教学课件4 化学热力学.pptVIP

5.1 热力学术语和基本概念 5.1 热力学术语和基本概念 5.1.1 系统和环境 5.1.2 状态和状态函数 5.1.3 过程 5.1.4 相 * 第五章 化学热力学 5.1.1 系统和环境 5.1.5 化学反应计量式和反应进度 5.1.4 相 5.1.3 过程 5.1.2 状态和状态函数 5.1.1 系统和环境 5.1.5 化学反应计量式和反应进度 5.1.4 相 5.1.3 过程 5.1.2 状态和状态函数 系统：被研究对象。 环境：系统外与其密切相关的部分。 敞开系统：与环境有物质交换也有能量交换。 封闭系统：与环境无物质交换有能量交换。 隔离系统：与环境无物质、能量交换。 状态：系统的宏观性质的综合表现。 状态函数：描述系统性质的物理量。(p,V,T) 特点：①状态一定,状态函数一定。 ②状态变化,状态函数也随之而变,且状态函数的变化值只与始态、终态有关,而与变化途径无关。 始态 终态 （Ⅰ） （Ⅱ） 定温过程：始态、终态温度相等，并且过程中始终保持这个温度。T1=T2 定压过程：始态、终态压力相等，并且过程中始终保持这个压力。p1=p2 定容过程：始态、终态容积相等，并且过程中始终保持这个容积。V1=V2 均相系统(或单相系统) 非均相系统(或多相系统) 系统中物理性质和化学性质完全相同的且与其他部分有明确界面分隔开来的任何均匀部分，叫做相。 例如反应???? aA+bB→yY+zZ 可写成 ? -νAA-νBB=νYY+νZZ 反应进度： 化学反应计量式：根据质量守恒定律，用规定的化学符号和化学式来表示化学反应的式子，又叫做化学反应方程式。 化学计量数：化学式前的“系数”。以νB表示物质B的化学计量数。规定：对于反应物，νB为负，对于产物，νB为正。νB为量纲一的量。 νA=-a，νB=-b，νY=y，νZ=z 可简化为 B代表反应物和产物。该式的物理意义是反应物的减少或增加等于生成物的增加或减少 5.1.5 化学反应计量式和反应进度 例如：???? 反应? N2(g)+3H2(g)?→ 2NH3(g)?????? ξ 起始时 nB/mol?????3.0?? 10.0??????? 0??????????? 0 t 时??nB/mol?????2.0?? 7.0???????? 2.0????????? ξ ξ= ????????????????????????? = ????????????????????????? = ?????????????????????????????? ? ???? = = = =1.0mol ξ=1.0 mol 时，表明该化学反应计量式进行了1.0 mol 反应，即 表示1.0 mol N2和1.0 mol 的 3H2 反应并生成了1.0 mol 的 2NH3。 注意： 1. 对于同一化学反应方程式，无论用反应物和产物中的哪个物种的物质的量的变化值△nB来求算反应进度ξ，结果都是相同的。 2. 反应进度ξ是与化学反应计量式相匹配的。 例如：若上反应计量式改写为： ? 则t时，?????????? ξ= = =2.0mol 5.2 热力学第一定律 系统与环境之间由于存在温差而传递 的能量。 1.热( Q ) 热不是状态函数。 规定：系统吸热：Q 0； 系统放热： Q 0。 系统与环境之间除热之外以其它形式传递的能量 。 非体积功 功不是状态函数 pex V1 体积功： 系统对环境做功，W0（失功） 环境对系统做功，W0（得功） 规定： 2.功( W ) 3.热力学能( U ) 热力学能(U)： 系统内所有微观粒子的全部 能量之和，也称内能。 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。 4. 热力学第一定律 对于封闭系统热力学第一定律为： 热力学定律的实质是能量守恒与转化定律。 U1 U2 Q W U2 = U1 + Q + W U2 - U1 = Q + W 5.3 化学反应的反应热 反应热的定义 当生成物和反应物的温度相同时，