1、1第一章 化学反应热教学内容1系统、环境等基本概念； 2. 热力学第一定律； 3. 化学反应的热效应。教学要求掌握系统、环境、功、热（恒容反应热和恒压反应热） 、状态函数、标准态、标准生成焓、反应进度等概念；熟悉热力学第一定律；掌握化学反应标准焓变的计算方法。知识点与考核点1 系统（体系）被划定的研究对象。化学反应系统是由大量微观粒子（分子、原子和离子等）组成的宏观集合体。2 环境（外界）系统以外与之密切相关的部分。系统和环境的划分具有一定的人为性，划分的原则是使研究问题比较方便。系统又可以分为敞开系统（系统与环境之间既有物质交换，又有能量交换） ；封闭体系（系统与环境之间没有物质交换，只有能
2、量交换） ；孤立系统（体系与环境之间没有物质交换，也没有能量交换）系统与环境之间具有边界，这一边界可以是实际的相界面，也可以是人为的边界，目的是确定研究对象的空间范围。3 相系统中物理性质和化学性质完全相同的均匀部分。在同一个系统中，同一个相可以是连续的，也可以是不连续的。例如油水混合物中，有时水是连续相，有时油是连续相。4 状态函数2状态是系统宏观性质（T 、 p、 V、 U 等）的综合表现，系统的状态是通过这些宏观性质描述的，这些宏观性质又称为系统的状态函数。状态函数的特点：状态函数之间往往相互制约（例如理想气体状态方程式中 p、 V、 n、 T 之间互为函数关系） ；其变化量只与系统的始
3、、末态有关，与变化的途径无关。 5*过程系统状态的变化（例如：等容过程、等压过程、等温可逆过程等） 6*途径完成某过程的路径。若系统的始、末态相同，而途径不同时，状态函数的变量是相同的。7*容量性质这种性质的数值与系统中的物质的量成正比，具有加合性，例如 m（质量）V、 U、 G 等。8*强度性质这种性质的数值与系统中的物质的量无关，不具有加合性，例如 T、 （密度） 、p（压强）等。9功（W）温差以外的强度性质引起的能量交换形式 体 + 有 。 环境对系统做功，其符号为（+） ；反之为（） 。功不是状态函数，是过程量。因为功总是与系统变化的途径有关。例如盐酸与锌单质在烧杯中发生氧化还原反应时
4、会有热效应，但是系统并不做功（W 有 = 0） 。但是，若将其组成原电池，系统就可以对环境做电功（W 有 0） 。又例如一个带活塞的汽缸膨胀，分别经过 向真空中膨胀； 向大气中等外压膨胀。 设活塞的两个过程的始、末状态相同，则 W 体 1=0；而 W 体 2 = p 环境 （V 2V1）0。10热（Q）系统与环境之间因温差引起的能量交换形式。系统吸收热量，热的符号为（+） ，系统放热为（） 。热是与变化途径有关的物理量，任何一个系统只能说它在某过程中吸收或放出多少热量，不能说它本身含有多少热量，所以热不是3状态函数。11化学反应热效应（反应热）生成物与反应物的温度相同时，化学反应过程中放出或吸
5、收的热量。12等压热效应（Q p）封闭系统，在等温、等压、不做有用功时的反应热。等压过程：系统的始态压力和终态压力与环境压力相等。p（始态）=p（终态）= p（环境）= A（常数） ，而中间过程的压力可以有所变化。 （在专业的化学热力学书中，等压与恒压是有区别的。恒压过程是指系统的压力在整个过程中与环境压力相等并且恒定不变） 。p（系统）=p（环境）= A（常数） ；13热力学第一定律 U = Q + W（条件：封闭系统） 。U （热力学能）是状态函数， U 是热力学能的变化量， U 不是状态函数。14焓H = U + pV （焓是状态函数，是复合状态函数） 焓变： H =QP （条件：封闭系
