化学热力学 (3)(清华课件).ppt

*化学热力学1、什么是化学热力学2、化学热力学的研究方法3、化学热力学的特点(1)研究对象：大量粒子组成的宏观体系(2)有高度的可靠性和普适性(3)只考虑初、末态而不考虑过程的细节5.1几个基本概念1、体系与环境（systemandsurroundings)所研究的物质或空间称为体系，体系以外的物质和空间称为环境体系的分类开放体系(opensystem)体系和环境之间既有物质的交换又有能量的交换封闭体系(Closedsystem)体系和环境之间只有能量的交换而无物质的交换隔离体系(Isolatedsystem)体系和环境之间既无物质的交换又无能量的交换2、状态函数（StateFunctions)描述体系状态的物理性质(如温度、压力、体积、质量等等）称为体系的状态函数状态函数的性质：★状态函数的数值只取决于状态，★两个状态函数之间的差值与变化途径无关状态函数的分类广度性质(Extensiveproperties)与体系所含的物质的量成正比(如质量、体积等）强度性质(Intensiveproperties)与体系所含的物质的数量无关(如温度、压力等）3、过程(Process)等温过程：T1=T2=T环境=常数等压过程：p1=p2=p环境=常数等容过程：V=常数(下标1、2分别代表体系的初态和末态)4、热(Heat）由于温度的差别而在体系和环境之间传递的能量形式。热的符号;体系吸热为正，放热为负6、功(Work)除热以外，在体系和环境之间传递的能量形式。功的符号：体系做功为负，环境做功为正体积功(Expansionwork)当体系的体积变化时，反抗外压所作的功pPex:外压ΔV：体积的变化值7、内能(Internalenergy)体系内部所有粒子的能量的总和(不包括体系宏观运动的动能和势能）内能是状态函数，广度性质热力学第一定律TheFirstLawofThermodynamics对封闭的、静止的、无外场作用的体系U：热力学能（thermodynamicenergy）指体系内一切能量的总和。（体系内各种物质的分子或原子的位能，振动能、转动能、平动能、电子的能以及核能等等）虽然U现在尚无法测定，但U仍是体系的状态函数，状态定，U值定，体系变化时，ΔU一定：ΔU=U终—U始，具有加合性。1.反应热（heatofreaction)化学反应的热效应通常是指反应在等温且不作非体积功的条件下进行时，系统吸收或释放的热量。若反应在等温等压下进行,则称为等压热效应Qp;若反应在等温等容下进行，则称为等容热效应QV。2、反应热的测量（Measurementofheatforreaction)量热计(Calorimeter)热容C（heatcapacity）：指物体温度升高1K所需的热量。热容除以物质的量得摩尔热容Cm（molarheatcapacity）Q=nCmΔT３、焓(Enthalpy)定义：H:焓，状态函数，广度性质当反应在等压且不作非体积功的条件下进行时当反应在等容且不作非体积功的条件下进行时4.反应进度（extentofreaction)3H2(g)+N2(g)=2NH3(g)化学反应的通式：n0(t=0)9mol4mol0moln1(t=t1)6mol3mol2moln2(t=t2)3mol2mol4molB:反应系统中的某种物质（反应物或产物）νB:物质B的化学计量数（stoichiometricnumberofsubstanceB),反应物为负值，产物为正值。（0=2NH3-3H2-N2)Define:ξ：反应进度Δξ也称为反应进度单位：mol对给定的反应，反应进度的数值与计量方程式的写法（即νB的值）有关。5.反应的摩尔焓变和反应的摩尔内能变νB(g):反应方程式中气体物质的化学计量