第6章-化学热力学基础-1要点.pptVIP

学 科 热力学 统计热力学 化学热力学 * 化学热力学基础 6 第六章 永动机 —两类 热力学—研究自然界各种形式能量之间相互转化的规律，以及能量转化对物质的影响的科学。 化学热力学—用热力学的基本原理和方法研究化学现象以及与化学有关的物理现象的科学。 反应可否进行 程度 能量变化 无机化学 第六章 第一节 热力学基本概念 一、体系和环境 二、状态和状态函数 三、过程和途径 四、热和功 五、内能 普通化学 第六章 一、体系和环境 体系：研究对象； 环境：体系以外的其它部分。 宇宙：体系和环境的结合； 体 系 The System 普通化学 第六章 体系的分类 无 无 孤立体系 有 无 封闭体系 有 有 敞开体系 能量交换 物质交换 分 类 本章主要讨论的就是封闭体系 普通化学 第六章 体系的性质 温度、压力、密度等 其量值只决定于体系的自身特性，与体系中物质的量无关，无加和性。 强度性质 强度量 质量、体积、热容量、焓、熵等 其量值与体系中物质的量成正比，具有加和性。 广度性质 容量性质 例子 特点 分类 可测量 不可测量 普通化学 第六章 二、状态和状态函数 （1）体系的状态 状态——体系物理、化学性质的总和。 例如质量、温度、压力、体积、密度、组成等。 当这些性质都有确定的值时， 就说体系处于一定的状态，即热力学状态。 始态——体系发生变化前的状态 终态——体系发生变化后的状态 普通化学 第六章 (2)状态函数 状态函数：表征和确定体系状态的宏观性质，例如：温度、压力、体积、密度、能量、形态等，还有后面将要介绍的热力学函数：U、H、G、S等。 状态函数的特点： 状态一定值一定 殊途同归变化等 周而复始变化零 并非所有的状态函数都是独立的，有些是相互关联、相互制约的。 即状态函数之间可以互为自变量和因变量。 例如：P、V、T、n 普通化学 第六章 三 过程和途径 过程：体系从始态到终态变化的经过。 途径：完成这一变化经过的具体步骤、路线。 过程可分为：恒温过程 恒压过程 恒容过程 绝热过程等。 普通化学 第六章 始态 p1=1.01×105 Pa T1=298K 恒温过程 p2=2.02×105 Pa T1=298K 恒 压 过 程 终态 p2=2.02×105 Pa T2=398K p1=1.01×105 Pa T2=398K 恒 压 过 程 恒温过程 普通化学 第六章 四 热和功 当体系的状态发生变化时，体系与环境之间必然伴随着能量的交换， “热”和“功” 。 体系与环境之间因温度的不同而交换或传递的能量称为热（heat），符号为Q。 除了热以外的一切交换或传递的能量都称为功（work），常用符号为W。 热和功的单位都采用 J 或 kJ 体积功——因体系体积变化反抗外力作用与环境交换的能量。 对于一般化学反应来说，如果反应过程不在特定装置(如原电池)中进行，主要指体积功。 功不是状态函数。 无机化学 第六章 体积功 无机化学 第六章 规定 体系从环境吸热 （获得能量），Q为正值； 体系向环境放热 （损失能量），Q为负值。 环境对体系作功（获得能量），W为正值; 体系对环境作功（损失能量），W为负值 。 注： 对于功（W）的正负符号规定，有的书刊与此相反。 无机化学 第六章 五 内能 1、定义：内能是指体系内部所包含的各种能量之总和。它不包括体系整体运动的动能及体系在外场中的位能。 2、内能是体系的一种性质，所以它只取决于状态，即内能是状态函数。 3、内能的绝对数量是无法测量的（即不可知的）。 4、我们只关心内能的变化量，△U = U2 — U1 。 5、理想气体的内能只是温度的函数。 无机化学 第六章 第二节 热力学第一定律 一、热力学第一定律的表述 二、化学反应的热效应 三、盖斯定律与反应热的计算 无机化学 第六章 一、热力学第一定律的表述 表达式: ?U = Q + W (p424符号) 实质：能量守恒 热力学第一定律的叙述: 在任何过程中，能量是不能自生自灭的，或者说任何过程中的总能量是守恒的，也可以说第一永动机是不可能的。 体系内能的变换等于其与环境的能量交换值,即状态变换过程中热和功之和. 无机化学 一些特殊情况的讨论： 一个物体既不作功，也不与外界发生热交换，则内能变化为零。 绝热过程：如果一个物体与外界不发生热交换，外界对其作功，则：Q = 0; ?U = W 恒容过程：若物体只