大学化学之化学反应中能量.pptVIP

第二章 化学反应中的能量 第一节 热力学基本概念 第二节 化学反应的热效应 第三节 化学反应的方向和推动力 第四节 自由能变的计算 第五节 自由能变的应用 第一节 热力学基本概念 一、系统、环境和过程 二、状态和状态函数 三、热和功 第一节 热力学基本概念一、系统、环境和过程 1.热力学:是研究各种形式的能量(如热能、电能、化学能等)转换规律的科学。 ⑴基础:热力学第一定律和热力学第二定律。 ⑵研究对象:研究宏观系统而不管其微观结构。 ⑶研究内容:过程发生的可能性（动力）， 而不管过程实际能否发生、 怎样发生 及进行的速率（阻力）。 一、系统、环境和过程 2.系统:在热力学中，把一部分物体根据研究的需要人为 地与其余部分划分开来，作为研究的对象，被划作研究对象的这一部分物体称为系统(system)。 3.环境:系统以外并且与系统密切相关的部分称为环境(surrounding)。 4.系统的分类 (1)开放系统(open system): 系统与环境之间既有物质的交换，又有 能量的传递，此类系统称为?或敝开系统。 (2)封闭系统(closed system): 系统与环境之间只有能量的交换而无物质的交换，此类系统称为?。 (3)孤立系统(isolated system): 系统与环境之间既无物质的交换也无能量的交换，此类系统称为?。 实际上，绝对孤立的系统是不存在的。 5.过程(process):系统的状态发生变化，从始态变化到终态，经历了一个热力学过程，简称为过程。 (1)等温过程:如果系统的变化是在等温条件下进行的，此变化称为?。 （相变） (2)等压过程:如果系统的变化是在压强恒定的条件下进行的，此变化称为?。 （敞开） (3)等容过程:如果系统的变化是在体积恒定的条件下进行的，此变化称为?。 （封闭） (4)绝热过程:如果系统的变化是在绝热的条件下进行的，此变化称为?。 （孤立） (5)循环过程:如果系统从某状态A出发，经过一系列变化后又回到状态A，这种变化称为?。（卡诺） 6. 途径 实现一个过程可以采取许多种不同的具体步骤，每一种具体步骤称为一种途径 。 一个过程可以由不同的途径来实现。而状态函数的改变量只取决于过程的始态和终态，与采取哪种途径来完成这个过程无关。 过程的着眼点是始态和终态，而途径则是具体方式。 7. 相 相(phase) 是系统中具有相同的物理性质和化学性质的均匀部分。 所谓均匀是指其分散度达到分子大小的数量级。 相与相之间有明确的界面，超过此相界面，一定有某些性质（如密度、组成等）要发生突变。 二、状态函数 (一)系统的性质 1.示例：T，p，V，n，? 等 2.分类 （1）广度性质(extensive property) ：具有加和性的性质，如质量、体积等。 （2）强度性质: (intensive property)不具有加和性的性质，如温度、硬度等。 二、状态函数 (二)状态函数 1.状态(state):是由系统所有的物理性质和化学性质决定的，T，p，V，n，? 等等。 当其性质都具有确定的数值时，系统就处在一定的状态。 (1)始态(initial state):系统变化前的状态。 (2)终态(final state):系统变化后的状态。 2.状态函数(state function):描述系统状态的物理量被称为~。(T、p、V、n、? : pV=nRT ) 3.状态函数的特征 (1)系统状态一定，状态函数值一定; (2)系统状态发生变化时，状态函数即发生变化，其变化量只取决于系统的始态与终态，而与变化的途径无关; (3)系统一旦恢复到原来状态，状态函数就恢复原值，其变化量为零。 三、热和功 1.热和功的产生:当系统的状态发生变化时，系统的能量也会发生变化(孤立系统除外:有机物在氧弹中燃烧) ，这时系统和环境之间发生了能量传递，即产生了~。 2.热(heat，Q):是系统和环境之间由于温差而传递的能量。 3.功(work，W):是系统和环境之间除热外所传递的能量。 4.热和功的特征:只有在变化过程中才能表现出来。 5:问题:热和功是否状态函数? ⑴一步膨胀：202.6kPa→50.65kPa时，系统反抗外压所做的功为