化学热力学与化学动力学基础化学热力学基础化学平衡常数化学动力学基础

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1、第二篇化学热力学与化学动力学基础第5章化学热力学基础第6章化学平衡常数第7章化学动力学基础*第5章化学热力学基础5-1化学热力学基础5-2基本概念5-3化学热力学的四个重要状态函数5-4化学热力学的应用5-1化学热力学的研究对象热力学?1.什么是热力学研究宏观过程的能量变化、过程的方向与限度的规律。2.热力学的理论基础——热力学三大定律热力学第〇定律：热平衡(P207注①)；热力学第一定律：能量守恒定律；热力学第二定律：孤立体系熵增原理；热力学第三定律：不能达到热力学温度0K3.热力学的任务计算反应的热效应；预言反应能否发生,反应的必要条件,方向和限度。4.热力学的局限

2、性不能预测反应速率快慢；不能预测反应的微观机理(不涉及研究对象的结构；不涉及发生过程的细节)。化学热力学？用热力学的基本原理(三大定律)研究化学现象以及与化学有关的物理现象的学科。热力学在化学中的应用。涉及化学反应的热效应，化学反应的方向和限度、化学平衡、溶液与相平衡、电化学热力学等等。5-2基本概念5-2-1系统与环境5-2-2物质的量5-2-3浓度5-2-4气体5-2-5相5-2-6热力学温度5-2-7热与功5-2-8状态与过程5-2-9热力学标准态5-2-10状态函数5-2-1系统与环境系统：被人为地划定的作为研究对象的物质。(体系、物系)环境：除系统之外的物质世

3、界。系统分类：系统与环境的关系，物质？能量？开放系统：与环境有物质交换也有能量交换。封闭系统：与环境无物质交换有能量交换。孤立系统：与环境无物质、能量交换。环境：除系统之外的物质世界。环境温度：通常规定298.15K环境压力：标准大气压地球地层最经常呈现的压力。p=760mmHg=760torr=1atm=101325Pa热力学标准压力：p新标准：p=1bar=100kPa5-2-2物质的量1.物理量和单位(SI)物理量单位长度l(斜体)米m(正体)质量m千克kg时间t秒s热力学温度T开尔文、开K物质的量n摩尔、摩mol电流I安培、安A光强度I坎德拉、坎Cd2.物质

4、的量及其单位——摩尔物质的量：计量指定的微观基本单元及其组合的集合的物理量。摩尔：“物质的量”的单位。摩尔体积Vm单位m3·mol－１摩尔质量M相对分子质量←→摩尔质量MrM5.摩尔反应和计量系数摩尔反应：对于一个特定的反应，反应物按化学方程式的计量系数完全反应。aA+bB→cC+dD计量系数：νAνBνCνD－a－bcdνi:i物种的计量系数(νi=ni／mol)纯数，有正(生成物)负(反应物)之分。摩尔反应和计量系数对应具体的反应方程式。反应前后气态物种分子个数的变化：Dn=Sni计量系数：-1-32计量系数：-½-3/21化学热力学中的化学方程式表示化学反应与热效

5、应关系的方程式叫做热化学方程式。H2(g)+½O2(g)＝H2O(l)△rHmC(石墨)+O2(g)＝CO2(g)△rHm(473.2K)OF2(g)+H2O(g)＝O2(g)+2HF(g)△rHm=－323.2kJ∙mol－1H2(g)+½O2(g)＝H2O(l)△rH①反应的热效应rH②反应的温度及压力。标准态，用“”表示。rH(T):TK;p(1.01×105Paor100kPa)③物质的物态，晶型或浓度。s(cr),l,g,aq④化学式前的系数可以是整数亦可以是分数。7.物质的量分数(摩尔分数)xB表示混合物的组成。组分的“物质的量”nB与混合

6、物的“物质的量”nT之比。xB=nB/nT混合物中各组份的摩尔分数之和等于1。Sxi=15-2-3浓度浓度：一定量溶液或溶剂中溶质的量。物质的量浓度(c，旧称：体积摩尔浓度)每升溶液中溶质B的“物质的量”。c(B)=cBnB／V单位：mol∙L－１或mol∙dm－3c(NaCl)=0.1mol∙L－１质量摩尔浓度(m，b)每1kg溶剂(A)中溶质(B)的“物质的量”。mBnB／wA=nB／(nAMA)单位：mol∙kg－１m(NaCl)=0.1mol∙kg－１c(NaCl)=0.1mol∙L－１浓度相同？当忽略温度影响时，近似用c代替m。质量分数(旧称：质量百分浓度

7、)溶质的质量与溶液的质量之比。小数，百分数表示。例如：0.1或10%浓度是强度量强度量，强度性质——“不具有加和性”如：浓度，压力(压强)，温度，密度……广度量，广度性质，容量性质——“具有加和性”如：质量，物质的量，体积，长度……5-2-4气体气体特点：1.可压缩——与分子体积相比，分子之间距离大2.可扩散——与分子间作用力相比，分子的平均动能大理想气体：气体分子之间没有相互作用力，分子本身没有体积。实际气体(压力不高,温度不低)≈理想气体理想气体状态方程Boyle：n,TV∝1/pGay-Lussac:n,pV∝TAvogadro:p