化学反应热及反应的方向和限度专家讲座.pptxVIP

第六章

化学反应热及反应方向和程度;化学反应过程包括怎样能量转移和转化？

化学反应能不能发生？假如能发生，反应进行到什么程度不再继续进行？

热力学(thermodynamics)是研究各种形式能量(如热能、电能、化学能等)转换规律科学。

热力学特点：热力学研究对象是大量质点组成宏观系统，它不包括物质微观结构，考虑是物质宏观性质改变。热力学研究改变过程不包括时间（或速率）。热力学全部结论都是可靠。;热力学理论：热力学第一定律；热力学第二定律；热力学第三定律。

化学热力学(chemicalthermodynamics)将化学和热力学结合，用热力学原理和方法来研究化学问题就形成了化学热力学。

化学热力学主要内容就是研究化学反应热效应、反应方向及程度等问题。

;第一节

热力学系统和状态函数;1.系统：研究对象。

2.环境：系统以外与系统亲密相关部分。

3.热力学系统分类：;1.状态(State)：系统全部物理性质和化学性质综合表示，这些性质都是宏观物理量。如温度、压力、体积、物质量等都含有确定数值时，系统就处于一定状态。

2.状态函数(StateFunction)：描述系统状态物理量。如：气体系统:p,V,n,T…

描述状态函数之间关系函数表示式称为状态方程。如：理想气体状态方程：

状态=f(p,V,n,T…)状态方程：pV=nRT;3.状态函数分类：

（1）广度性质(ExtensiveProperty)状态函数：这类性质含有加和性。如体积，物质量等。

比如：1mol+1mol=2mol

（2）强度性质(IntensiveProperty)状态函数：这些性质没有加和性。如温度、压力等。

比如，50℃水与50℃水相混合水温度仍为50℃。;4.状态函数性质：

（1）系统状态一定，状态函数值就一定。

（2）系统状态改变，状态函数值可能改变，但状态函数改变值只取决于始态和终态，而与改变过程无关。

（3）循环过程状态函数改变值为0。

平衡态是指系统全部性质都不随时间改变状态。;5.热力学常见过程(process)

（1）等温过程(isothermalprocess):ΔT=0

（2）等压过程(isobaricprocess):Δp=0

（3）等容过程(isovolumicprocess):ΔV=0

（4）循环过程(cyclicprocess):体系中任何状态函数改变值均=0

（5）绝热过程(adiabaticprocess):Q=0;1.热(Q)：系统和环境之间因为温度不一样而交换能量形式。热力学要求：系统向环境放热，Q0；系统从环境吸热，Q0；热单位为J或kJ。

2.功(W)：系统和环境之间除了热以外其它能量交换形式，如体积功，电功等。热力学要求：系统对环境作功，W0；环境对系统作功，W0。功单位为J或kJ。

Q、W均不是状态函数，与过程相关。

;4.体积功和非体积功

W=We+Wf

We：体积功或膨胀功，Wf：非体积功

化学反应体系中普通只包括体积功We。

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体积功计算:;5.可逆过程(reversibleprocess)与最大功

（1）可逆过程是经过无限屡次微小改变和无限长时间完成，可逆过程中每一步都无限靠近于平衡态。

（2）经过可逆循环，系统复原，环境也同时复原。

（3）等温可逆过程系统对外作功最大。;设理想气体经过三种路径膨胀：;其体积功分别为：

（1）273K,，;（2）

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;（3）