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第一章 化学热力学初步 Introduction to Chemical Thermodynamics “热力学”发展史：  19世纪中叶，发明蒸汽机  1884—— 热力学第一定律，德物理学家 Julius Robert Meger (迈尔);  1885——热力学第二定律，德物理学家 Rudolph Clausius （克劳修斯）；1851， 英物理学家William Thomson Kermanm Nernst （能斯特） 一、热力学简介 （一）什么叫“热力学”  热力学是研究热和其他形式的能量 互相转变所遵循的规律的一门科学。 （二）什么叫“化学热力学”  应用热力学原理，研究化学反应过 程及伴随这些过程的物理现象，就形成 了“化学热力学” 。 一、热力学简介 （续） （三）化学热力学解决什么问题  例：298.15K，各气体分压101.325KPa下，  N (g) + 3H (g) = 2 NH (g) 2 2 3 △ G ø / kJ/mol 0 0 -16.5 f m △ G ø = 2 (-16.5) – 0 –3 × 0 = -33kJ/mol r m  指定条件（标准状态）下，正反应自发进行。  1.反应的方向 (△ G ø ﹤0 ?) r m 指定条件下，正反应可否自发进行； 一、热力学简介 （续） 2. 反应的限度——如果能，正反应能否 进行到底 (K大小)； 3. 反应过程的能量转换——放热？吸 热？（ △ H ﹤0,放热; △ H ﹥0,吸热） r m r m 4. 反应机理——反应是如何进行的？ 5. 反应速率。  化学热力学回答前3个问题，但不 能回答后2个问题，后2个问题由“化学动 力等”回答。 一、热力学简介 （续） (四）热力学方法的特点  1.研究本系的宏观性质  即大量质点的平均行为，所得结论具有统计 意义；不涉及个别质点的微观结构及个体行 为，不依据物质结构的知识。  2.不涉及时间概念。  无机化学课的“化学热力学初步”，着重应用 热力学的一些结论，去解释一些无机化学现 象；严格的理论推导、详细地学习“化学热力 学”，是“物理化学”课程的任务之一。 二、常用的热力学术语 （一）体系和环境  体系—— 即作为研究对象的物质。  环境——体系之外，与体系密切相关 影响（物质交换和能量交 换）所及的部分。 体系分类 按体系与环境的关系（有无物质交 换和/或能量交换）划分 （一）体系和环境 （续）  物质交换 能量交换  敞开体系 有 有  (open system)  封闭体系 无 有  (closed system)  孤立体系 无