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TheGeneralPrincipleofChemicalReaction2.1基本概念2.2热化学2.3化学反应的方向与限度2.4化学平衡及其移动2.5化学反应速率2.6化学反应一般原理的应用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、rHθm、fHθm、rSm、rSθm、Sθm、rGm、rGθm、fGθm的概念及有关计算和应用；4.掌握标准平衡常数Kθ的概念及表达式的书写，掌握rGθm与

2、Kθ的关系及有关计算；5.理解反应速率、反应级数的概念；掌握基元反应的概念；理解活化分子、活化能、催化剂的概念；了解影响反应速率的因素及其应用。本章要求化学反应一般原理化学热力学化学动力学化学反应的可能性、方向；化学反应的程度；化学反应的能量关系、反应的热效应等。化学反应的快慢，反应的历程(机理)等。2.1基本概念2.1.1化学反应进度对任一已配平的化学反应方程式，可表示为:1.化学计量数BB：化学反应方程式中的物质；B：物质B的化学计量数，其量纲为1，规定：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。：对各

3、物种B加和。如反应N2+3H2=2NH3即:0=N23H2+2NH3化学计量数B分别为：(N2)=1，(H2)=3，(NH3)=+22.化学反应进度[ksai]表示化学反应进行的程度的一个物理量定义：d=B1dnB积分式：=B1nB当物质B从反应起始的n0(0=0)nB()时，反应进度与B有关，B与具体反应计量方程式有关，所以，谈时必须指明反应方程式；根据给定的计量方程式，求；单位反应进度指=1mol时，指按计量方程式进行了一次完整反应；如反应N2+3H2=2NH3，若=

4、1mol，意指1molN2与3molH2反应生成了2molNH3；对任一化学反应aA+bB=gG+dD注意：即在表示反应进度时物质B和B可以不同，但用不同物种表示的同一反应的不变。例2-1用c(Cr2O72)=0.02000molL1的K2Cr2O7溶液滴定25.00mLc(Fe2+)=0.1200molL1的酸性FeSO4溶液，其滴定反应式为6Fe2++Cr2O72+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O滴定至终点共消耗25.00mLK2Cr2O7溶液，求滴定至终点的反应进度？解：n(Fe2+)=0

5、c(Fe2+)V(Fe2+)=00.1200molL125.00103L=3.000103mol=(Fe2+)1n(Fe2+)=(1/6)(3.000103)mol=5.000104mol或n(Cr2O72)=0c(Cr2O72)V(Cr2O72)=00.02000molL125.00103L=5.000104mol=(Cr2O72)1n(Cr2O72)=1(5.000104)mol=5.000104mol显然，反应进度与

6、物质B的选择无关，而与化学反应计量方程式的写法有关。2.1.2系统和环境系统：人们所研究的对象；环境：系统以外与系统密切相关的其它物质和空间。特征系统与环境之间有物质和能量的交换；系统与环境之间有能量交换但无物质交换；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，是一种理想状态。2.1.3状态和状态函数状态：状态函数的集合状态函数:确定系统存在状态的宏观物理量。理想气体n=1molp=101.3kPaV=22.4LT=273.15K状态函数特性：数值取决于状态；变化值取决于初始和终止状态。如：等等2.1.4过程与途

7、径过程：状态变化途径：实现状态变化的具体步骤三种常见的过程：等容过程等压过程等温过程T始=T终2.1.5热和功热和功：系统与环境之间的两种能量交换形式。单位均为J或kJ。热：温度不同而引起的能量交换形式称为热，Q功：以外的其他各种能量交换形式均称为功，W。热力学中对Q和W的符号规定如下：Q：系统从环境吸热，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)；W：环境对系统做功，W取正值(W>0，系统能量升高)；系统对环境做功，W取负值(W<0，系统能量降低)；注意Q和W均不是状态函数，与状态

8、变化的具体途径有关。如等温过程：Q=0功体积功(pV)：系统因体积变化与环境产生的功W=pV非体积功(Wf)：除体积功以外的所有其他功，也叫有用功。W总=pV+Wf2.1.6热力学能与热力学第一定律U>0，系统能量升高；U<0，系统能量下降。1.热力学能(U)是系统内部各种形式能量的总和