热力学基本概念及基本定律.pptVIP

;参考书 1． 《工科大学化学》，张平民等，湖南教育出版社 2．《物理化学》，南京大学物理化学教研室，傅献彩等，高等教育出版社 3．《物理化学》，天津大学物理化学教研室，宋世谟等，高等教育出版社 4．《物理化学》，胡英等，高等教育出版社(面向21世纪课程教材); 绪 论 一. 物理化学研究内容及对象 1.什么叫物理化学? ● 化学反应常伴有物理性质的变化，如体积、压强、热、电、光效应。 ● 物理因素的变化（T、p、c、光照、磁场、微波、超声波）可能引起化学反应的变化。 ● 微观物理运动状态（分子中电子运动、原子转动与振动,分子中原子间的相互作用）直接决定物质反应性质及反应能力。 ● 一些物理现象反映化学本质。; 1.什么叫物理化学? 从化学现象与物理现象的联系去寻找化学变化的规律性,即用物理的理论和实验方法来研究化学的一般理论问题，即化学反应过程：;2.物理化学的研究内容 科学体系 ? 化学热力学和统计热力学：研究化学变化的方向和限度、能量变化——平衡性质 ? 化学动力学：化学反应的速率和机理 ? 物质结构：研究物质结构（微观,化学键）与化学性能（宏观）的关系，称结构化学 ;例： T=298K，Ka? = 1.9?103 T=773K，Ka? = 3.8?10-3 （最大产量） 化学热力学：低温高压 化学动力学：高温高压催化剂(低温高压下反应速率很小); ;下期内容： 1）化学动力学 (第7章) 2) 电解质溶液——电化学（第8章） 3）电池反应热力学——电化学（第9章） 4）电极过程——电化学（第10章） 5）表面化学与胶体化学基础（第11章） ; 二、 物理化学研究方法 1. 一般方法：一般自然科学研究方法 现象 1）实验 假设或建立模型 新实验验证 2）归纳：个别 ? 一般 3）演绎: 一般 ? 个别 ;2. 特殊方法 1）宏观（唯象） ? 热力学方法 状态函数法：始态?末态 ?GT，P=G末态? G始态 理想模型法：理想气体、理想溶液、卡诺循环、可逆过程 ? 动力学方法： 速率方程 动力学方程 2）微观 ? 量子化学：电子运动?化学键 ? 物理化学 ? 统计力学：单个（少量粒子）? 大量粒子 大量粒子微观运动 ? 宏观表现 ? 微观动力学：分子反应动力学、过渡态理论;三、如何学好物理化学 1.兴趣：物质（体系）发生过程→物理化学原理 2.基本概念: 状态函数,强度性质,容量性质，热力学能，焓,熵，Gibbs自由能，Helmholtz自由能 3.理想模型：理想气体，理想溶液，卡诺循环,可逆过程，实际过程加以校正 4.了解推理过程，掌握公式应用条件 5. 习题、实验 6. 多次反复学习，加深理解 7. 注意与无机化学讲述的内容相联系;四、要求： 作业、实验、期中考试（习题课）、笔记; 第一章 热力学基本概念和基本定律 ; 第一章 热力学基本概念和基本定律 §1 化学热力学的科学框架 一、概述 问题： 一定条件下，过程能否自动进行? 一定条件下，过程的限度及最大产量? 过程的能量转换（热、功等）。;热力学内容：三个经验定律（热力学第零定律） 热力学第一定律：第一类永动机不可能，对过程能量转换进行计算。 热力学第二定律：第二类永动机不可能，判断过程进行方向、限度、化学平衡、相平衡。 热力学第三定律：绝对零度不可能用有限手段达到 。 例：;热力学特点： 1) 经验性的 2) 不涉及物质的微观结构，不能说明过程发生的根本原因,为宏观经验定律 3) 肯定不足，否定有余。 热力学指出某条件下不能进行的过程 H2O → H2+O2 （光照、电化学过程） 热力学指出某条件下能进行的过程 H2+O2→H2O （高温高压、催化剂） 热力学计算得到过程限度,表明过程可能进行的最大限度;二、 热力学基本概念 1.体系与环境 体系：研究对象，又称系统、物系。若研究热力学性质，称热力学体系。 环境：体系之外与体系有关的物质总称。;按组分分类： 单组分（元）体系：水-水蒸气 多组分（元）体系：Fe-Zn, 水-乙醇 按物相分类： 单相体系：溶液 多相体系：水-水蒸气 ;分类 : 容量性质又称广延(广度)性质：其数值与物质的量成正比, 具有加和性。例：V,m,S，U，H，G，A 强度性质：其数值取决于体系自身的特性，与体系的数量无关，不具有加和性。例：T,p,ρ,η;注意：容量性质与强度性质可以相互转换。;3.状态与过程 1