化学热力学初步.
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化学热力学初步教案化学热力学初步教案一、教学目标1.掌握化学热力学的基本概念和基本定律,理解能量转换与平衡的基本原理。
2.掌握热力学第一定律和第二定律的含义和应用,了解热力学函数和熵的概念。
3.了解化学反应的热效应和焓变,掌握盖斯定律及其应用。
4.理解化学平衡的条件和影响因素,掌握平衡常数的概念和计算方法。
5.能够运用化学热力学初步解决实际问题,如反应过程中的能量转化与平衡、反应条件优化等。
二、教学内容1.化学热力学基础o热力学的基本概念:系统、环境、状态、过程、功、热、焓等。
o热力学第一定律:能量守恒定律及其在化学反应中的应用。
o热力学第二定律:熵增原理及其在化学反应中的应用。
2.化学反应的热效应o反应热、焓变及其计算方法。
o盖斯定律及其应用:通过已知反应的焓变来计算未知反应的焓变。
3.化学平衡o平衡常数概念及其计算方法。
o平衡移动原理及其影响因素:温度、压力、浓度等。
4.应用案例分析o如何优化反应条件以实现高效的能量转化与平衡?o如何利用化学平衡移动原理进行物质分离或转化?三、教学方法1.理论讲解:通过课堂讲解、案例分析等方式,使学生深入理解化学热力学的概念和原理。
2.实验操作:通过实验验证化学热力学的理论,加深学生对知识的理解和掌握。
3.小组讨论:组织学生进行小组讨论,引导学生运用所学知识解决实际问题。
4.习题练习:布置相关习题,帮助学生巩固所学知识,提高解题能力。
5.自学指导:鼓励学生进行自主学习,提供相关学习资源,引导学生深入探究化学热力学的应用领域。
四、教学评估1.课堂表现:观察学生在课堂上的参与度、表现等,评估学生对知识的掌握程度。
2.实验操作:检查学生的实验操作能力和对实验数据的分析能力,评估学生对实验原理的理解程度。
3.小组讨论:观察学生在小组讨论中的表现,评估学生对知识的运用能力和解决问题的能力。
4.习题练习:检查学生的习题完成情况,评估学生对知识的掌握程度和解题能力。
5.期末考试:通过期末考试全面评估学生对化学热力学初步知识的掌握程度和应用能力。
第六章化学热力学初步1、什么是化学热力学?它有什么特点?答:热力学是研究热能和机械能以及其他形式的能量之间的转化规律的一门科学。
用热力学的理论和方法研究化学,则产生了化学热力学。
可以解决化学反应中能量变化问题,同时可以解决化学反应进行的方向和限度问题。
特点:(1)是讨论大量质点的平均行为(宏观性质)不涉及少数或个别的分子,原子的微观性质,不依赖结构知识(战略问题)。
(2)由实践经验可推出热力学三大定律,进而推理演绎出基本的函数。
(3)通常回答是什么或怎么样可能性的问题,并不回答为什么和如何实现的问题。
(4)不涉及时间的概念,不能解决反应速度和反应机理的问题。
(5)热力学三大定律的意义不限制于纯自然科学。
2、什么叫相、系统和环境,开放系统、封闭系统和孤立系统,广度性质和强度性质,过程与途径,状态与状态函数?答:相:在所研究的系统中,物理状态,物理性质与化学性质完全均匀的部分。
要注意的是相与组分,状态是有区别的,讨论相是处于平衡状态的物质系统。
系统:为研究的需要,被划定为研究对象的与周围的物质或空间隔离开来的物质(又叫体系或物系),环境:体系以外,与体系有密切联系的周围部分(外界),注意:系统与环境之间有时有明显的界限(如N2和O2混合气中以O2为开放系统,N2为环境。
按照系统与环境之间的关系,将系统分为三类:广度量:具有加和性的物理量,如质量、物质的量、长度、体积等。
强度量:不具有加和性的物理量,如浓度、压强、温度、密度等。
过程:系统从一个状态(始态)变为另一个状态(终态)就说发生了一个过程。
如:恒温过程:T始=T终;恒压过程:P始=P终;恒容过程:V始=V终;可逆过程:无限接近平衡状态途径:体系由同一始态变为同一终态的状态变化所经历的具体方式。
过程:系统发生的任何变化叫过程,着眼点是始终态。
途径包括过程,即一个途径可能有一个或多个过程,着眼点是具体方式。
从A到B是发生了过程。
而A1、A2、B2、B2为途径。
第二章化学热力学初步1. 热力学第一定律WU-=Q∆,由于U为状态函数,所以Q和W也是状态函数,对吗?为什么?答:不对。
Q和W只有在能量交换的时候才会有具体的数值,并且随途径不同,共和热的数值都会有变化,所以不是状态函数。
2. 解释下列名词(1) 体系与环境(2) 热(Q)(3) 功(W)(4) 焓(H)和焓变(H∆)(5) 热力学能U(6) 恒容反应热(Q V)和恒压反应热(Q p)答:(1) 热力学中称研究的对象为体系,称体系以外的部分为环境。
(2) 体系在变化过程中吸收的热量为Q。
(3) 体系对环境所做的功。
(4) H=U+PV当泛指一个过程的时候,其热力学函数的改变量为焓变。
(5) 体系内一切能量的总和叫热力学能。
(6) 在恒容过程中完成的化学反应,其热效应称为恒容反应热。
在恒压过程中完成的化学反应,其热效应称为恒压反应热。
3. 什么叫状态函数?它具有何特性?答:藉以确定体系状态的物理量称为体系的状态函数。
它具有加和性。
4. 何谓热效应?测量方法有哪两种?答:化学反应的热效应为当生成物和反应物的温度相同时,化学反应过程中的吸收或放出的热量。
可以选择恒压和恒容两种条件下测量。
5. 什么叫热化学方程式?书写热化学方程式要注意哪几点?答:表示出反应热效应的化学方程式叫做热化学方程式。
书写化学方程式时要注意一下几点:(1)写热化学方式式,要注意反应的温度和压强条件,如果反应是在298K和1.013×105Pa下进行时,习惯上不予注明。
(2)要注明物质的聚集状态和晶形。
(3)方程式中的配平系数只是表示计量数,不表示分子数。
但计量数不同时,同一反应的反应热数值也不同。
6. ①无机化学中常用的反应热有哪几种?反应热的实质是什么?什么类型的化学反应Q V=Q p?等摩尔的NaOH和NH3·H2O溶液分别与过量的HCl溶液中和所放热量是否相等?为什么?②反应2N2(g)+O2(g)=2N2O(g)在298K时,ΔrH mø=164K J·mol-1, 求反应的ΔU?答:①无机化学中常用的反应热有恒压反应热和恒容反应热。