热力学能焓熵.ppt

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1、教学要点：第二章化学热力学基础和化学平衡1.了解U、H、S、G四个热力学函数的意义及相互关系2.理解系统、环境、状态、状态函数、恒容热、恒压热、化学平衡等概念。3.理解热力学第一定律和盖斯定律，掌握有关的计算。5.掌握吉布斯一亥姆霍兹方程及其应用。4.掌握有关热力学函数变的计算，根据热力学函数进行反应自发性的判断。6.掌握影响化学平衡的因素及有关化学平衡的计算。化学热力学：主要解决化学反应中的三个问题：①化学反应中能量的转化②化学反应的方向性③反应进行的程度应用热力学的基本原理研究化学反应的能量转化规律。§2－1热力学基础知

2、识§2－2热化学第二章化学热力学基础和化学平衡§2－3化学反应的方向§2－4化学平衡§2－1热力学基础知识一、系统与环境二、状态与状态函数三、强度性质和广度性质四、过程与途径五、热和功六、热力学能（U）七、热力学第一定律八、热力学标准状态一、系统和环境系统：被研究对象。环境：系统外与其相联系的部分。敞开系统：与环境有物质交换也有能量交换。封闭系统：与环境无物质交换有能量交换。隔离系统：与环境无物质、能量交换。(理想系统)系统的状态：系统所有宏观性质的综合表现。二、状态与状态函数状态函数：确定系统状态的性质(或者物理量)。例如

3、某理想气体系统n=2mol，p=1.013105Pa，V=44.8dm3，T=273K这就是一种状态。是系统宏观性质n、p、V、T的综合表现。n、p、V、T是系统的状态函数。状态函数的特性：始态终态（Ⅰ）（Ⅱ）状态一定值一定；状态函数的改变量只取决于系统的始态与终态,而与变化途径无关。三、强度性质和广度性质强度性质：数值与系统中物质的量无关，它们在整体和部分中的数值是相同的。温度、压力、密度、浓度等是强度性质。广度性质：数值与系统中物质的量成正比，它们在整体和部分中的数值是不同的。体积、质量、物质的量、热力学能、焓、熵、自

4、由能等都是广度性质。四、过程与途径过程：系统状态变化的经过。恒温过程：始态、终态温度相等，并且过程中始终保持这个温度。T1=T2恒压过程：始态、终态压力相等，并且过程中始终保持这个压力。p1=p2恒容过程：始态、终态容积相等，并且过程中始终保持这个容积。V1=V2状态变化时经历的具体历程（路线或步骤）称为途径。理想气体n,200kPa，298K理想气体n,200kPa，398K理想气体n,100kPa，398K理想气体n,100kPa，298K△p＝p2－p1＝-100kPa△T＝T2－T1＝100K始态终态过程途径Ⅰ途径Ⅱ

5、状态函数的变化值，只与系统的始、终态有关，而与途径无关。五、热和功2.功（W）：除热以外，系统和环境之间其他的能量交换形式统称为功。1.热（Q）：在系统和环境之间由于温度不同而交换或传递的能量称为热。系统吸热，Q>0；系统放热，Q<0。系统得功(环境对系统做功)，W>0；系统失功(系统对环境做功)，W<0。体积功：W＝－FΔl＝－peSΔl＝－peΔV非体积功：电功，机械功，表面功等。热和功都不是状态函数六、热力学能（U）热力学能又称内能，它是系统内部各种能量的总和。U是状态函数，它的值不可测。热力学能变化只与始态、终态有关

6、，与变化途径无关。七、热力学第一定律热力学第一定律的实质是能量守恒和转化定律。U1U2QWU2=U1+Q+WU2-U1=Q+W对于封闭系统热力学第一定律为：八、热力学标准状态系统在温度T及标准压力pΘ＝100kPa下的状态就是热力学标准状态，简称标准态或标态物质的标准态：·气体物质：T，标准压力pΘ下的理想气体。·液体或固体物质：T，标准压力pΘ下的纯物质。·溶液中溶质B：T，标准压力pΘ下,b(B)=bΘ（bΘ＝1mol·L-1）;或c(B)＝cΘ(cΘ＝lmol·L-1，为标准浓度）。§2－2热化学一、反应进度二、化学反

7、应的热效应三、化学反应热效应的计算化学反应过程中的热效应与反应进行的程度有关，如：1摩尔氢气与1/2摩尔氧气反应生成1摩尔水和2摩尔氢气与1摩尔氧气反应生成2摩尔水放出的热量是不同的。反应进行的程度可用反应进度来表示。反应进度是用来表示系统中化学反应进行程度的物理量。用符号“”表示，读作“克赛”。一、反应进度化学反应计量式：vA=－a，vB=－b，vY=y，vZ=z。vi：物质B的化学计量数对于反应物（reactant）v取负值；对于生成物（product）v取正值。当反应进度ξ有微小变化时，则反应进度：单位是mol对于同一

8、化学反应，若反应方程式的化学计量系数不同，如N2+3H22NH3(1)N2+H2NH3(2)(1)表示生成了2mol的NH3；系统中各物质物质的量的改变量分别为：(2)表示生成了1mol的NH3。系统中各物质物质的量的改变量分别为：=1mol时，表示进行了1mol反应，化学反应进度与化学