第二章化学反应的一般原理

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1、第二章化学反应的一般原理2.1基本概念和术语2.2热化学2.3化学反应的方向2.4化学平衡及其移动2.5化学反应速率2.6化学反应条件的优化学习要点1、理解反应进度、系统与环境、状态与状态函数的概念；2、掌握热与功的概念和计算，掌握热力学第一定律的概念；3、掌握Qp、U、rHm、rHm、fHm、rSm、rSm、Sm、rGm、rGm、fGm的概念及有关计算和应用；掌握标准平衡常数的概念及表达式的书写；掌握与的关系及有关计算；4、掌握标准平衡常数K的概念及表达式的书写；掌握rGm与K的关系及有关计算；5、了解反应速率、基元反应、反应

2、级数的概念；理解活化分子、活化能、催伦剂的概念；了解影响反应速率的因素及其应用。前言化学反应中常涉及到的两个问题:(1)化学反应进行的方向、程度以及反应过程中的能量变化关系(2)化学反应进行的快慢即化学反应的速率问题可能性现实性化学热力学化学动力学化学热力学化学动力学化学热力学初步化学反应速率化学反应平衡2.1基本概念和术语1.化学反应进度2.系统和环境3.状态和状态函数4.过程与途径5.热和功6.热力学能7.热力学第一定律2.2.1化学反应进度0=B为物质B的化学计量数，其量纲为一，反应物的化学计量数为负值，而生成物的化学计量数为正值。例反应1/2N2+3/2H2

3、=NH3化学计量数B分别为：(NH3)=1，(N2)=1/2，(H2)=-3/21.化学反应计量方程式对任一已配平的化学反应方程式2.化学反应进度定义式为d=B1dnB或dnB=BdnB为物质B的物质的量，B是物质B的计量系数积分式=B1nB即nB=B反应进度=1mol的物理意义是什么?化学反应进度([ksai])是表示化学反应进行的程度的一个物理量，单位为mol。例对任一化学反应，其反应为aA+bBgG+dD若发生了1mol反应进度的反应，则=A1nA=B1nB=G1nG=D1nD=1mol指在每

4、消耗掉amol物质A的同时，也消耗掉bmol物质B，并生成gmol物质G和dmol物质D。1.反应进度与化学反应计量方程式的写法有关，必须指明具体的化学反应方程式。2.反应进度可选择任一反应物或生成物来表示，值均相同,即反应进度与物质B的选择无关。注意:例N2+3H22NH3当n(NH3)=1mol时，=n(NH3)/(NH3)=1mol/2=0.5mol，而此时n(N2)=0.5mol，=n(NH3)/(NH3)=0.5mol/1=0.5mol，同理n(H2)=1.5，=n(NH3)/(NH3)=1.5mol/3=0.5mol，说明不管用哪

5、个物质表示反应进度都一样!!2.1.2系统和环境热力学中把人们所研究的对象称为系统；而把系统以外与系统密切相关的其它物质和空间称为环境。系统与环境之间可以根据能量与物质的交换情况，分为三类：(3)隔离系统：也称孤立系统，系统与环境之间既无物质交换也无能量交换。(1)敞开系统：系统与环境之间有物质和能量的交换；(2)封闭系统：系统与环境之间有能量交换但无物质交换；2.1.3状态和状态函数由一系列表征系统性质的宏观物理量（如压力、温度、密度、体积等）所确定下来的系统的存在形式称系统的状态。藉以确定系统状态的宏观物理量称为系统的状态函数。状态函数具有以下性质：(1)状态一定

6、，状态函数一定；状态变则状态函数随之改变。(2)状态函数变化只与系统的终始态有关，而与变化的具体途径无关。从以上可知Q和W并不是状态函数PVnT均为状态函数2.1.4过程与途径当系统发生一个任意的变化时，我们说系统经历了一个过程，系统状态变化的不同条件,我们称之为不同的途径.三种过程：恒压过程、恒温过程和恒容过程。恒温过程恒容过程恒压过程系统从始态到终态的变化过程可以采取不同的方式，每一种方式就称为一种途径。状态函数的变化只取决于终始态而与途径无关热和功是系统状态发生变化时与环境之间的两种能量交换形式，单位均为J或kJ。2.1.5功和热热系统与环境之间因存在温度差异而

7、发生的能量交换形式称为热，用Q来表示功系统怀环境之间无物质交换时,除热以外的其他各种能量交换形式称为功，用W来表示热力学中对W和Q的符号的规定如下：(1)系统向环境吸热，Q取正值（Q>0，系统能量升高）系统向环境放热，Q取负值（Q<0，系统能量下降）(2)环境对系统做功，功取正值（W>0，系统能量升高）系统对环境做功，功取负值（W<0，系统能量降低）2.1.6热力学能与热力学第一定律热力学能即内能，它是系统内部各种形式能量的总和，用符号U表示，单位J或kJ，包括系统中分子的平动能、转动能、振动能、电子运动和原子核内的能量以及系统内部分子与分子间的相互