6、统、等压、不做有用功） ， H 不是状态函数。上式说明，在一定条件下，状态函数焓（H ）的变化量（ H）与特定（等压）过程的反应热（等压热 QP）在数值上相等，但不能因此就认为热是状态函数。15盖斯定律一个总反应的 rHm， 等于其所有分步 rHm B的总和。16热力学标准态纯理想气体热力学标准态是指该气体处于标准压力 p (100kPa)下的状态。混合理想气体中任一组分的标准态是指该组分气体的分压为 p 时的状态。纯液态（或纯固态）物质的标准态是指压力为 p 下的纯液体（或纯固体）的状态。溶液的标准态选 1 molL1。4热力学“标准态”与标准状况的含义是不相同的。因为在研究气体定律时所规定
7、的气体“标准状况”是指气体的压力为标准大气压（ p = 101 325Pa） 、和温度为 0下所处的状况。而热力学“标准态”是为了理论研究的需要，给物质规定的作为参比的标准压力（ p =100kPa） ；理想气体的分压为 p ；理想溶液中溶质的浓度为 1molL1，可见“标准态”并未对温度作出规定。物理化学手册的热力学数据多为 298.15K 下的测定值，并不是说“标准态”包含 25（298.15K）这一条件。17标准摩尔生成焓（ fHm ）在一定温度，标准状态下，由最稳定单质生成 1mol 纯物质时反应的焓变。18化学反应标准焓变（ rHm）设某化学反应式为 aA + fF gG + dD，
8、则： rHm gfHm，G + dfHm，D afHm，A ffHm，F =BBmf、注意：计量系数，物质的聚集状态。例如： )O(2(g)2l查表 /（kJmol 1） 0 0 285.83mfHrHm = 2(285.83) 0 20 = 571.66 kJmol119反应进度设某化学反应式为 aA + fF gG + dD， ；B0B：反应物或产物， （mol）Bn0：计量系数。 （对反应物， 为负数， 也为负数；对生成物 为正 BB数； 也为正数； 0）n5。DGFAvdnvdn1mol 反应表示各物质按给定的化学计量方程式进行的完全反应。在使用反应进度的概念时，必须指明对应的反应计量
9、方程式。例如对反应， =1 mol 表示 1 mol N2 与 3mol H2 反应生成 2 mol NH3。32NH而对 ， =1 mol 表示 mol N2 与 molH2 反应生成1 31molNH3。思考题与习题解答1说明下列符号的含义。 (T) (T) （T） VQmrHrmfH答： ：等容反应热； (T)：温度 T 下，反应的摩尔焓变（数值等于r等压反应热） ； (T)：温度 T 下某物质的标准摩尔生成焓； ：反应进度。mf 2盖斯定律的使用条件，下列哪种说法正确？ （1）等压 （2）等容 （3）等温、等容或等温、等压 （4）等温、不做有用功，等容或等压答：正确答案为（4） 。3热
10、力学标准态的含义？为什么要确定热力学标准态？答：纯理想气体热力学标准态是指该气体处于标准压力 p (100kPa)下的状态。混合理想气体中任一组分的标准态是指该组分气体的分压为 p 时的状态。纯液态（或纯固态）物质的标准态是指压力为 p 下的纯液体（或纯固体）的状态。溶液的标准态选 1 molL1。因为化学反应中的能量以及状态函数改变是受许多条件（如温度、压力、浓度、聚集状态等）的影响，为了比较方便，国际上规定了物质的热力学标准态。4简述照明弹中的铝、镁、硝酸钠和硝酸钡等物质各起什么作用？ 6答：金属铝、镁在燃烧时,可以放出大量热（ = 601.7 kJmol1, MgO,mfH= 1675.
