化学变化中各状态函数的计算方法.docx

摘要状态函数是物理化学中计算热力学过程函数变的核心，状态一定，状态函数的值一定，其所得的差值只取决于物质过程的始终态，但本文只是对化学变化中各状态函数的计算方法做的归类总结，即对热力学能变化量(ΔU)、焓变(ΔH)、熵变(ΔS)、亥姆霍兹自由能变(ΔA)、吉布斯自由能变(ΔG) 的计算方法做了总结。对于个别状态函数的解法附有简单的例题来加以说明。关键词：状态函数；热力学能变化量；焓变；熵变；亥姆霍兹自由能变；吉布斯自由能变AbstractState function is calculated in physical and chemical thermodynamics process function becomes the core, the state must, state function value must be the difference in value, and its income depends only on material process throughout, but the article just normal for chemical change in each state function calculation method of deflection-proof, i.e. do of thermodynamic energy variation (Δ U), enthalpy getting (Δ H), entropy change (Δ S),helmholtz free can change (Δ A), gibbs free energy getting (Δ G), summarizes the calculation method. The solution for individual state function with simple example to try to explain it. Key words：State function; Thermodynamic energy variation; Enthalpy variable; Entropy change; Helmholtz free can change; Gibbs free energy change 目录引言11 化学变化中涉及的状态函数22 化学变化中各状态函数的具体计算22.1热力学能22.2 热力学能变化量的计算22.2 焓变的计算32.2.1 焓的定义32.2.2 焓变32.2.3在标准状态下化学反应焓变计算归类如下32.2.4利用键焓值计算焓变42.2.5利用燃烧焓值计算焓变42.2.6利用盖斯定律42.2.7利用Kirchhoff定律计算化学反应焓变：52.3 熵变的计算52.3.1 熵的定义52.3.2 熵变52.3.3 熵变的计算62.4 亥姆霍兹自由能变的计算72.4.1 亥姆霍兹自由能72.4.2 亥姆霍兹自由能变的计算72.5 吉布斯自由能变的计算82.5.1吉布斯自由能与温度的关系—Gibbs-Helmholtz方程82.5.2吉布斯自由能与压力的关系82.5.3 根据反应系统中各物质的标准生成吉布斯自由能，计算反应的92.5.4根据化学反应等温方程式(霍夫曼等温方程式)计算反应92.5.5由一些反应的求算未知反应的102.5.6根据电池的标准电动势计算反应的113 小结12参考文献13致谢14引言状态函数是由系统状态唯一确定的热力学量，又称为热力学函数。有时候也被称作热力学势，但“热力学势”更多的时候是特指内能、焓、吉布斯自由能、亥姆霍茨自由能等四个具有能量量纲的热力学函数。状态函数表征和确定体系状态的宏观性质。状态函数只对平衡状态的体系有确定值，对于非平衡状态的体系则无确定值。在求各种热力学函数时，通常需要作路径积分（path integral），若积分结果与路径无关，该函数称为状态函数，否则即称为非状态函数。状态函数的特征：1，状态函数的变化值只取决于系统的始态和终态，与中间变化过程无关；并非所有的状态函数都是独立的，有些是相互关联、相互制约的，例如：对于普通的温度-体积热力学体系，p（压强）、V（体积）、T（温度）、n（物质的量）四个只有三个是独立的，p与V相互之间常有状态方程f(p,V)=0相关联（如理想气体中pV=nRT）。2，状态函数的微变dX为全微分。全微分的积分与积分路径无关。利用这两个特征，可判断某函数是否为状态函数。3，具有单值性。而通过知道有关状态函数的性质，我们就可以根据状态函数之间的关系，从而得到化学变化中状态函数之间的关系式，这样有利于我们对状态函数的计算，而下面我们就根据我们所获得的一些有关状态函数的知识，对状态函数进