第六章 化学热力学初步VIP免费

第六章化学热力学初步化学热力学研究的内容1.化学反应中能量的变化2.化学反应进行的方向3.化学反应进行的限度化学热力学:用热力学的理论和方法研究化学反应过程的能量变化问题、化学反应方向问题以及化学反应进行的程度问题，则形成了化学热力学。化学热力学不能解决反应速率问题化学热力学不能解决反应速率问题基本要求：(1)了解状态函数等热力学常用概念；(2)掌握焓和焓变的概念，热化学反应方程式;(3)学会运用盖斯定律进行有关反应焓变的计算；(4)学会计算标准状态下吉布斯自由能变和反应变；(5)学会运用吉布斯自由能变判断化学反应方向，计算热力学平衡常数。第六章化学热力学初步体系：热力学中被研究的对象。环境：体系外与其密切相关的部分。1-1基本概念§6-1热力学第一定律孤立体系：与环境无物质、能量交换。封闭体系：与环境无物质交换有能量交换。敞开体系：与环境有物质交换也有能量交换。状态：体系宏观性质的综合表现。状态函数：描述体系性质的物理量。(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体系性质的分类(根据它与体系中物质的量的关系)①广度性质。此种性质在一定条件下有加和性，即数值与体系中物质的量成正比，是体系中各部分的该性质的总和。如质量、体积等。②强度性质。此种性质的数值不随体系中物质的量而改变，它仅由体系中物质本身的特性所决定。如温度。(3)过程和途径过程：体系的状态发生变化，从始态到终态，我们称体系经历了一个热力学的过程。途径：变化过程可以采取不同的方式，我们把每一种具体方式称为一种途径。1×105Pa2×10-3m32×105Pa1×10-3m30.5×105Pa4×10-3m34×105Pa0.5×10-3m3A1A2B1B2A途径B途径状态函数的改变量决定于过程的始态、终态，与采取哪种过程来完成无关。p=p终-p始=2105-1105=1105(Pa)V=V终-V始=1-2=-1（dm3）在众多的途径中，可逆途径是极为重要的一种。恒温过程：始态、终态温度相等，并且过程中始终保持这个温度。T1=T2恒压过程：始态、终态压力相等，并且过程中始终保持这个压力。p1=p2恒容过程：始态、终态容积相等，并且过程中始终保持这个容积。V1=V2(4)体积功和p-V图体积功：体系在反抗外界压强发生体积变化时，有功产生，这种功称为体积功。外压下，活塞从Ⅰ→Ⅱ位移ΔVW=F·ΔLF=p·SW=p·ΔV(ΔV=S·ΔL)ΔLⅠⅡ若外压P=0或ΔV=0，则W=0研究过程中都是不做非体积功，所以体系变化过程中所做的功全部是体积功。某理想气体从p1=16×105Pa，V1=1.0×10-3m3在恒外压p外=1.0×105Pa下恒温膨胀至压强p2=1.0×105Pa体积V2=16×10-3m3，求过程中体系所做的体积功。W=p外·ΔV=1.0×105Pa×(16×10-3-1.0×10-3)m3=15×102Jp-V线下覆盖的面积，代表所做的体积功。理想气体恒温恒外压膨胀的p-V图048124812ABCV/dm3p/105Pa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。UUU12热力学能变化只与始态、终态有关，与变化途径无关。(5)热力学能1-2热力学第一定律(1)热力学第一定律若某体系由状态Ⅰ变到状态Ⅱ，在这一过程中体系吸热为Q，并做功W，用ΔU表示体系热力学能的改变量。ΔU=Q－W即热力能的改变量等于体系从环境吸收的热量减去体系对环境所做的功。例：体系吸热150kJ，对环境做体积功60kJ。ΔU=Q-W=150-60=90kJ若把环境与体积互换：ΔU=60-150=-90kJ对宇宙来说，改变量为0。(能量守恒)(2)功和热功和热时体系与环境之间能量变换的两种方式。当系统与环境之间因温度的差别而引起了能量交换，这种被传递的能量称为热，以符号Q表示。除热之外，在系统和环境之间被传递的其它能量，称为功，以符号W表示。(a)功和热的符号体系吸热Q＞0，体系放热Q＜0吸热10kJ，Q=10kJ；放热90kJ，Q=-90kJ(b)功和热与途径的关系状态函数的改变量与途径无关；功和热与途径变化有关；同一过程以不同的途径完成，体系所做的体积功不同。体系对环境做功：W＞0环境对体系做功：W＜01-3可逆途径(P245页)当系统经过一个确定的过程(途径)发生变化后,如果能找到另外的过程或一个途径使系统...