11、69 kJmol1）产生千度以上的高温，而反应放出的热量能使32OAl,mH硝酸盐分解产生 O2，又加速镁、铝的燃烧反应，使照明弹更加绚丽夺目。在其中铝和镁作为还原剂；氧气、硝酸钠和硝酸钡等作氧化剂。5通过计算说明，氧乙炔焰为什么可以用于金属焊接和切割？答： （5/2）O 2 + C2H2 = 2CO2 + H2O(g)/（kJ mol 1） 0 226.7 393.5 241.8 mfHrH = f H (生成物) （反应物）mf rH =2(393.5) + (241.82) 226.7 0 = 1255.5 kJmol1 m因反应放出大量热，可以熔化金属，所以可用于焊接或切割金属。6通过
12、计算说明，为什么称硼的氢化物（硼烷） ，硅的氢化物（硅烷）是高能燃料 已知 B2H6（g）的 36.56 kJmol1， B2O3（s）的 mfmHf1132.55 kJmol1；SiH 4（g）的 34.31 kJmol1，SiO 2（s）的fH910.7kJmol 1 。mf解： B2H6（g） + 3O2(g) = B2O3（ s） + 3H2O（g）（kJmol 1） 36.56 0 1132.55 241.82fH rH = 1132.55+3(241.82) 36.56 0 = 1894.57 kJmol1 mSiH4（g） + 2O2(g) = SiO2（s） + 2H2O（g）
13、（kJmol 1） 34.31 0 910.7 241.82f rH = 910.7 + 2(241.82) 34.31 0 = 1427.25 kJmol1 m上述两个反应都放出大量热，因此 B2H6（g）和 SiH4（g）可以作为高能燃料。7已知下列反应的化学反应热 7C（石墨）+ O2（g）= CO 2（g） rHm(1) = 393.5 kJmol1 H2（g）+ (1/2) O2（g）=H 2O（l ） rHm(2) = 285.8 kJmol1 C2H6（g）+(7/2)O 2（g）=2CO 2（g）+3H 2O（l） rHm (3) = 1559.8 kJmol1 不用查表，计算
14、由石墨和氢气化合生成 1mol C2H6（g）反应的 rHm。解：根据 Hess 定律 rHm (C2H6) = 2 rHm(1) + 3 rHm(2) rHm (3)所以 rHm (C2H6) = 2(393.5) + 3(285.8) (1559.8) = 84.6 kJmol18在用硝石制硝酸时，下列反应同时发生（1）KNO 3（s）+ H 2SO4（l ）= KHSO4（s）+ HNO 3（g） （2）2KNO 3（s）+ H 2SO4（l ）= K2SO4（s）+ 2HNO3（g） 制得的硝酸中 80%是由反应（ 1）产生的，20% 是由反应（ 2）产生的。问在 25制取 1kgHN
15、O3(g)时将放出多少热量？已知 KNO3、H 2SO4、KHSO 4、HNO 3（g） 、K2SO4 的标准生成焓依次为494.63、813.99、1160.6、135.6、1437.79（kJmol 1） 。 解： KNO3（s）+H 2SO4（l ）= KHSO4（s）+ HNO3（g）方程（1）/（kJmol 1）469.63 813.99 1160.6 135.6mfHrH = f H (生成物) （反应物）mmfH rH (1) = (1160.6 +135.6 ) (494.63 + 813.99 ) = 1344.36 kJmol1m2KNO3（s）+H 2SO4（l）= K
16、2SO4（s）+2HNO 3（g）方程（2）/（kJmol 1）469.63 813.99 1437.79 135.6f rH (2)= 1437.79) + 2 (135.6) 2 (469.63) + 813.99= 1041.32 mkJmol1HNO3 的相对分子量为 63， 1 kg HNO3 的物质的量 n = =15.9 (mol)63108制取 1 kg HNO3(g)时的反应热为14kgJ0.23.1049.5%206.49.5%80 9甘油三油酸脂是一种典型的脂肪，当它在人体内代谢时发生下列反应C57H104O6（s）+ 80 O2（g）= 57CO2（g）+52H 2O（
