(理学)大学普通化学第一章

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1、第一章化学反应的基本规律1-1化学反应中的能量变化1-3化学反应的限度—化学平衡1-2化学反应的方向—熵增加与吉布斯自由能减小1-4化学反应速率化学热力学化学动力学化学热力学研究的内容：化学反应的普遍规律：①从给定的原料出发，是否能生成期望的目标产物？②是否可能把原料全部转变成目标产物？②判断化学反应进行的方向。③判断化学反应的最大限度。①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。1-1化学反应中的能量变化1-1-1几个基本概念1-1-2热力学第一定律1-1-3化学反应的反应热1-1-4反应热的计算1-1-1几个基本概念系统：研究的对象称为系统。环境：系统以外与系统有关的

2、其他物质。1.系统（体系）与环境例如：系统与环境之间常进行着物质和能量的交换，根据交换情况的不同热力学系统通常分为三种类型：敞开系统：系统与环境之间既有物质的交换，又有能量的传递。封闭系统：系统与环境之间只有能量的传递，没有物质的交换。孤立系统：系统与环境之间既无物质的交换又无能量的传递。敞开系统封闭系统孤立系统2.变化的过程与途径过程：系统从始态到终态变化的经过。途径：完成这一变化经过的具体路线。101.325kPa278K80kPa278K80kPa328K101.325kPa328K101.325kPa298K101.325kPa278K恒压过程恒温恒压恒压恒压恒压恒温（始态）（终

3、态）2、状态与状态函数3.系统的状态与状态函数在热力学中要描述一个宏观系统，必须给出它的一系列的性质，如温度、压力、体积、物质的量等，这些物理性质和化学性质的总和就称为该系统的状态。这些性质都具有确定的值时，系统就处于一定的状态；当系统的某个性质发生变化时，系统的状态也就随之发生改变。这些用以确定系统状态的性质的物理量称为状态函数。例如：温度、压力、体积、密度等，还有后面将要介绍的热力学状态函数：U、H、S、G等。(1)系统的状态一定，状态函数有唯一确定的值。(2)系统的状态变化时，状态函数(X)的变化量(X)只决定于系统的始态（变化前的状态）和终态（变化后的状态），而与变化所经历的途

4、径无关。即：X=X(终)–X(始)状态函数的特点：殊途同归(3)系统的状态函数之间有一定的关系。例如:理想气体系统的状态函数，体积、压力、温度、物质的量之间的关系可用理想气体方程式表述：pV=nRT(1)当系统的状态发生变化，系统的状态函数也变化，但不一定所有的状态函数都变化，如定温、定压过程。(2)反过来，当系统有一个状态函数发生变化，系统的状态一定发生变化。4.热和功热（Q）：系统与环境之间由于存在温差而交换或传递的能量。规定：系统吸热Q>0系统放热Q<0功（W）:系统与环境之间除热之外以其它形式传递的能量。规定：系统对环境做功W<0环境对系统做功W>0当系统的状态发生变化时，系统

5、与环境之间必然伴随着能量的交换，其交换形式可概括为“热”和“功”两种。热和功的单位都采用J或kJ。体积功We:系统因体积变化而与环境交换的功，亦称膨胀功。非体积功W‘：体积功以外的其它功。如电功、机械功等，亦称非膨胀功。热力学中一般不考虑。W=We+W＇功包括两种形式体积功非体积功式中：p—环境压力体积功We的计算：①系统对环境做体积功，即V2＞V1，ΔV=V2－V1＞0，按规定We应取负值，所以：①②②环境对系统做体积功，即V2＜V1，ΔV=V2－V1＜0，按规定We应取正值，所以：综上所述：热和功都不是状态函数。热和功是系统和环境之间传递的能量，是在系统状态发生变化的过程中传递的能量

6、形式。所以，热和功与过程有关，不是状态函数，而是过程函数。5.相和界面系统中物理性质和化学性质完全相同的部分称为相。将相与相分隔开来的部分称为相界面。只含一相的称为单相系统。含有两相和两相以上的系统称为多相系统。汽水冰(1)同一物质可因不同的聚集状态而形成多相系统。如：水、水蒸气、冰为不同的相。(2)在单相系统，并不一定只有一种物质。如：空气或溶液。(3)聚集状态相同的物质放在一起，并不一定是单相系统。如：水和油，混凝土。6.理想气体状态方程和分压定律（1）理想气体状态方程理想气体的温度（T）、压力（p）、体积(V)和物质的量（n）之间,具有如下的方程式关系：pV=nRT在SI制中，p的

7、单位是Pa，V的单位是m3，T的单位是K，n的单位是mol，摩尔气体常数R=8.3145J•K-1•mol-1（2）气体分压定律(道尔顿分压定律)①混和气体的总压力等于各组分气体的分压之和。分压pB：某组分B与混合气体处于同温、同体积下单独产生的压力。p=pB根据理想气体状态方程式，有：pV=nRT-------(1)pBV=nBRT-------(2)(2)/(1)得:pB/p=nB/npB=(nB/n)·p=xB·p②某组分