第5章化学热力学基础[北].pptVIP

W = -nFE 其中:E –原电池的电池电动势; F – 法拉第常量,等于96485C.mol-1; n –通过导线的电子的物质的量. 许多化学反应可以设计成原电池,使化学能以电能的形式释放出来。在没有能量损失的情况下，原电池的电能计算如下： 特别强调：非膨胀功也称有用功或其他功，种类繁多，多种多样，电功就是代表。设电池产生电流向外电做工，没有能量损失所做电工的计算 W= I ×t ×V 这样的电池称为理想电池，热力学称为可逆电池，（充放电W等同）。可逆电池所做电功最大。如果将电池正负极用非常粗的导线连结起来（电阻几乎为零）电功等于零（以热的形式向环境释放）。实际的电功再数值上介乎于两者之间，即极大（-nFE ）和极小（等于零）之间。 5. 2. 8 状态与过程（state and process） 状态——表征体系的物理量一定时体系所处的情形（温度、压力、体积、物态、物质的量、相、各种能量等一定时）。 （7）过程和途径的关系 （6）非自发过程——不会自然发生的过程。 （5）自发过程—— 自然发生的过程，自然发生的过程有向环境做有用功的可能，但不一定实际发生，如：N2+ 3H2 = 2NH3的平衡常数K较大，但常温常压难发生。（注：可能不一定做功，如真空膨胀）。 （4）可逆过程——无限接近平衡态的过程（从始态到终态，再从终态到始态一个循环，对系统、对环境不留任何“痕迹”）。实际过程是不可逆的。 （3）等容过程——始态与终态的体积相等的过程。 （2）等压过程——始终态压力相等的过程。 （1）等温过程——始终态温度相等的过程。 过程——体系由一种状态（始态）变成另一种状态（终态）。 5. 2. 9 热力学标准态（standard state of thermodynamics） 热力学标准态(标态) ——对于气体系统中体系中各种气态物质的分压均为标准压力p? 。对于固态和液态，其物质表面承受的压力都等于标准压力,对于溶液中各种物质的浓度均为１M(mol.dm-3或mol.L-1）时体系所处的状态。 请大家注意： 热力学标准态并未对温度有限定，任何温度下都有热力学标态，也不同于环境状态。 环境标准态：298K，101.325KPa；（应是105Pa） 理想气体标准状况：273K，101.325KPa。 以上两种情况都规定了温度，也是常用的两种状态。 5. 2. 10 状态函数（state functio） 1、 状态——系统中各种性质的综合表现（体积V、温度T、压力P等） 2、状态函数 ——决定系统状态的物理量。如：气体的体积V、温度T、压力P、物质的量等。 3、热Q和功W不是状态函数。（？）请见P212，论述的非常清楚。 请大家注意： 状态函数的变化量只与终态和始态两种状态有关，与如何从始态变到终态的具体路径是无关的。 路径(path)：体系变化的具体途径。 A B 问题：能量是状态函数而热和功不是？ 热化学 (thermochemistry) 1 热力学能（内能） 2 焓 3 自由能 4 熵 Chemical reactions produce work and heat in the body (1) 热力学能 (U): 体系内所有微观粒子的全部能量之和，旧称内能， U是状态函数，热力学能变化只与始态、终态有关，与变化途径无关. 至今尚无法直接测定，只能测定到 ?U. 5.3.1 热力学能 (thermodynamic energy) 对于封闭体系热力学第一定律为： 得功W (2) 热力学第一定律 热力学第一定律的实质是能量守恒与转化定律 5-3 化学热力学的四个重要状态函数 如果化学过程发生在体积恒定的容器中，就是等容热效应，可用试验方法测定。 热量计 测定化学反应热效应的装置叫热量计（燃烧弹或氧弹）(calorimeter) . 其测定原理可简单表示如下： （3） 热效应的测定 (heating effect measurement) Qx Q