Bài giảng Bài 4: Nhiệt động hóa học

Chia sẻ: Hồ Phước Bảo | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:68

Thêm vào BST

Báo xấu

119
lượt xem 12
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Bài 4: Nhiệt động hóa học" cung cấp cho người đọc các kiến thức: Khái niệm, nhiệt động hóa học, hệ nhiệt động, trạng thái, quá trình, năng lượng, nguyên lý 1 – Hiệu ứng nhiệt, nguyên lý 2 – Entropi S. Mời các bạn cùng tham khảo.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Bài 4: Nhiệt động hóa học

THERMOCHEMISTRY NHIỆT ĐỘNG HÓA HỌC
I.KHÁI NIỆM 1.Nhiệt động hóa học - Nghiên cứu sự chuyển hóa giữa hóa năng và các dạng năng lượng khác. - Hiệu ứng nhiệt của quá trình hóa học. - Điều kiện bền cuả hệ hóa học. 2.Hệ nhiệt động Là tập hợp một hay nhiều chất ở điều kiện xác định p, t0, nồng độ.
Hệ + Môi trường xung quanh = Vũ trụ  Hệ là tập hợp các vật thể xác định trong không gian nào đó và phần còn lại xung quanh gọi là môi trường : VŨ TRỤ Phân loại hệ :
HỆ HỞ HỆ KÍN HỆ CÔ LẬP Hệ kín chỉ Hệ cô lập không có thể trao trao đổi chất và E đổi E với với MT ngoài MT ngoài
Hệ dị thể Hệ đồng thể Hệ đoạn nhiệt: DQ = 0 Hệ đẳng nhiệt: DT = 0 Hệ đẳng áp : DP = 0 Hệ đẳng tích : DV = 0
3.Trạng thái P, Thông t0, số - Một hệ có thể C, trạng tồn tại ở những thái trạng thái khác V, nhau. năng lượng …. Trạng thái cân bằng: là trạng thái tương ứng với hệ cân bằng khi các thông số trạng thái giống nhau ở mọi điểm của hệ và không thay đổi theo thời gian.
Hàm trạng thái  Hàm trạng thái : biến thiên giá trị của hàm chỉ phụ thuộc vào trạng thái đầu và cuối của hệ DF = F(cuối) – F (đầu)  Là hàm của các thông số trạng thái  Hàm trạng thái phụ thuộc vào trạng thái của hệ  Các thông số trạng thái có thể là hàm trạng thái nhưng cũng có thể là biến số trạng thái
Trong quá trình biến đổi trạng thái, biến thiên của hàm trạng thái chỉ phụ thuộc vào trạng thái đầu và cuối chứ không phụ thuộc vào đường đi. A B C
Trạng thái chuẩn  Chất phải tinh khiết và ở trạng thái liên hợp bền  Nếu là chất rắn phải ở dạng đa hình bền.  Nếu là chất khí thì phải là khí lý tưởng.  Nếu là chất ở trong dung dịch thì C = 1 mol/lít.  Áp suất chuẩn là 101,325 kPa (tương ứng 1 atm)  Nhiệt độ chuẩn có thể là nhiệt độ bất kỳ, thường là 25oC = 298oK
4.Quá trình P1 P2 hệ T1 Quá trình hệ T2 hóa học hóa học C1 C2 V1 V2 F1 = F(P1,T1,C1,V1) F2 = F(P2,T2,C2,V2) Một số quá trình hay gặp: - Đẳng áp: P = const - DP=0 - Đẳng tích: V = const - DV=0 - Đẳng nhiệt: T = const - DT= 0
QUÁ TRÌNH - là con đường mà hệ chuyển từ trạng thái này sang trạng thái khác có sự biến đổi ít nhất một thông số trạng thái
QUÁ TRÌNH THUẬN NGHỊCH Là qt có thể tiến hành theo hai chiều ngược nhau, các trạng thái trung gian giống nhau, không gây nên biến đổi gì trong hệ cũng như môi trường. QUÁ TRÌNH BẤT THUẬN NGHỊCH – Là các qt không thoả mãn các điều kiện trên. Quá trình có ma sát đều là qt bất thuận nghịch Các qt tự xảy ra trong tự nhiên đều là qt bất thuận nghịch.
6.Năng lượng Năng lượng là thước đo sự chuyển động của vật chất Năng lượng = Ngoại năng + Nội năng (U) (động năng, thế năng) 2  P.dV 1 Thực hiện qt Hệ Trao đổi với Môi trường hóa học Nhiệt Q = m c (ts-tđ)
NỘI NĂNG (U) U = Etịnh tiến +Equay+Edao động+Ehút,đẩy + Enhân
Lượng nhiệt trao đổi mà môi trường nhận tính bằng : Q = m c (ts-tđ) - c là nhiệt dung riêng : lượng nhiệt cần cung cấp để 1 gam chất tăng lên 1 độ (cal/g.độ hay J/g.độ) - m khối lượng của hệ m= mct + mdm - tđ , ts nhiệt độ ban đầu và sau phản ứng Nhiệt Q là thước đo sự chuyển động hỗn loạn của hệ Nhiệt độ t0 : biểu hiện mức độ chuyển động hỗn loạn t0  mức độ chuyển động hỗn loạn 
2 Công W = P.dV thước đo sự chuyển động có 1  hướng của hệ (chủ yếu là công giãn nở chống lại áp suất) Hiệu ứng nhiệt của một quá trình hóa học là lượng nhiệt hệ thu vào hay tỏa ra khi thực hiện quá trình Đơn vị năng lượng 1 cal = 4,18 J 1 Kcal = 1000 cal
•Nhiệt (Q) là thước đo sự chuyển động nhiệt hỗn loạn của các tiểu phân.  Công (W) là thước đo sự chuyển động có trật tự có hướng của các tiểu phân trong trường lực.
Quy ước về dấu của nhiệt và công
II.NGUYÊN LÝ I – HIỆU ỨNG NHIỆT 1. Nguyên lý I Nội dung : Định luật bảo toàn năng lượng Q = W + DU Q: lượng nhiệt cung cấp cho hệ 2 W: công chống lại các lực bên ngoài W =  P.dV 1 DU : sự biến đổi nội năng U : năng lượng bên trong của hệ bao gồm động năng và thế năng của các tiểu phân trong hệ U: tính chất, đại lượng xác định trạng thái của hệ U: hàm trạng thái DU = U2 - U1
2. Aùp dụng nguyên lý I cho các quá trình Quá trình đẳng tích: V =const  W =0  QV = DU = U2 –U1 Quá trình đẳng áp: P =const  W = P (V2 – V1)  QP = W+ DU = P(V2 – V1) + U2 –U1  QP = U2 + PV2 – (U1 + PV1) H là đại lượng năng lượng Đặt entalpi H = U + PV H : xác định trạng thái QP = H2 - H1 = DH H2 - H1 = DH Đối với các chất khí: PDV = DnRT  Qp = Qv + DnRT