化学热力学在材料中的应用论文

热力学原理在化学中的应用

有两个很基本的问题贯穿着整个化学学科：

第一个问题可以通过下面这个例子说明：我已经知道水分子是由氢原子和氧原子构成的，那么我现在有一些氢气和一些氧气，我把它们混合后能否产生水呢？如果不能，那么在什么条件下是可以的？ 第二个问题可以沿用上面的例子：现在我有方法让氢气和氧气生成水了，那么我拿1mol氢气和0.5mol氧气就一定能产生1mol水么？ 用化学的语言概括：1、如何判断化学反应的方向。2、如何计算化学反应的限度。

下面就以上述的两个问题进行说明热力学原理在化学中的应用： 1. 判断化学反应的方向： a) 根据“熵变”判断

当我们已知有材料A、B，并需要C、D时，我们就希望下列反应能够进行：

A+B C+D

能否自发地进行，如果不能，我们又需要给予怎样的条件才能使它们进行？

熵变和吉布斯自由能函数给了我们衡量反应是否自发进行的标准。 在热力学中，我们赋予了反应物与产物“熵”这个概念，它的数值是一个状态函数，即无论在怎样的过程下，只要始态与终态确定了，那么这个过程的熵变就可以确定。

通过化学家反复实验论证，得到了克劳修斯不等式：

这个不等式说明了一个反应过程是否能自发进行，是由这个过程的热温商与其熵变

化 工 大 课程论文

课程名称：高等化工热力学任课教师：密建国

专 业：化学工程与技术班 级： 姓 名： 学 号：

北 京 学

活性炭吸附储氢过程的热力学分析

摘要

储氢过程中热效应的不利影响是氢气吸附储存应用于新能源汽车需要解决的关键问题之一。文章首先介绍了活性炭吸附储氢过程的热力学分析模型,包括吸附等温线模型,吸附热的热力学计算以及气体状态方程。对吸附等温线模型的研究意义及选取、吸附过程中产生吸附热的数值确定方法、不同储氢条件下气体状态方程的适用性及选取进行了探讨。 关键词:活性炭;吸附;储氢;热力学

第一章 绪论 1.1研究背景及意义

1.1.1研究背景

氢能,因其具有众多优异的特性而被誉为21世纪的绿色新能源。首先,氢能具有很高的热值,燃烧1kg氢气可产生1.25x106 kJ的热量,相当于3kg汽油或4.5kg焦炭完全燃烧所产生的热量;其次,氢燃烧释能后的产物是水,对环境友好无污染,是绿色清洁能源;此外,氢是宇宙中最丰富的元素,来源广泛,可通过太阳能、风能、地热能等自然能分解水而产生,为可再生能源,不会枯竭。当前,世界上许多国家都在加紧部署实施氢能战略,迎接氢经济时代的到来,如美国针对规模制氢的Future

青海民族大学毕业论文

热力学数据在无机化学中的应用

引言

化学热力学数据在化学领域里有着广泛的应用。在无机化学范围内，主要讨论能量平衡和一定条件下，化学反应进行的方向及限度和反应发生条件，还有就是判断一些无机物的溶解性。

1、在化学反应中的应用

1.1 判断化学反应进行的方向及发生条件

综合焓变(△H)和熵变(△S)这两个能量项, 热力学用自由能(G)这个状态函数的变化量(△G)来判断反应进行的方向, 即吉布斯一亥姆霍兹提出的[1]:

△G = △H - T△S (1) 或 △Gθ298 = △Hθ298 - T△Sθ298 (2) 当△G < 0 过程自发 △G = 0 过程处于平衡态

△G > O 过程非自发(或逆过程自发) 因此, 在恒温恒压下进行的化学反应:

(1 ) 体系焓减或熵增, △G < 0 , 反应自发进行。

(2 ) 当反应热很小, 熵效应对反应进行的方向起决定性作用。 (3 ) 反应熵变很小,特别在低温时, T△S此项影响不大,△H决定反应进行的方向。

(4 ) 反应熵变较大, 特别当温度变化较大时, 有可能导致△G符号的改变, 从而改变反应进行的方向。

例1 石灰窑中烧制石灰的反应为CaCO3(s)→ CO2(g

化学热力学在科研及工业生产中的应用

【摘要】 化学热力学是物理化学和热力学的一个分支学科，它主要研究物质系统在各种条件下的物理和化学变化中所伴随着的能量变化，从而对化学反应的方向和进行的程度作出准确的判断。因此，学热力学在材料学、生命科学等方面有着极其重要的作用。同时，在工业生产中，化学反应对热量的需求，直接影响到能源的成本，因此，在研发中找到一个合适的节能的反应路线就显得非常重要，而化学热力学在其中就扮演着不可或缺的角色。 【关键词】药物研究、环境保护、工业生产

