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第一章化学热力学基础

CATALOGUE目录热力学基本概念热力学第一定律热化学与热力学数据热力学第二定律偏摩尔量与化学势相平衡热力学基础

01热力学基本概念

孤立系统封闭系统开放系统热力学性质热力学系统与性质与外界既没有物质交换也没有能量交换的系统。与外界既有能量交换又有物质交换的系统。与外界仅有能量交换而无物质交换的系统。描述系统状态的宏观物理量，如温度、压力、体积等。

状态系统中各宏观物理量所确定的状况。状态函数描述系统状态的物理量，其值仅取决于系统的状态，与达到该状态的过程无关。如内能、焓、熵等。状态与状态函数

过程与途径过程系统从一个状态变化到另一个状态所经历的全部变化。途径实现过程的具体方法或程序。对于不同的途径，其热力学性质的变化可能不同，但状态函数的变化值相同。

02热力学第一定律

热力学能是系统内部所有微观粒子各种运动形式的能量总和。热力学能定义热力学能是状态函数，具有加和性。热力学能性质热力学能变化量等于系统从外界吸收的热量与外界对系统做功之和。热力学能变化热力学能

热是系统与外界之间因温度差而传递的能量。热功热与功的转换功是系统与外界之间因力作用而传递的能量。在特定条件下，热可以转换为功，功也可以转换为热。030201热和功

热力学第一定律表达式ΔU=Q+W。其中，ΔU表示系统热力学能的变化量，Q表示系统从外界吸收的热量，W表示外界对系统做的功。热力学第一定律的物理意义它阐明了热力学过程中能量守恒和转换的基本规律，指出了热力学系统能量变化与外界热交换和做功之间的关系。热力学第一定律的实质能量守恒与转换定律在热现象中的应用。热力学第一定律表达式

03热化学与热力学数据

热化学方程式的定义表示化学反应中物质变化和能量变化关系的方程式。热化学方程式的书写遵循质量守恒定律，标明各物质聚集状态，注明反应条件和热量变化。热化学方程式的意义揭示化学反应中的能量转化规律，为热化学计算提供依据。热化学方程式

燃烧焓的定义在标准状态下，1mol物质完全燃烧时所放出的热量称为该物质的燃烧焓。生成焓的定义在一定温度和压力下，由最稳定的单质生成1mol化合物的反应热效应称为该化合物的生成焓。燃烧焓与生成焓的关系燃烧焓等于生成焓与物质标准摩尔燃烧焓之和。燃烧焓与生成焓030201

03键能与反应焓变的关系反应焓变等于反应物键能总和与生成物键能总和之差。01键能的概念在标准状态下，断开1mol气态物质中某种化学键所需吸收的能量称为该化学键的键能。02反应焓变的概念在一定条件下，化学反应吸收或放出的热量称为该反应的焓变。键能与反应焓变

04热力学第二定律

自然界中普遍存在的、不需要外界干预就能自动进行的过程。自发过程自发过程具有一定的方向性，即过程只能朝着某个特定的方向进行，而不能自发地逆向进行。方向性自发过程与方向性

VS描述系统无序程度的物理量，符号为S。在孤立系统中，熵总是自发地增加。熵变系统在某一过程中熵的改变量，用ΔS表示。对于不可逆过程，ΔS0；对于可逆过程，ΔS=0。熵熵与熵变

克劳修斯表述热量不能自发地从低温物体传到高温物体。熵增原理在孤立系统中，一切自发过程总是向着熵增加的方向进行。开尔文表述不可能从单一热源吸热，使之完全变为有用功而不产生其他影响。热力学第二定律表达式

05偏摩尔量与化学势

偏摩尔量的性质偏摩尔量具有加和性，即物系中某组分的偏摩尔量的总和等于该物系的摩尔量。偏摩尔量与摩尔量的关系偏摩尔量是摩尔量的微分，它反映了物系中某组分对广度量X的贡献。偏摩尔量的定义在恒温、恒压下，物系中广度量X随某组分摩尔数ni的变化率叫做该组分的偏摩尔量。偏摩尔量定义及性质

化学势的定义化学势是描述物质系统中组分粒子迁移趋势的热力学强度量，是组分的偏摩尔吉布斯自由能。化学势的影响因素化学势受温度、压力和物质组成的影响。在恒温、恒压下，化学势与物质组成有关，是物质组成的函数。化学势的物理意义化学势表示物质系统中组分粒子迁移的趋势，其大小反映了组分粒子从高化学势区域向低化学势区域迁移的能力。化学势概念及影响因素

理想液态混合物的定义理想液态混合物是指各组分分子间相互作用力相等，且混合前后体积不发生变化的混合物。理想液态混合物中任一组分化学势的表达式在理想液态混合物中，任一组分i的化学势μi可表示为μi=μi*+RTlnxi，其中μi*为纯组分i在相同温度下的化学势，R为气体常数，T为绝对温度，xi为组分i在混合物中的摩尔分数。理想液态混合物中任一组分化学势的特点在理想液态混合物中，任一组分的化学势与其在混合物中的摩尔分数有关，而与混合物的总组成无关。此外，当混合物中某组分的摩尔分数趋近于零时，该组分的化学势趋近于其在纯态下的化学势。理想液态混合物中任一组分化学势

06相平衡热力学基础

描述系统中相数、组分数和