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第二章热化学(Thermodynamics)

主要内容：

1.系统、环境、相、过程、状态函数、反应进度、焓、热、功、热化学方程式、标准摩尔生成焓、标准摩尔燃烧焓和键焓等基本概念

2.热力学第一定律

3.焓变计算

4.盖斯定律(Hess定律)及应用

;热力学:是研究热和其它形式能量相互转化之间关系的科学。

化学热力学(热化学):利用热力学的基本原理研究化学反应中能量转化的科学称为化学热力学。;;三种系统与环境之间物质和能量的交换情况

;选择题：

下列情况中属于封闭体系的是（）

A）氢气在盛有氯气的密闭绝热容器中燃烧

B）反应N2O4(g）?2NO2(g)在密闭容器中进行

C）氢氧化钠与盐酸在敞口的烧杯中反应

D）用水壶烧开水;2.1.2状态和状态函数

1.状态:由压力、温度、体积和物质的量等物理量所确定下来的系统存在的形式称为系统的状态。

2.状态函数:确定系统状态的物理量称为状态函数。

3.状态函数的关系：

根据理想气体状态方程：pV=nRT

状态函数之间有一定联系。;;2.1.3过程和途径

1.过程：当系统从始态到终态时，某些性质随时间的变化发生一系列改变。这个改变称为过程.如定温过程（等温过程），定压过程（等压过程）和定容过程等。

2.途径：系统从始态变为终态所经历的过程总和，被称为途径。;3.状态函数的特点是：

其变化值只取决于系统的起始状态和终了状态，而与系统变化所经历的具体途径无关。;2.1.4相

1.相：系统中物理性质和化学性质完全相同而与其它部分有明确界面分隔开来的任何均匀部分。

2.系统分类(根据相的多少)

单相系统：只含有一个相的系统。

多相系统(或不均匀系统)：含有两个或多个相的系统。

;是非题：

1）聚集状态相同的物质混在一起，一定是单相体系。

2）系统内相界面越多，则相越多。

思考题：

1）高炉炼铁反应中，

FeO(s)+CO(g)?Fe(s)+CO2(g)

问该系统中共有几相？;2.1.5化学反应计量式和反应进度

1.质量守恒定律（在化学反应中的应用）:参加化学反应的各种物质的总质量一定等于反应后各物质的总质量。

2.化学反应计量式或化学反应方程式:根据质量守恒定律，用规定的化学符号和化学式来表示化??反应的式子。;3.正确书写化学反应方程式必须做到：

（1）据据实验事实，正确写出反应物与产物的化学式。

（2）要满足原子守恒和满足电荷守恒。

（3）要标明物质的聚集状态，g—气态,l—液态,s—固态,aq—水溶液。

化学式前面的系数称为化学计量数，表示为：

?（B）——物质B的化学计量数。

并规定：生成物为正，反应物为负。

;4.反应进度

反应进度(?):表示化学反应进行程度的物理量。

例如:对化学计量方程：

aA+bB=cC+dD

d?=?B-1dnB或△?=?B-1△nB

?=?B-1△nB

式中：nB为B物质的量，

?B为B的化学计量数，

?为反应进度,单位为mol。;使用?时应注意：

（1）反应进度(?)的值与选用反应式中何种物质的量的变化进行计算无关。

（2）同一化学反应如果化学反应方程式的写法不同（亦即?B不同），相同反应进度时对应各物质量的变化不同。;例如?=1mol时，

化学反应方程式：

?n（N2）/mol?n（H2）/mol?n（NH3）/mol

-1-32

?n（N2）/mol?n（H2）/mol?n（NH3）/mol

-1/2-3/21

(3)同一化学反应如果化学反应方程式的写法不同物质量改变相同，则?不同。;2.2热力学第一定律

2.2.1热和功

1.热：当系统与环境之间，因温度的差别而引起的能量的交换，这种被传递的能量称为热。用Q表示。单位J，kJ。

规定：系统向环境放热时，Q取负值，Q0;

环境向系统传热时，Q取正值，Q0。;2.功：除热之外，其它在系统和环境之间被传递的能量，统称为功。用W表示。单位J，kJ。

规定：系统对环境做功时，W为负值，W0;