正文：

一. 化学热力学在药物研究中的作用 1.药物晶型的研究

晶型不同的药物起理化性质不同，且生物利用度也有所差别。对药物热力学参数如熔解热、熔化热、熵及自由能等研究，有助于选择适当的药物品行。苄青霉素是一种应用广泛的抗生素，其钠盐注射剂在临床上具有优势，目前我国苄青霉素钠盐钠盐的收率很低。很有必要研究钠盐多晶型问题，然后测定相应晶型的结晶热力学数据，有助于提高苄青霉素钠盐结晶产率。研究普鲁卡因青霉素结晶过程的热力学问题，对其结晶动力学、反应动力学等理论研究及工业放大化设计提供了重要的理论依据。

2.对药物分散作用的研究

分散作用的热力学，对分散作用很有帮助。胡道德等研究

化学热力学在科研及工业生产中的应用

【摘要】 化学热力学是物理化学和热力学的一个分支学科，它主要研究物质系统在各种条件下的物理和化学变化中所伴随着的能量变化，从而对化学反应的方向和进行的程度作出准确的判断。因此，学热力学在材料学、生命科学等方面有着极其重要的作用。同时，在工业生产中，化学反应对热量的需求，直接影响到能源的成本，因此，在研发中找到一个合适的节能的反应路线就显得非常重要，而化学热力学在其中就扮演着不可或缺的角色。 【关键词】药物研究、环境保护、工业生产

正文：

一. 化学热力学在药物研究中的作用 1.药物晶型的研究

晶型不同的药物起理化性质不同，且生物利用度也有所差别。对药物热力学参数如熔解热、熔化热、熵及自由能等研究，有助于选择适当的药物品行。苄青霉素是一种应用广泛的抗生素，其钠盐注射剂在临床上具有优势，目前我国苄青霉素钠盐钠盐的收率很低。很有必要研究钠盐多晶型问题，然后测定相应晶型的结晶热力学数据，有助于提高苄青霉素钠盐结晶产率。研究普鲁卡因青霉素结晶过程的热力学问题，对其结晶动力学、反应动力学等理论研究及工业放大化设计提供了重要的理论依据。

2.对药物分散作用的研究

分散作用的热力学，对分散作用很有帮助。胡道德等研究

空调的热力学知识

随着生活条件的提高,空调也是“旧时王谢堂前燕,飞入寻常百姓家”，在此我粗略的介绍一下空调特别是变频中央空调的知识，及其用到的热力学知识及基本原理。简单分析一下空调的制热及制冷原理。

家用中央空调（又称为家庭中央空调）是一个小型化的独立空调系统。在制冷方式和基本构造上类似于大型中央空调。由一台主机通过风管或冷热水管连接多个末端出风口，将冷暖气送到不同区域，来实现室内空气调节的目的。它结合了大型中央空调的便利、舒适、高档次以及传统小型分体机的简单灵活等多方面优势，是适用于别墅、公寓、家庭住宅和各种工业、商业场所的暗藏式空调。家用中央空调技术含量高，拥有单独计费、停电补偿等优越性能，通过巧妙的设计和安装，可实现美观典雅和舒适卫生的和谐统一，是国际和国内的发展潮流。 “变频”采用了比较先进的技术，启动时电压较小，可在低电压和低温度条件下启动，这对于某些地区由于电压不稳定或冬天室内温度较低而空调难以启动的情况，有一定的改善作用。由于实现了压缩机的无级变速，它也可以适应更大面积的制冷制热需求。所谓的“变频空调”是与传统的“定频空调”相比较而产生的概念。众所周知，我国的电网电压为220伏、50赫兹，在这种条件下工作的空调称之为“定

化学竞赛习题集

第六季 物理化学

一化学热力学(A)

1.有两个体积相同的球形容器，内充 N2气，中间有连通管，其体积可忽略不计。当把两球同时浸于沸水中，球内压力为 101 kPa。若将其中一个球仍浸在沸水中，另一球浸入冰水中，此时球内压力应是多少？

2.10.0 dm3干燥空气 (20℃，101 kPa)缓慢地通过溴苯(C6 H5 Br)，当溴苯质量减少0.475 g时，干燥空气即为溴苯饱和。求 20℃溴苯(分子量157)的蒸气压。

3.已知水在77度的饱和蒸汽压为41.847KPa,试求 (1)表示蒸汽压P与温度T关系的方程中的A和B lnP=-A/T+B

(2)在多大压力下水的沸点是101度

4.某温、某压下取三份等体积无色气体A，于25、80及90℃测得其摩尔质量分别为58.0、20.6、20.0克/摩尔。于25、80、90℃下各取l1dm3（气体压力相同）上述无色气体分别溶于10dm3水中，形成的溶液均显酸性。 (1)无色气体为( )

(2)各温度下摩尔质量不同的可能原因是

(3)若三份溶液的体积相同（设：溶解后溶液温度也相同），其摩尔浓度的比值是多少

5.