17、l）该反应的 = 3.3510 4 kJmol1 ，问如以当代男大学生平均每人每日耗mr能 10125.3kJ，且以完全消耗这种脂肪来计算，每天需消耗多少脂肪？解：每天消耗脂肪物质的量 (mol)302.53.02mrHn该脂肪相对分子量为 884； 每天消耗脂肪的质量为 0.30884=267.0 (g)10葡萄糖（C 6H12O6）完全燃烧反应的方程式为 C6H12O6（s）+ 6O2（ g）= 6CO2（g）+ 6H 2O（l ） 该反应的 = 2820 kJmol1 ，当葡萄糖在人体内氧化时，上述反应mr热的约 40%可用于肌肉活动的能量。试计算一匙葡萄糖（以 3.8g 计）在人体内氧
18、化时，可获得的肌肉活动能量。 解：葡萄糖相对分子量为 180；一匙葡萄糖(3.8g)的物质的量为 3.8 / 180 = 0.021(mol) 一匙葡萄糖被氧化放出的热量为 0.021 = 0.021 2820 = 59.2 kJmrH可获得的肌肉活动能量 59.240% = 23.7 kJ11辛烷是汽油的主要成分，根据附录的有关数据计算下列两个反应的热效应，并从计算结果比较可以得到什么结论（已知： （C 8H18，l）=218.97 mfkJmol1）？（1）完全燃烧 C8H18（l） + O2（g）CO 2（g）+ H2O（l） （2）不完全燃烧 C8H18（l） + O2（g）C（s）+
19、 H2O（l）解：据附录查得下列物质 C8H18(l), O2 (g) , CO2 (g),C(s), H2O(l)的标准生成焓变分别为 218.97kJ.mol1, 0, 393.5 kJ.mol1, 0, 285.83 kJ.mol19rH = f H (生成物) f H (（反应物）mmC8H18（l）+ （25/2 ）O 2（g）= 8CO2 （g ） + 9H2O（g）/（kJmol 1）218.97 0 393.5 241.82f rH (1)= 8 ( 393.5) + 9 (285.83) 0 (218.97) = 5105.41 kJmol1mC8H18（l）+（9/2 ）O
20、 2（g）= 16C （s） + 9H2O(g)/（kJmol 1） 218.97 0 0 285.83mf rH (2)= 0 + 9 ( 285.83 ) 0 (218.97) = 2395.35 kJ.mol1 rH (1) rH (2)， mm结论：完全燃烧放热量大。第二章 化学反应进行的方向和限度教学内容1. 焓变与变化方向； 2. 熵变与变化方向； 3. 吉布斯函数变与变化方向；4. 化学反应的限度化学平衡。教学要求理解标准熵、标准生成吉布斯函数变、标准平衡常数等有关概念；掌握反应的熵变与吉布斯函数变的求算方法；熟悉等温等压条件下化学反应进行方向的判断方法；掌握吉布斯方程及转化温度
21、的计算方法；掌握标准平衡常数（ ）的K表达和 与标准吉布斯函数变的关系及化学平衡的相关计算；了解影响化学平K衡移动的有关因素。知识点与考核点1熵（S）系统内微观质点混乱度的量度。 （k 是 Boltzmann 常数， 是微lnS10观状态数（与混乱度密切相关） 。熵是状态函数。2 热力学第三定律在 0K 时，任何纯物质、完整晶体的绝对熵为 0， （固体在 0K 时，任何物质的热运动停止，只有一种微观状态，即 =1） 。3 标准摩尔熵（ ）mS一定温度下，1mol 纯物质在标准情况下的规定熵。人为规定：处于标准条件下的水合 H+ 离子的标准熵为零，其它离子的标准熵为其相对值。4影响熵的因素 相同
