系统中的相数为多少。 2) CaCO3 (s)分解为CaO (s)和CO2 (g)并达到平衡的系统中 的相数。 答：1）在此条件下，存在3相（气、液、固各一相；2）3 相（气体1相，固体2相）
(3)状态与状态函数 状态就是系统一切性质的总和。有平衡态和非平 衡态之分。 如系统的宏观性质都处于定值，则系统为平衡 态。 状态变化时，系统的宏观性质也必然发生部分或 全部变化。 状态函数 用于表示系统性质的物理量X称状态函数，如气体 的压力p、体积V、温度T等
（3） 状态与状态函数 状态函数 用于表示系统性质的物理量X 称状态函数，如气体 的压力p、体积V、温度T 等。 状态就是系统一切性质的总和。有平衡态和非平 衡态之分。 如系统的宏观性质都处于定值，则系统为平衡 态。 状态变化时，系统的宏观性质也必然发生部分或 全部变化
状态函数的性质 >状态函数是状态的单值函数。 >当系统的状态发生变化时，状态函数的变化量只与系统的 始、末态有关，而与变化的实际途径无关。 以下例子说明：当系统由始态变到终态时，系统的状态函数 压力p和体积的变化量与途径无关。 外压从3p°变为p1 3 2P9 1.5V
状态函数的性质 ➢ 状态函数是状态的单值函数。 ➢ 当系统的状态发生变化时，状态函数的变化量只与系统的 始、末态有关，而与变化的实际途径无关。 以下例子说明：当系统由始态变到终态时，系统的状态函数 压力p和体积V的变化量与途径无关。 外压从3pº变为p ° V T 3pº
(4)过程与可逆过程 >系统状态发生任何的变化称为过程， >实现一个过程的具体步骤称途径。 思考：过程与途径的区别。 设想如果你要把20。C的水烧开，要完成“水烧开”这个 过程，你可以有多种具体的“途径”：如可以在水壶中常 压烧；也可以在高压锅中加压烧开再降至常压。 可逆过程 体系经过某一过程，由状态I变到状态Ⅱ之后 如果通过逆过程能使体系和环境都完全复原，这 样的过程称为可逆过程。它是在一系列无限接近 平衡条件下进行的过程
（4 ）过程与可逆过程 ➢ 系统状态发生任何的变化称为过程； 可逆过程 体系经过某一过程，由状态Ⅰ变到状态Ⅱ之后， 如果通过逆过程能使体系和环境都完全复原，这 样的过程称为可逆过程。它是在一系列无限接近 平衡条件下进行的过程。 ➢ 实现一个过程的具体步骤称途径。 思考：过程与途径的区别。 设想如果你要把20 °C的水烧开，要完成“水烧开”这个 过程，你可以有多种具体的“途径”：如可以在水壶中常 压烧；也可以在高压锅中加压烧开再降至常压
(5)功和热 在物理或化学变化的过程中，系统与环境除热以 外的方式交换的能量都称为功。 功的符号规定：（注意功符号的规定尚不统一） 系统得功为正，系统作功为负。 由于系统体积发生变化而与环境所交换的功称为体 积功体。所有其它的功统称为非体积功w'。 W=W体十W
（5） 功和热 在物理或化学变化的过程中，系统与环境除热以 外的方式交换的能量都称为功。 功的符号规定： （注意功符号的规定尚不统一） 系统得功为正，系统作功为负。 由于系统体积发生变化而与环境所交换的功称为体 积功w体。所有其它的功统称为非体积功w ′ 。 w = w体+ w ′
在物理或化学变化的过程中，系统与环境 存在温度差而交换的能量称为热。 热的符号规定： 系统吸热为正，系统放热为负。 热量q不是状态函数
在物理或化学变化的过程中，系统与环境 存在温度差而交换的能量称为热。 热的符号规定： 系统吸热为正，系统放热为负。 热量q不是状态函数
二、反应热的测量 1.反应热的实验测量方法 化学反应热指化学反应过程中系统放出或吸收的热量。 化学规定：系统放热为负，系统吸热为正。 摩尔反应热指当反应进度为1mo时系统放出或吸收的热量。 (等容)反应热可在弹式量热计中精确地测量。 燃烧丝 搅拌器 温度计 隔热 容器 钢弹 样品皿 水
二、 反应热的测量 化学反应热指化学反应过程中系统放出或吸收的热量。 化学规定：系统放热为负，系统吸热为正。 摩尔反应热指当反应进度为1 mol时系统放出或吸收的热量。 （等容）反应热可在弹式量热计中精确地测量。 1. 反应热的实验测量方法