第二章化学热力学基础及化学平衡(

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1、第二章化学热力学基础与化学平衡热力学是热和温度的科学，把热力学应川于化学，称为化学热力学。§2-1化学热力学的系统与状态在研究化学反成吋，人们总会思考一些M题：当几种物质放在一起时，a.能否发生反应？b.反应速率多大？c.会发生怎样的能量变化？d.到什么程度时反应达到平衡？e.反应机理如何？1.化学热力学的范围：a、c、d属于化学热力学M题，而b、e厲于化学动力学问题。热力学研究范围为：化学反应方向，限度以及伴随能量的变化2.特点：(1)化学热力学解决化学反应屮能朵是如何转挽的——能朵守怛定律，解决上而问题中的c—

2、—热力学第一定律。(2)化学热力学解决在指定条件下，化学反应朝哪个方句进行以及反应的限度，解决上則问题中的a、d——热力学第二定律。这两个定律是人类对含奋极人景质点物质长期实践屮总结出來的，这两个定律可以川数学式表示，但无法用数学来证明。3.局限性对于个別分子、原子的性质，即微观粒子的性质的解决是无能为力的，所以对于被研究对象无需知道过程的微观进程，更不需要物质结构方面的知识。化学热力学研究问题时没有时间概念，不涉及变化过程的速率问题。二、系统和环境(System&Surrounding)1.定义(Definiti

3、on):在热力学巾，被指定为研究的对象称为系统；与系统密切相关的周W部分称为环境。2.系统的分类(Classificationofsystem)(1)敞开系统(openedsystem):系统与环境之间既冇能fi交换，又冇物质交换。(2)封闭系统(closedsystem):系统与环境之间有能M交换，无物质交换。(3)孤立系统(isolatedsystem):系统与环境2.间®能S交挽，乂无物质交换。(4)孤立系统虽然罕见，似也足一种思考问题的方法，因为把系统和环境加起来，就是孤立系统。“宇宙”=系统+环境为了描述

4、系统所处的状态，我们必须要奋特定的一些变数。三、状态和状态函数(StatesandStateofFunctions)1.状态：用具体物理量所确定下来的系统的存在形式称为系统的状态2.状态函数：描述系统性质的物理M称为状态函数。例如，对于理想气体，；?、r、r、w确定了，系统的状态就确定了3.状态函数的特点：系统一定是，状态函数一定系统状态改变时；状态函数的变化位只与始态、终态柯关，与变化途径无关四、过程系统从始态到终态发生的一系列变化。定温过程：始态、终态温度相等，并且过程中始终保持这个温度。t,=t2定压过程：始

5、态、终态压力相等，丼且过程中始终保持这个压力。p'=p2定界过程：始态、终态界积相等，丼且过程屮始终保持这个各积。v^v2五、相定义：系统中物理性质和化学性质完全相同的且与其他部分有明确界而分隔开来的任何均匀部分，叫做相。均相系统（或单相系统）非均相系统（或多相系统）六、化学反应计量式和反应进度aA+AB->yY+zZBvz=z，0=—aA一AB++2Z一物质B的化学计朵1vA=-n,vB=-6，rY=ji，0时Wg/mol3.010,0002.07.02.0f:lHrtB/mol1.55.53.0LOmol卜氬⑼

6、靴加0144叫(142)(2.0-3.0)mol和=——嶼，-w輕=1細v(H2)-3M(Nn)=C2£-g^i=10molvfNHj2^=15moliN2fe)+.H2fe)->NH3fe)t=O3.010.00(mol)/=2.07.02.0(mol)加）(Z0-3.0)mol-1/2=2.0mol反灰进没必须对hV.U休的反灰//构乂、§2-2热力学第一定律和热化学在中学物理课中，已讲过能量守恒定律——能量既不会凭空产生，也不会消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体。1、热和功

7、：1.热（2）系统与环境之间由于存在温差ifu传递的能量。热不是状态函数。规定：系统吸热：系统放热：2<0。2Jjj（W）系统与环境之闽除热之外以其它形式传递的能景。功不是状态蚋数规定：系统对环境做功，^<0（失功）环境对系统做功，pr〉o（得功）分类：体积功，非体积功1夕ex3、热力学能热力学能（⑺：系统内所有微观粒子的全部能量之和，也称内能。U是状态函数。U2-U,热力学能变化只与始态、终态有失，勾变化途径无欠。4、热力学第一定律热力学第一定律的实质是能景分恒与转化定律。u2=u}^q^wu2-ux=q^w对于

8、封闭系统热力学第一定律的数学表达式为：=5、焓变和热化学方程式1恒容条件下的化学反应热（gv）1.若化学反应迕密闭的容器内进行，该反应称为恒容反应。其热效应称为恒界反应热，表示为2、，2.在恒容条件下，△「=（），系统不4能作体积功，即w=;rAr=0，:.Q,=U2恒压条件下的化学反应热（gp）封闭系统，在定压过程中，系统和环境之间交挽的热鲎为定压反应热