22、物质 Sg S l S s； 分子数越多、分子量越大、物质结构越复杂，熵越大； 固体溶解于水，熵增加，而气体溶解于水，熵减小； 温度越高，熵越大。5反应熵变的计算 对化学反应 aA + f F gG + dDgSm，G + dSm，D aSm，A fSm，F 。 rS B,mS注意：计量系数；物质的聚集状态。6 熵变与化学反应方向等温等压条件下，熵变大于零（ 0）有利于变化过程自发进行，但S不能单独作为判断化学反应方向的标准。7 焓变与化学反应方向等温等压条件下，焓变小于零（ 0）有利于变化过程自发进行，但H不能单独作为判断变化过程方向的标准。 8 吉布斯函数11（ 为状态函数，为复合函数）
23、。TSHG9 吉布斯函数变(恒温、恒压下反应的推动力)（ 不是状态函数） 。SG10. 标准摩尔生成吉布斯函数( fGm)在一定温度，标准状态下，由最稳定单质生成 1mol 纯物质时反应的标准吉布斯函数变。 11. 化学反应标准吉布斯函数变( )的计算mr对化学反应 aA + f F gG + dD= gfGm，G + dfGm，D afGm，A ffGm，F =r B,fBm注意：计量系数，物质的聚集状态。12 G 与 S、 H 及 T 的关系 H S 反应自发性 G = HT S12（放热）+（吸热）+（熵增）（熵减）自发非自发+34+不定（升高温度， G 由+变 ，利于自发）不定（升高温
24、度， G 由变+，不利于自发）13等温、等压，判断变化过程自发进行方向的判据G 0 过程正向自发进行G = 0 处于平衡状态G 0 过程逆向自发进行14 与 的区别mrGr12是指参加反应物系中各物质处于任意状态下， 反应进度 =1 时的吉mrG 布斯函数变。 由它判断（等温等压）实际条件下系统自发变化过程方向的判据，0 或 0，反应不能自发进行，但其平衡常数并不等于零。mrG答： 0，只能说明在标准态下，过程不能自发进行。在非标准态下，r而且| |又不是很大时，不能用于判断反应方向。可逆反应平衡常数都mr不应为零。2选择题（将正确答案的标号填入空格内）(1)下列物理量属于状态函数的是。T p
25、 V W H H S G: 答：正确答案为 。(2)生产水煤气的反应为 C（s）+ H 2O（g）= CO（g）+ H 2（g）该反应的 = 131.3 kJmol1，则该反应是 （系统 H 0， S 0） 。mrH低温下正向不自发，高温下正向自发；低温下正向自发，高温下正向不自发；任何温度下正向都自发；任何温度下正向都不自发 答：正确答案为。3不用查表，将下列物质按标准熵 值由大到小的顺序排列。mS（1）Si（s） （2）Br（l） （3）Br（g）答： （3） （2） （1）mS204给出下列过程的 ， ， 的正负号（或零）mrGrHmrS（1）电解水生成 H2 和 O2； （2）H 2O
26、（g） 273K H2O（l） ； （3）H 2O（l） 268K H2O（s）答：各变化量的符号如下表所示 mrmrmrS（1） + + +（2） （3） 5SiC 是耐高温材料，问以硅石（SiO 2）为原料，在标准状态和 298K 时能否制得 SiC。解 SiO2 + C = SiC + O2 kJmol1 856.67 0 62.76 0 mfG 0。 -1molJk9.73)6.85(7.62r结论：不能在此条件下制备 SiC。6由二氧化锰制备金属锰可采取下列两种方法（1）MnO 2（s）+ 2H2（g） = Mn（s）+ 2H 2O（g） =37.22 kJmol1 =94.96Jm
27、ol1K1 mrHmrS（2）MnO 2（s）+2 C（s）= Mn（s）+ 2CO（g） =299.8 kJmol1； =363.3Jmol1K1 r r试通过计算确定上述两个反应在 298K、标态下的反应方向？如果考虑工作温度越低越好，则采用那种方法较好？ 解：（1）MnO 2(s) + 2H2 (g) = Mn(s) + 2H2O(g) rG = rH T r S =37.22kJmol129894.9610 3=8.922 (kJmol1)mm21(2) MnO2(s) + 2C(s) = Mn(s) + 2CO(g) rG = rH T rH = 299.8 298 363.3 10
