高中化学 第一章热力学第一定律及应用竞赛教案VIP专享VIP免费

第一章热力学第一定律及应用大家知道，化学与物理学之间的联系是非常密切的。例如：化学反应时，常伴有物理变化，例如体积的变化、压力的变化、热效应、电效应、光效应等。同时温度的变化、压力、浓度的变化、光的照射、电磁场等物理因素的作用，也都可能引起化学变化或影响化学变化的进行。另一方面分子中的电子的运动、分子的转动、振动，分子中原子间的相互作等微观物理运动状态，则直接决定了物质的性质及化学反应能力。人们在长期的生产实践过程中注意到了这种相互联系，加以总结，逐步形成了一门独立的学科分支称为物理化学，又称理论化学。从以上看出，物理化学就是物理学和化学相互渗透的一门边缘学科。更确切的说：是从物质的物理现象和化学现象的联系入手来探讨化学变化规律的一门科学。也可说是用物理方法和数学手段研究化学现象及其规律的一门科学。物理化学的内容：三个分支1.化学热力学：研究化学变化的方向和限度（平衡态）。2.化学动力学：研究化学反应的速率和机理及外界因素对反应速率的影响。3.物质的结构：研究物质的结构与其性质间的联系。物质的性质从本质上说是由物质内部结构所决定的，深入的了解物质的内部结构不仅可以理解化学变化的内因，而且可以预言在适当外因的作用下，物质的结构将发生什么变化。这部分内容在本次辅导中被安排在无机辅导和晶体结构辅导中，所以本次物化辅导只涉及前面两部分内容。一.热力学的内容及特点：1.内容：热力学是研究物质世界“能量之间的相互转化规律以及能量转化对物质性质影响的”一门科学。如：原电池：化学能→电能；用心爱心专心1内燃机作功：热能→机械能；电炉加热：电能→热能。热力学第一定律、热力学的基础：热力学第二定律热力学第三定律。热力学第一定律、热力学第二定律是物理化学中最基本的定律，是人类实践经验的总结，具有坚实的实验基础。本世纪初建立的热力学第三定律是本世纪在低温实验的基础上，结合统计理论提出的，它的基础远没有一、二定律广泛，但它使热力学这门学科更趋完善。热力学基本原理应用于化学过程及与化学相关的物理过程—化学热力学。化学热力学研究和解决的主要内容及问题：(1)研究变化过程（含化学过程及与化学相关的物理过程）中能量转化的衡算（热力学第一定律）。例如：一定量的某种物质燃烧时，能量释放多少热量（Q=?），在绝热容器中燃烧，所能达到的最高温度是多少？（）。(2)在给定条件下判断某一变化过程进行的方向和限度（热力学第二定律）。例如：6C+6H2O→C6H12O6(葡萄糖)这这个反应是非常引人注目的，但在通常条件下，热力学告诉我们是不可能的。又如：C（石墨）→C（金刚石）热力学告诉我们，在常温、常压也是不能进行的，压力只有达到15000atm以上才能进行。二.热力学基本概念1.体系和环境（1）热力学所研究的对象（包括一定量的物质和空间）称为热力学体系（简称体系或系统）。（2）.在体系以外并与体系密切相关的其它部分叫做环境。体系与环境之间可以有真实的物理界面，也可以是虚构的界面。根据体系和环境之间有无物质与能量的交换，通常热力学体系可分为三种：用心爱心专心2①敞开体系（或开放体系），这种体系与环境之间既可以有物质的交换，也可以有能量的交换。②封闭体系（或密闭体系），这种体系和环境之间没有物质的交换，但可以发生能量的交换。③隔离体系（或孤立体系），这种体系和环境之间既没有物质的交换，也没有能量的交换。体系完全不受环境的干扰；注：（1）体系和环境的确定并无定则，通常根据客观情况之需要以处理问题方便为准则。（2）体系与环境间可以存在真实的界面，也可以是虚构的界面。2.体系的状态、状态性质和状态函数体系的状态是其诸多热力学性质的综合表现。当体系的体积（V）、温度（T）、压力（P）、折光律（n）、浓度（C）、密度（ρ）都确定时（也就是不随时间变化），我们说体系处在一定的状态。能够用来描述体系状态的宏观性质称状态性质，如：T、P、V等。（宏观性质：物理性质和化学性质）状态性质按其与体系物质的量的关系可分为两大类：1.容量性质(或称广度性质)。该性质具有加和性，即整个体系的某一广度性质的...