南农化学第二章化学热力学基础

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1、第一节基本概念第二节热化学第三节化学反应的方向第四节化学反应的限度第二章化学热力学基础第二章热力学是研究自然界中各种能量相互转换过程中所遵循的规律的一门学科。热力学方法的特点：只研究大数量分子构成的宏观体系，只研究体系的宏观性质；只研究体系的始终态，这样就可以得到有用的数据和结论。热力学方法的局限性：它研究的是大量分子，只考虑变化前后的净结果，所以它不知道反应的机理、速率和微观性质，即只讲可能性，不讲现实性。第二章化学热力学基础第二章化学热力学：用热力学的最基本原理来研究化学现象以及与化学有关的物理现象。化学热力学的主要内容：利用热力学第一定律计算变化中的热效应。利用热力学第二定

2、律解决变化的方向和限度问题以及相平衡和化学平衡的有关问题。利用热力学第三定律计算规定熵的数值。第二章化学热力学基础第二章一、体系和环境第一节基本概念体系（System）：将所研究的对象称为体系或系统。环境（surroundings）：体系以外与体系密切相关的，影响所能及的部分称为环境。（1）敞开体系（opensystem）体系与环境之间既有物质交换，又有能量交换。体系的分类：第二章第一节一、体系和环境（2）封闭体系（closedsystem）体系与环境之间没有物质交换，但有能量交换。（3）孤立体系（isolatedsystem）体系与环境之间既无物质交换，又无能量交换。第二章第一

3、节状态(state)：体系的物理性质和化学性质的综合表现称为体系的状态。状态函数(statefunction)：描述体系状态的物理量（如气体的p、V、T、n）二、状态和状态函数第二章第一节p、V、n、T均为状态函数二、状态和状态函数第二章第一节1.状态函数的分类（1）广度性质（又称为容量性质）：其数值与体系的物质的量成正比，具有加和性，如质量、体积、熵等。（2）强度性质：它的数值取决于体系自身的特点，与体系的物质的量无关，不具有加和性，如温度、压力等。二、状态和状态函数2.状态函数的特征（1）状态一定，状态函数值一定。（2）状态函数变化值只与体系的始、终态有关，与途径无关。（3）

4、当体系恢复原来状态时，状态函数也恢复原来数值，即状态函数的变化值为零。（4）状态函数之间相互联系、制约。如pV=nRT。第二章第一节三、过程和途径第二章第一节过程（process)：当体系的状态发生变化时，我们把这种变化称为过程。例如：气体的液化化学反应固体的溶解途径(path)：完成这个过程的具体步骤。三、过程和途径第二章第一节热力学中常用的五种基本过程：（1）定温过程（isothermalprocess)：T始=T终=T环；（2）定压过程（isobaricprocess)：p始=p终=p环；（3）定容过程（isochoricprocess)：V=0；（4）绝热过程（adia

5、baticprocess)：Q=0；（5）循环过程：所有状态函数的变量等于零。1.热（heat）指体系与环境之间因温差而传递的能量，常用符号Q表示。Q的取号：体系吸热，Q为正；体系放热，Q为负。四、热和功2.功（work）指除热以外，体系与环境之间传递的其它能量，用符号W表示。W的取号：环境对体系作功，W为正；体系对环境作功，W为负。第二章第一节功分为体积功(We=peV)和非体积功(W')热和功不是状态函数，其数值与变化途径有关。体系内部能量的总和称为热力学能（内能），用符号U表示，单位为J或kJ。热力学能包括体系内分子和原子的动能（平动能、转动能、振动能）、分子间位能、

6、电子的动能、电子间及电子与原子核之间的位能、原子核的核能等。热力学能是状态函数，其绝对值是无法确定，只能求出它的变化值。其变化值可由热和功或其它状态函数求得。五、热力学能第二章第一节一、热力学第一定律（lawofenergyconservationandtransformation）第二节热化学假设一个封闭体系从状态1变到状态2，变化过程中体系从环境吸热Q，同时环境对体系做功W，则体系热力学能的变化为：规定：体系吸收热量为“”值，放出热量为“”值。第二章第二节二、反应热化学反应热：只做体积功的体系，当发生反应后，使产物的温度回到反应前反应物时的温度（定温过程），体系放出或吸收

7、的热量，称为化学反应热，简称反应热。热化学：测定化学反应热并研究其规律的科学。常见的反应热：定压反应热Qp：反应在定压下进行所产生的热效应。定容反应热QV：反应在定容下进行所产生的热效应。第二章第二节1.定容反应热如果体系在（定温）定容过程中只做体积功，则：根据热力学第一定律：二、反应热第二章第二节2.定压反应热二、反应热如果体系在（定温）定压过程中只做体积功，则：根据热力学第一定律：第二章第二节3.定压反应热与定容反应热的关系二、反应热由焓定义有n指气体生成物与反应物总物质的