第1章化学热力学初步汇总ppt课件.ppt

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1、第一章化学热力学初步TheBasisofChemicalThermodynamic化学热力学，就是研究化学反应和相变过程中能量转换规律的科学。用热力学的理论和方法研究化学则产生了化学热力学。化学热力学可以解决化学反应中能量变化、进行的限度等问题。3、一个化学反应能够发生，反应的能量变化如何？1、当一些物质相混合时，能否发生反应——化学反应的方向如何？2、一个反应能够发生，反应进行的程度如何？——化学反应的平衡问题化学热力学研究的内容包括：§1-1理想气体状态方程和分压定律1.1.1理想气体状态方程(Idealgasstateequ

2、ation)1.理想气体(idealgas)通常物质以三种状态存在：气态、液态和固态。其中以气态的性质最为简单。特殊情况下呈现等离子态（由离子、自由电子、气体分子共存的状态）--称之为第四态。第五态:玻色-爱因斯坦凝聚态1924年,印度物理学家玻色提出：当物质接近绝对零度时,所有的原子似乎都变为了一个原子,处于这种状态的大量原子的行为像单个粒子一样，无法相互区分。要求：极低温度；原子处于气态。1995年美国的康奈尔、威曼和德国的克特勒首先从实验上证实了这个新物态的存在。（2001年度诺贝尔物理学奖）。第五态中的原子几乎不动，可以用

3、来设计精确度更高的原子钟，以应用于太空航行和精确定位等。第六态：费米子凝聚态粒子按其在高密度或低温度时集体行为可以分成两大类：玻色子和费米子。当物质冷却时，费米子逐渐占据最低能态，但它们处在不同的能态上，就像人群涌向一段狭窄的楼梯，这种状态称作“费米子凝聚态”。准晶体理想气体的基本假定：1）气体分子的自身不占体积,将分子看成是有质量的几何点(质点)2）分子之间没有相互吸引力，分子之间及分子与器壁之间发生的碰撞不造成动能损失。注意：理想气体实际上是不存在的。因此，在高温和低压下,实际气体接近理想气体，这种假定是有实际意义的。2．理想

4、气体方程要点：1、注意单位：P－Pa、V－m3、T－K、n－mol→2、适用条件：理想气体——分子本身不占有空间、分子间没有相互作用力高温、低压下的真实气体：一般温度不是太低、压力不是太高的真实气体，可以忽略误差，使用该公式。3、公式变换：1.1.2气体分压定律(Dalton’slawofpartialpressures)1.分压力(partialpressure)混合气体中，某组分气体对容器所施加的压力，叫作该组分的分压力。等于该组分单独占有与混合气体相同体积时所产生的压力。（温度不变）2.气体分压定律混合气体的总压力等于混合气

5、体各组分的分压之和。这就是道尔顿分压定律。①两个容器中O2对器壁产生的压力是否相同？答：是。②两个容器的器壁承受的压力是否相同？答：否。③答：是。∵pV=nRT，而V、T、n均相同设混合气体中只有两个组分A和B，其分压力分别为PA和PB,其物质的量分别为nA和nB。混合气体的总压力为p，混合气体的总量为n=nA+nB，则混合气体中各组分的分压力为即：组分气体的分压等于总压与该组分气体的量分数的乘积。3、每种组分气体仍然遵守理想气体状态方程约翰·道尔顿（1766-1844）英国化学家、物理学家、“近代化学之父”。幼年时家贫，无钱上学

6、，加上又是一个红绿色盲患者，生活艰辛，但他以惊人的毅力，自学成才。12岁任小学教师，15岁任中学教师，26岁任曼彻斯特新学院数学和自然哲学教授。1801年提出分压定律，1804年系统地提出了原子学说，主要观点：1）化学元素由不可分的微粒—原子构成；2）同种元素的原子性质和质量都相同；3）不同元素化合时，原子以简单整数比结合。1831年，英国物理学家格拉罕姆提出气体扩散定律：同温同压下，某气体的扩散速率与其密度的平方根成反比。1.1.3气体扩散定律或（PV=nRT=m/MRT）而同温同压下气体的密度与其相对分子量M成正比。235U

7、和238U的分离-应用§1-2能量和能量守恒化学热力学是从能量变化的角度出发，讨论化学反应能不能发生；如果能，反应进行的程度如何；在反应进行过程中，能量的变化值是多少。1.2.1体系和环境（systemandsurrounding）在科学研究时必须先确定研究对象，把一部分物质与其余分开，这种分离可以是实际的，也可以是想象的。这种被划定的研究对象称为体系，亦称为物系或系统。即体系就是所要研究的对象；体系以外的与体系有密切联系的其他物质或空间部分，叫做环境。1.根据体系和环境的关系不同，体系可以分为三类：敞开体系(opensystem

8、）封闭体系（closedsystem)孤立体系(isolatedsystem)（1）敞开体系（opensystem）体系与环境之间既有物质交换，又有能量交换。（2）封闭体系（closedsystem）体系与环境之间无物质交换，但有能量交换。（3）孤