28、 3 = 191.5 kJmol1mm上述两个反应的 均大于 0，所以 298K，100 kPa 下反应都不能自发正r向进行。（K ） 95.31096.4271 mrST转（K ）.83.2转答：若考虑工作温度越低越好，易采用方程（1）的方法。7汞的冶炼可采用朱砂（HgS）在空气中灼烧 2HgS（s ）+ 3O 2（g）= 2HgO（s）+ 2SO 2（g） 而炉中生成的 HgO 又将按下式分解 2HgO（s）= 2Hg（g）+ O 2（g） 试估算炉内的灼烧温度不得低于多少时，才可以得到 Hg（g）？已知 HgS（s） ， HgO（s）的 分别是 58.2 kJmol1，90.83 mfH
29、kJmol1； 分别是50.6，58.56（kJmol 1） ； 分别是 82.4 mfGmSJmol1K1 和 70.29 Jmol1K1。解： 查表得 2HgS（s） + 3O2 = 2HgO + 2SO2/（kJmol 1） 58.2 0 90.83 297.04mfH/（Jmol 1K1）82.4 205.03 70.29 248.11S -1molJk34.659)2.58()3.90(2)4.97(2 mrK0118 r； 0 ， 低温自发，高温非自发。mrHmrS22K7.460109.432653mrSHT转结论（1）：当升温至 T 4607.7K 时, 反应由自发转变为非自发
30、。2HgO（s） = 2Hg（l） + O2（g）kJmol1 90.83 61.32 0 mfJmol1K1 70.29 174.85 205.03 S-1molkJ0.348.9203.62mrH 1K52751874 r； 0 ， 低温非自发，高温自发。mrmrS；29.73415.43rHT转结论（）当升温至 T 740.29K 时, 反应由非自发转变为自发进行。所以，当 740.29K T 4607.77K 时。才可得到 Hg(g)。8汽车尾气中含有 CO，能否用热分解的途径消除它？已知热分解反应为 CO（g）= C（s）+ O2（g） ，该反应的 = 110.5 1mrHkJmol
31、1， = 89Jmol1K1 。mrS解: rG = rH T rS ， 此反应 rH 0， rS 0 rGmmm永远大于零，说明此反应在任何温度下反应都不能自发进行，又因 m 0， 很小（9.5 1025） ，平衡产率很低，1olkJ173.0K)298(r K故不能用热解法除 CO。9在 298K， 100kPa 条 件 下 ， 金 刚 石 和 石 墨 的 标 准 熵 分 别 为 2.45 Jmol1K1 和 5.71 Jmol1K1，它们的燃烧反应热分别为395.40 kJmol1 和393.51 kJmol1，试求： 23（1）在 298K，100kPa 条件下，石墨变成金刚石的 。
32、mrG（2）说明在上述条件下，石墨和金刚石那种晶型较为稳定？解: 已知: S (石) =5.71Jmol1K1, S (金) =2.45 Jmol1K1mmC(石) +O2(g)=CO2(g) rH (1) = 39351 kJmol1C(金) +O2(g)=CO2(g) rH (2)= 395.40 kJmol1m方程(1) 方程 (2) 得方程（3）C (石) C （金） 根据 Hess 定律该反 rH (3)= rH (1) rH (2) = 393.51 (395.40) = 1.89 kJmol1m rS =2.45 5.71= 3.26 Jmol1K1 rG = rH T rS =