(1)我国青海湖地区素有“夏天晒盐，冬天捞碱”之说。请用

化学热力学基础

一、判断题

1、恒温过程的Q一定是零。（ × ）

2、在绝热、密闭、钢制得的容器中发生化学反应，△U一定为零，△H不一定为零。（ √ ） 3、不可逆过程就是过程发生后，系统不能再复原的过程。（ × ） 4、当热由系统传给环境时，系统的焾必减少。（ × ）

5、一氧化碳的标准摩尔生成焓也是同温下石墨标准摩尔燃烧焓。（ × ）

6、对于理想气体，不管是恒压过程，还是恒容过程，公式?H??CpdT都适用。（ √ ） 7、尽管Q和W都是途径函数，但（Q+W）的数值与途径无关。（ √ ） 8、恒外压过程就是恒压过程。（ × ） 9、物体的温度越高，则热量越多。（ × ）

10、不作体积功的恒容过程的热效应，只由体系的始态和终态决定。（ √ ） 11、体系的焓就是体系所含的热量。（ × ）

12、能对外做最大功的膨胀过程，一定是可逆过程。（ √ ）

13、一个体系经绝热可逆过程由始态A变到终态B，然后可经绝热不可逆过程由B态回到A态。（ × ）

14、混合气体中，i组分的分压力为Pi?niRT。（ √ ） V15、绝热过程中，体系所作的功只由体系的始态和终态决定。（ √ ）

16、在100℃和101325Pa下，1m

化学热力学基础

一、判断题

1、恒温过程的Q一定是零。（ × ）

2、在绝热、密闭、钢制得的容器中发生化学反应，△U一定为零，△H不一定为零。（ √ ） 3、不可逆过程就是过程发生后，系统不能再复原的过程。（ × ） 4、当热由系统传给环境时，系统的焾必减少。（ × ）

5、一氧化碳的标准摩尔生成焓也是同温下石墨标准摩尔燃烧焓。（ × ）

6、对于理想气体，不管是恒压过程，还是恒容过程，公式?H??CpdT都适用。（ √ ） 7、尽管Q和W都是途径函数，但（Q+W）的数值与途径无关。（ √ ） 8、恒外压过程就是恒压过程。（ × ） 9、物体的温度越高，则热量越多。（ × ）

10、不作体积功的恒容过程的热效应，只由体系的始态和终态决定。（ √ ） 11、体系的焓就是体系所含的热量。（ × ）

12、能对外做最大功的膨胀过程，一定是可逆过程。（ √ ）

13、一个体系经绝热可逆过程由始态A变到终态B，然后可经绝热不可逆过程由B态回到A态。（ × ）

14、混合气体中，i组分的分压力为Pi?niRT。（ √ ） V15、绝热过程中，体系所作的功只由体系的始态和终态决定。（ √ ）

16、在100℃和101325Pa下，1m

6、10个小球分配在4个完全相同的容积中，试求4个小容积中各分得3、2、0、5个小球的微观状态数为多少？

7、由5个粒子所组成的体系，其能级分别为0、?、2?及3?，体系的总能量为3?。试分析5个粒子可能出现的分布方式；求出各种分布方式的微观状态数及总微观状态数。

8、有6个可别粒子，分布在4个不同的能级上(?、2?、3?及4?)，总

能量为10?，各能级的简并度分别为2、2、2、1，计算各类分布的?j及?总。

9、振动频率为?的双原子分子的简谐振动服从量子化的能级规律。有N个分子组成玻耳兹曼分布的体系。求在温度T时，最低能级上分子数的计算式。

10、气体N2的转动惯量I =1.394?10-46kg?m2，计算300K时的qJ。 11、已知NO分子的??=2696K，试求300K时的q?。

~如12、已知下列各双原子分子在基态时的平均核间距r0及振动波数?下：

分子 H2 O2 CO HI r0/10-10m 0.751 1.211 1.131 1.615 ~/(0.01m)?-1 4395 1580 2170 2310 计算各分子的转动惯量、?J及??。

13、计算300K时，1molHI振动时对内能和熵的贡献。

14、在298K及101.