人民卫生出版社第7版《基础化学》教学指导第六章

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1、首页基本要求重点难点讲授学时内容提要1基本要求[TOP]1.1掌握体系、环境、状态函数、平衡态和过程等热力学基本概念;内能、熠、功、热、恒压(容)反应热效应的定义和热力学笫一定律的基本内容;Hess定律的基本内容并会计算反应的热效应;标准摩尔牛成焙、标准摩尔燃烧焙的定义;爛的定义和嫡增原理的基本内容;Gibbs自山能的概念、Gibbs公式和标准摩尔生成Gibbs口由能;计算化学反应的Gibbs口由能变的方法:平衡常数的表达方式和意义;化学反应等温方程式并能判断反应的方向和限度;1.2熟悉反应进度、热化学方程式和标准态等概念的规定;自发过

2、程的基本特点;浓度、压力和温度对化学平衡的影响以及相应的计算;LeChatelier规律;1.3了解可逆过程的基本特点;Gibbs自由能变与非体积功的关系;热力学笫三定律和规定爛;多重平衡、反应偶合和生物体内的化学平衡。2重点难点[TOP]2.1重点2.1.1化学反应热的计算方法;2.1.2化学反应自发进行的判断标准;标准状态下白由能变的计算;白由能与标准平衡常数的关系及应用。2.1.3化学反应等温方程式。2.2难点状态函数焙、嫡、自由能;嫡增加原理;系统的自由能与自由能计算。3讲授学时[TOP]建议4〜6学时4内容提要[TOP]第一节

3、第二节第三节第四节4.1第一节热力学系统和状态函数4.1.1系统与环境被划作研究对彖的这一部分物体称为系统。系统以外并与系统密切相关的部分称为坏境。常见有开放系统、封闭系统和隔离系统。开放系统:系统与环境之间既启物质的交换,又启能最的传递。封闭系统:系统与环境Z间只有能量的交换而无物质的交换。隔离系统:系统与环境之间既无物质的交换也无能量的交换。4.1.2状态函数与过程系统的热力学状态(简称状态)是rti系统所冇的物理性质和化学性质的综合表现,当系统的所冇性质,如温度、压力、体积、物质的最等都具有确定的数值,系统就处在一定的状态。描述系

4、统状态的物理量被称为状态函数,如T、p、J/等。具有广度性质的状态函数有加和性,与系统中物质的数量成正比例。如门、/〃、卩等。貝有强度性质的状态函数没有加和性。如T、p等。两种广度性质相除后即成强度性质,如摩尔体积(体积/物质的量)、密度(质量/体积)。系统的状态一定,状态函数的值就一定;状态函数的变化取决于始态和终态,与变化途径无关:循环过程状态畅数的变化值为零。平衡态是指系统所有的性质都不随时间改变的状态。热力学系统中发生的一切变化都称为热力学过程,简称过程。常见有等温过程、等压过程、等容过程、绝热过程和循环过程。经过循环过程,各种

5、状态函数都恢复原值。4.1.3热和功封闭系统的状态发生变化吋系统和环境Z间能量交换的方式是热和功两种。热是系统和环境Z间由于温度不同而交换的能量形式,符号么系统吸热,o为正;系统放热,a为负。除了热以外系统和环境z间的其它能量交换形式称z为功,符号代环境对系统做功,倂为正;系统对环境做功,於为负。热和功不是状态函数。可逆过程系统对外作的功最人;可逆过程屮的每一步都无限接近平衡态;可逆过程是一个时间无限长的,不可能实现的理想过程。不可逆过程屮系统对外作的功都比可逆过程小。4.2第二节能量守恒和化学反应热[TOP]4.2.1热力学能和热力学

6、第一定律(一)热力学能热力学能又称内能,是系统内部一切能最形式的总和,符号U./是状态函数,尚无法确定内能的绝对值。热力V能的变化值A〃只取决于系统的始态和终态。(二)热力学第一定律也称作能量守恒与转化定律,对于封闭系统,热力学笫一定律的数学表达式为:△〃=冲/包括体积功%和非体积功妮(如电功、表面功等)。(三)系统的热力学能变化与等容热效应封闭系统没有非体积功存在时,、U=Q、4.2.2系统的焙变和反应热效应状态函数〃称为焙,定义为defHU+pV封闭体系无非体积功的等压热效应Q等于焙变:△〃二a等容反应热和等压反应热都是化学反应的热

7、效应。等容反应热Q与等压反应热Q的关系:a=q;+△刀(朮刀△/?是反应丽后气体的物质的量的变化。对纯粹溶液或固体的反应,或反应前后气体的物质的量没有变化,可近似认为:△〃二aqa=4.2.3反应进度、热化学方程式与标准态(一)反应进度反应进度§表示反应进行的程度:孑©(§)-©(0)a式屮/7j(0)和/7j(g)分别为各物质在0时刻和t时刻的物质的量,5为反应式屮相应物质J的化学计量数。g的值与选样参与反应的哪一种物质求算无关,与化学反应方程式的写法有关。(二)热化学方程式与标准态标明了物质状态、反应条件和热效应的化学方程式称为热化

8、学方程式。热效应符号补表示在标准状态下反应进度为lmol.温度为298.15K时(可省略)的等压反应热(或焙变)。△皿与反应方程式的写法有关。热力学标准态是指在温度厂和标准压力p°(100kPa)K物质的状

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