33、 1.89 298 ( 3.26) 103 = 2.86 kJmol1mm rG 0 298K, 100kPa 下, 石墨较稳定10计算合成氨反应 N2（g） + 3H2（g）= 2NH 3（g） 在 673K 时的标准平衡常数，并指出在 673K，下列三种情况下反应向何方向进行？ （1）p（NH 3）= 304kPa，p（N 2）= 171kPa，p（H 2）= 2022kPa； （2）p（NH 3）= 600kPa，p（N 2）= 625kPa，p（H 2）= 1875kPa； （3）p（NH 3）= 100kPa，p（N 2）= 725kPa，p（H 2）= 2175kPa；解：首先用热
34、力学数据 求出 。 K查表得 N2(g) + 3H2(g) = 2 NH3(g) rH /（ kJmol1） 0 0 46.11mS /（Jmol 1K1） 191.50 130.57 192.34 rH = 2（ 46.11）= 92.22 kJmol1m rS = 2192.34 3130.57 191.50 = 198.53 Jmol1K1 rG (673K)= rH T rS = 92.22 ( 198.53)103 mm24= 41.39kJmol1K1= = = 7.397 ； KlnRTGmr673034.89.K = 6.1310 4， 再求出各条件下的 ，与 进行比较。PJK
35、(1) J1= =6.510 4 J1 K 反应逆向进行3207)(p在计算压力商（J）时，各项一定要用相对压力，而且注意分子和分母的单位要一致，在此单位用的是 kPa，得出的结果 J 与 K 进行比较后，做出判断。(2) J2= =8.710 4 J2 K 逆向进行3218756)0(p(3) J3= =1.010 5 J3 0， 不能用 C 还原出 Cu12已知 SiF4（g） 、SiCl 4（g ）的标准生成吉布斯函数（ ）分别为mfG1506 和569.8（kJmol 1） ，试用计算说明为什么 HF（ g）可以腐蚀 SiO2，而HCl（g ）则不能？解： 4HF(g) + SiO2(
36、g) = SiF4(g) + 2H2O(1) fG /（kJ mol 1） 273.22 856.67 1506 237.18m rG = 2 (237.18) + (1506)(856.67) 4 (273.22 ) = 30.81 kJmol1 rG 0 不能正向进行，HCl 不能被用来腐蚀 SiO2。m13试通过计算说明，为什么用 BaCO3 热分解制取 BaO，反应温度要在1580K 左右，而将 BaCO3 与碳黑或碎炭混合，按下式反应： BaCO3（s）+ C（s）= BaO （s）+ 2CO（g） 则所需温度可显著降低。已知 BaCO3（s）和 BaO（s ）的 分别是1216 m
37、fHkJ mol1，548.1 kJ mol1； 分别是 112 Jmol1K1 和 72.09JmolmS1K1。解： BaCO3 = BaO + CO2 fH /（kJ mol 1） 1216 548.1 393.5 mS /（Jmol 1K1）112 72.09 213.64 rH = 393.5 +（548.1）（1216）= 274.4 kJ mol 1m rS = 213.64 + 72.09 112 = 173.73 Jmol1 K1； 0 ， 低温非自发，高温自发。mrmrS转化温度 T = = 1580K73.142rHBaCO3 + C = BaO + 2CO fH /（k
38、J mol 1）1216 0 548.1 110.53 mS /（Jmol 1K1）112 5.74 72.09 197.56 27 rH = 2(110.53)+（548.1）0 （1216）= 446.84（kJ mol 1 ）m rS = 2197.56 + 72.09 5.74 112 = 349.47 (Jmol1 K1 )转化温度 T = = = 1278（K）mrSH47.39086结论： 加还原剂后反应所需的温度降低。第三章 化学反应速率教学内容1化学反应速率； 2.影响化学反应速率的因素。教学要求掌握化学反应速率的表示方法；熟悉元反应、反应级数、反应速率常数、半衰期、有效碰撞
