第二章 化学反应和能量方向

化学反应的能量和方向

1． 系统的状态函数：由状态决定的性质成为状态函数，如P,T,V，只与系统的初状态和终了 状态有关

2． Q是一种能量交换，不能说系统有多少热（不是状态函数） 3． 体积功：W=-P△V(不是状态函数，不是系统本身性质)

4． 热力学第一定律：△U=Q+W(封闭系统，△U＞0，系统热力学能增加)

5． 内能U：系统内部各种形式能量之和，系统状态一定，U一定，是状态函数（封闭系统） 6． 定容热：ΔU ＝ Qv a在一个恒容过程中，系统只做体积功时，定容热只与过程有关，

而与途径无关。b. 只作体积功的系统在定容过程中所吸收的热全部用于增加系统的热力学能（系统在变化过程中体积恒定，此过程为定容热）

7． 焓：封闭系统中，恒压过程中，只做体积功（定容或定压过程），焓变=系统与环境交换

的热量 ΔH基本不随温度变化而变化。 8． 摩尔焓变：ΔrHm 反应进度ξ=1mol H12(g)+2O2(g)==H2O(g)ΔrHm??241.84kJ?mol?19. 标准摩尔焓变： ΔrH ?m，T（B，状态） T=289K是不注明

10. 标准摩尔生成焓：ΔfH?m,T（B,状态） 状态：每个物质在讨论的温度和压力下最稳定的

状态。稳定单质的生成焓都是0。ΔfH?m，298K (O2 ,g)＝0

θθ计算： ?rHm???B?fHm(B)B

反应物?取负值，产物?取正值。上式可以写为θθθ?rHm???B?fHm(产物)???B?fHm(反应物)BB11．标准摩尔燃烧焓：ΔcH?m,T（B，状态）1mol标准态的某物质B完全燃烧生成标准态的产

θθ?rHm????B?cHm(B)物的反应热 Bθθ???B?cHm(反应物)???B?cHm(产物)??

计算：利用ΔcHm求反应的ΔrHm BB

11. 熵：状态函数，混乱度越大，熵越大。T=0时S=0.摩尔熵Sm ,T：1mol物质从T=0时的理

想晶体加热到T=T1时，系统的熵增加即为系统在T=T1时的摩尔熵。

12.标准摩尔熵 Sm? ,T a. 同一物质，当聚集状态不同时，Sm? (g) > Sm? (l) > Sm? (s) b. 同一物质，温度越高，Sm? 值越大。

c. 同一物质，压力越高，Sm? 值越小。

d. 同类物质，原子、分子结构越复杂， Sm? 值越大。

13.吉布斯自由能：G=H－TS

14.标准摩尔生成Gibbs自由能：ΔfG?m(B,状态)

指定温度下，由参考状态的单质生成1mol

物质B时的自由能变。

热力学术语和基本概念

1、 系统是人们将其作为研究对象的那部分物质世界，即被研究的物质和它们所占有的空间。

系统的边界可以是实际的界面也可以是人为确定的用来划定研究对象的空间范围。划定范围的目的是便于研究。

2、 环境是系统边界之外与之相关的物质世界。

3、 系统与环境之间可能会有物质和能量的传递。按传递情况不同，将系统分为： ⑴封闭系统：系统与环境之间只有能量传递没有物质传递。系统质量守恒。 ⑵敞开系统：系统与环境之间既有能量传递〔以热或功的形式进行〕又有物质传递。 ⑶隔离系统：系统与环境之间既没有能量传递也没有物质传递。

4、 状态是系统中所有宏观性质的综合表现。描述系统状态的物理量称为状态函数。状态函

数的变化量与系统状态的变化途径无关。

5、 当系统的某些性质发生变化时，这种改变称为过程。系统由始态到终态所经历的过程总

和被称为途径。

6、 ⑴定温过程：始态和终态温度相等且变化程中始终保持这个温度。 定温变化：始态和终态温度相等但对变化过程中的温度不作要求。 ⑵定压过程：始态和终态压力相等且变化过程中始终保持这个压力。 定压变化：始态和终态压力相等但对变化过程中的压力不作要求。 ⑶定容过程：始态和终态体积相等且变化过程中始终保持这个体积。 ⑷循环过程：系统由始态开始经过一系列的变化有回到原来的状态。

7、 系统中物理性质和化学性质完全相同而与其他部分有明确界面分隔开来的任何均匀部

分叫做相。相可以由纯物质或均匀混合物组成，可以是气、液、固等不同的聚集状态。 8、 只含有一个相的系统叫做均相系统或单相系统。含有两个或两个以上相系统叫做非均相

系统或多相系统。

9、 Hess定律：化学反应不管是一步或分几步完成，其总反应所放出或吸收的热总是相等的。

其实质是化学反应的焓变只与始态和终态有关，而与途径无关。

反应热的求算

1、 在定温定压过程中，反应的标准摩尔焓变等于产物的标准摩尔生成焓之和减去反应物的

标准摩尔生成焓之和。

2、 在定温定压过程中，反应的标准摩尔焓变等于反应物的标准摩尔燃烧焓之和减去产物的

标准摩尔燃烧焓之和 。