§14-2热力学第一定律在化学反应系统的应用 热力学第一定律是普遍的定律,对于有化学反应的过程 也适用,是对化学过程进行能量平衡分析的理论基础。 热力学第一定律解析式 体积功 0=U2-U+Wot 0=U2-U1+W+w 反应热 6O=dU+M,+δW 有用功 实际的化学反应过程大量地是在温度和体积或温度和压力 近似保持不变的条件下进行的
7 §14-2 热力学第一定律在化学反应系统的应用 热力学第一定律是普遍的定律，对于有化学反应的过程 也适用，是对化学过程进行能量平衡分析的理论基础。 一. 热力学第一定律解析式 Q =U2 −U1 +Wtot Q =U2 −U1 +Wu +W δ d δ δ 反应热 Q U W W = + + u 体积功 有用功 实际的化学反应过程大量地是在温度和体积或温度和压力 近似保持不变的条件下进行的
定温定容反应 定温定压反应 Q=U2-U1+W2 0=U2-U+Wu p+p(V2-V 80=dU +wAv o=H2-H,+Wup 80=dH+oWapI 上述这些公式称作热力学第一定律的解析式,它们是根 据第一定律得出的,不论化学反应是可逆或不可逆的, 均可适用
上述这些公式称作热力学第一定律的解析式，它们是根 据第一定律得出的，不论化学反应是可逆或不可逆的， 均可适用。 Q = U2 −U1 +Wu,V ( ) Q = U2 −U1 +Wu, p + p V2 −V1 定温定容反应 定温定压反应 , δ d δ Q U W = + u V Q = H2 − H1 +Wu, p , δ d δ Q H W = + u p
二、反应的热效应和反应焓 若反应在定温定容或定温定压下不可逆地进行,且没 有作出有用功(因而这时反应的不可逆程度最大), 则这时的反应热称为反应的热效应 定容热效应Q=U2-U1 Q 2=H2-H1 定压热效应 Q 反应焓-定温定压反应的热效应,等于反应 前后物系的焓差,以ΔH表示
9 二、反应的热效应和 反应焓 若反应在定温定容或定温定压下不可逆地进行，且没 有 作出有用功（因而这时反应的不可逆程度最大）， 则这时的反应热称为反应的热效应 QV =U2 −U1 Qp = H2 − H1 定容热效应 QV 定压热效应 Qp 反应焓--定温定压反应的热效应，等于反应 前后物系的焓差，以H表示
Q1与Q的关系: 若物系从同一初态分别经定温定压和定温定容过程完成同 化学反应,且其反应物和生成物均可按理想气体计,则 Qn-9=(H2-H1)-(U2-U1)=p(V2-V1)=RM 其中△Mn=n2-n 是反应前后物质的量的变化量 右△n>0 0>9 △n<0 2< Or △n=0 2.=2p 若反应前后均无气相物质出现,由于可以忽略固相及液 相的体积变化,Qp≈ 热效应与反应热有所不同,反应热是过程量,与反应 过程有关,而热效应是专指定温反应过程中不作有用 功时的反应热,是状态量
10 QV与Qp的关系： 若物系从同一初态分别经定温定压和定温定容过程完成同 一化学反应，且其反应物和生成物均可按理想气体计，则 Qp − QV = (H2 − H1 ) − (U2 −U1 ) = p(V2 −V1 ) = RTn 其中 n = n2 − n1 是反应前后物质的量的变化量 若 n> 0 Qp QV n< 0 Qp QV n= 0 Qp = QV 若反应前后均无气相物质出现，由于可以忽略固相及液 相的体积变化， Qp QV 热效应与反应热有所不同，反应热是过程量，与反应 过程有关，而热效应是专指定温反应过程中不作有用 功时的反应热，是状态量
标准状态下的燃烧热和生成热分别称为“标准燃烧焓” A∥和标准生成焓”MP。 稳定单质或元素的标准生成焓规定为零 五、盖斯定律(赫斯定律) 当反应前后物质的种类给定时,热效应只取决于反应前 后状态,与中间的反应途径无关一盖斯定律( Hess law) 1)利用盖斯定律或热效应是状态量,可以根据一些已知反 应的热效应计算那些难以直接测量的反应的热效应 如 C+O2=Co+@3 因为碳燃烧时必然还有CO2生成,所以反应的热效应就不 能直接测定,但根据盖斯定律它可通过下列两个反应的热 效应间接求得:
11 0 Hc 0 H f 标准状态下的燃烧热和生成热分别称为“标准燃烧焓”— 和“标准生成焓” 。 稳定单质或元素 的标准生成焓规定为零。 五、盖斯定律（赫斯定律） 1）利用盖斯定律或热效应是状态量，可以根据一些已知反 应的热效应计算那些难以直接测量的反应的热效应 2 2 1 C+ O =CO+ 2 如 Q 当反应前后物质的种类给定时，热效应只取决于反应前 后状态，与中间的反应途径无关—盖斯定律(Hess law) 因为碳燃烧时必然还有CO2生成，所以反应的热效应就不 能直接测定，但根据盖斯定律它可通过下列两个反应的热 效应间接求得：