39、、活化分子、活化能等概念；熟悉化学反应速率的影响因素及其本质；掌握质量作用定律及其应用条件；掌握 Arrhenius 公式及其应用；掌握一级反应的特点和有关计算。知识点与考核点1.化学反应速率的表示方法 aA + fF gG + dD B0v (moll1s1) (单位体积中反应进度随时间的变化率)dtV28v = 。dtVnBtcB因为反应进度与化学方程式书写方式有关, 所以速率方程也必须对应指定的化学方程式。 2元反应直接作用，一步完成的反应。 （复杂反应：由多步完成的反应，其中每一步均为元反应。 ）速率方程：化学反应速率与反应物浓度的关系式。3质量作用定律对元反应 aA + fF = g
40、G + dD，反应速率 v （速率方程）dtcBfFaAck。k 为速率常数。 a + f 为反应级数。说明： 质量作用定律仅适用于元反应； 速率方程中固体、纯液体、稀溶液中的溶剂浓度不表示； 反应机理不清或非元反应的速率方程由实验测定。4 活化分子能发生有效碰撞（能生成产物的碰撞）的分子，活化分子的能量较高。5 活化能 aE活化分子所具有的最低能量与反应物分子的平均能量之差。6 Arrhenius 公式 kA RTEae )(ln1212TREka7 一级反应速率方程 ， kdtBcv)(29特点 ln c（B）与 t 呈线性关系 ln c（B）= kt + lnc0（B）。 （半衰期 与
41、c0无关）kt693.02121t8化学热力学与化学动力学化学热力学研究的是反应能否进行，反应的限度如何；化学动力学研究的是反应的速度如何，反应经历怎样的步骤，机理如何。 所以热力学的自发进行与实际发生化学反应还不能完全一致。例如 0，则反应一定不mrGmr能发生。思考题与习题解答1下列说法是否正确？如不正确，请说明原因。 （1） 每种分子都具有各自特有的活化能。答：不正确，活化能是活化分子所具有的最低能量与反应物分子平均能量之差。 （前提: 发生化学反应；特点:活化能是个差值，是对一个化学反应而言的，而不是对一个分子而言的）（2） 影响反应速率的几个主要因素对反应速率常数也都有影响。答：不正
42、确，温度和催化剂同时影响反应速率和速率常数，而浓度和压强只影响反应速率，而不影响反应速率常数。（3）如果某反应速率方程中每一反应物的级数，都与相应化学计量方程式中的化学计量数相同，则该反应必是元反应。答：否，例如 H2+I2=2HI 速率方程为 v=kc（H 2）c（I 2） ，曾经长期被认为是简单反应。但研究表明，此反应经历了两个步骤30 （快反应，可逆平衡） ； ； I2)(I2cK；)(I)22cK （慢反应，元反应） ；HI根据质量作用定律 ； 将 带入 (I)22ck)(I)22Kc得到其速率方程： = 2K(H2k虽然其速率方程符合质量作用定律，但此反应是复杂反应。 （4）加催化剂
43、不仅可以加快反应速率，还可影响平衡，也可使热力学认为不能进行的反应自发进行. 答：否，加催化剂只能改变反应速率，不能影响化学平衡，也不能改变反应方向。（5）反应级数只能是 0 或正整数。答：错，反应级数不仅可以为 0 或正整数，而且可以为小数或负数。 （6）所有化学反应速率都和温度成正比。答：不对，多数化学反应符合 Arrhenius 公式，但是一部分化学反应速率与温度的关系比较复杂，甚至有些反应（例如 NO+O2=NO2）与温度成反比。（7）升高温度可以加快所有化学反应的速率。答：错 见(6)。2选择题（将正确答案的标号填入空格内）（1）已知反应 A + 2B = 2D 的速率方程为 v=kc（A）c 2（B） ，则该反应（ ） 是元反应 是非元反应 应由实验确定 无法确定答：正确答案是。（2）升高温度可以增加反应速率，主要原因是（ ） 增加分子总数 增加活化分子总数 降低反应的活化能 使反应向吸热方向进行 答：正确答案是。
