标准热力学函数标准摩尔反应焓变
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1.广度性质——与物质的量成正比， 具有加和性；例： V、U、H、m、n。
2. 强度性质——与物质的量无关， 不具有加和性；例：T、p等。
两个广度性质之比，往往可得到一个强度性质
• 密度： • 摩尔体积： • 比热： • 比热容：
m
V
Vm
V n
QQ m
cC m
相 系统中各种强度性质都相同的部分称为相。 若系统中任意部分的强度性质都相同，即只含 一个相，则称为均相系统；反之，则称为非均相系 统或多相系统。
状态的 描述
系统诸性质间有一定的依赖关系，只有 几个是独立的。
例如理想气体状态方程： PVm RT p 、Vm、T 三个变量中只有两个是独立的。
经验证明，对于处于平衡态（在不受外界作用下， 系统状态不随时间改变）的单组分均相系统来说， 只要指定两个强度性质，则其它的强度性质也就随 之而定了，如果再知道系统的总量，则容量性质也 就全部确定了。
存的，缺一不可
体系的分类
根据系统与环境之间的关系，把系统分为三类： 孤立系统：与环境无能量的交换，无物质交换 封闭系统：与环境有能量的交换，无物质交换 开放系统：与环境有能量的交换，有物质交换
绝热层
2.1.2.2 系统的性质和状 态
性质：用于表征自己和区别于其它事物的根本属性。 根据宏观性质或宏观量与物质的量的关系进行分类：
（1）状态函数的数值只由系统当时所处状态决定， 与系统过去的经历无关。即状态一定，值一定
（2）系统的状态发生了变化，状态函数的改变量只 与它在终态和始态的数值有关，与系统在这二个状态 间变化的细节无关。
Z Z2 Z1
循环过程： Z 0
全微分定律
在数学上满足以上两个特性的函数叫全微分，全
局限性
方法严谨性 结论可靠性
实用的理论工具
2.1.2 热力学基本概念
2.1.2.1 系统和环境 在热力学中，为了明
确讨论的对象，把被研究
的那部分物质称为热力学
系统，把系统以外但和系
系统
统密切相关的其余部分称 为环境。系统和环境之间
The System
有一个实际的或想象的界
面存在。系统和环境是共
( V p
)T
dp
z x y 3.( x ) y ( y ) z ( z ) x -1
2.1.2.4 平 衡 态
非孤立系统平衡态的条件： 1.所有宏观性质不随时间变化 2.将系统与环境隔开后，所有宏观性质也不随时间变化
1.力平衡 2.热平衡 3.Leabharlann Baidu质平衡
相平衡 化学平衡
2.1.2.4 过程与途径
合成氨的反应
N2 (g)+ 3H2 (g) = NH3 (g) 根据热力学计算，该反应可以在常温、常压
下进行。 目前的反应条件：高温、高压。 解决办法：研究有效的催化剂及最佳途径。
2.1.1 研究内容
以热力学第一定律为基础，研究化学 变化中的能量转换问题，计算化学变 化中的热效应——热化学（第二章）
大学化学
第二章 热力学第一定律 与热化学
第二章 热力学第一定律与热化学
热力学概论 热力学第一定律 焓 热容 热力学第一定律的一些应用 热化学概论 热化学基本数据与反应焓变的计算 能源
热力学——研究热、功和其他形式能 量之间的相互转换及其转换过程中所
2.1 热力 遵循的规律，以及各种物理变化和化 学 概 论 学变化过程中所发生的能量效应
非饱和的NaCl水溶液 均相系统
饱和的NaCl水溶液 非均相系统
系统的 状态
当系统的各项性质都有确定值时，就称 系统处于一定的状态。
n,p,V,T,...
状态改变
n,p',V',T,...
系统性质的数值仅取决于系统所处的状态，与 系统的历史无关；它的变化值仅取决于系统的始 态和终态，与变化的途径无关。具有这种特性的 物理量称为状态函数。所以，性质也称为热力学 变量或热力学状态函数。
微分闭合回路的曲线积分为零： dZ 0
z f ( x、y)
z
z
1.dz ( x ) y dx ( y ) x dy
Mdx Ndy
M 2.(
y
)x
N (
x
)y
( 2z ) ( 2z ) xy yx
V f (T、p)
dV
( V T
) p dT
化学热力学——将热力学的基本定律用于溶液、相平衡和 化学平衡，研究化学变化中的能量转换及方向和限度，对化 学反应的可能性及平衡条件作出预示
高炉炼铁
Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+CO2(g)
问题：出口气体中含有22％～28％CO？ 以前认为是CO与铁矿石接触时间不够。 解决办法：加高炉身、升高炉温。 结果：出口气体中CO含量并未明显减少。 热力学计算表明，此反应不能进行到底。
系统由一个状态（始态）变为另一个状态（终态）， 称之为发生了一个热力学过程，简称过程。 完成一个过程的具体步骤称为途径。
始态
p1T1V1
温 度 恒 定
体积恒定 (途径1)
中间态
p2T1V
(途径2)
终态
p2T2V1
压 力 恒 定
几种重要的过程
（1）等温过程
T1 T2 T环 境
（在过程中系统的温度可以有所波动）
（2）等压过程
p1 p2 p环 境
（在过程中系统的压力可以有所波动）
（3）等容过程
dV 0
（4）绝热过程
Q0
（5）循环过程 系统由始态出发，经历了一个过程 又回到原来的状态。
以热力学第二定律为基础，研究一定 条件下化学反应进行的方向和限度 （第三章）
研究对象
由大量分子组成的宏观系统 其结果具有统计意义
研究方法
以热力学三大定律为基础 只考虑研究对象的始态和终态及变化条
件，不考虑中间过程
热力学处理问题的特点
不考虑物质的微观结构和反应机理
不涉及反应速率问题。只解决反应 的可能性问题，不能解决反应的现 实性问题（借助化学动力学解决）
状态的 描述
对于多组分系统，还需要指定其组成。 例如，对由 m 种纯物质组成的均相系统
，还需指出m-1个摩尔分数x1、 x2…xm-1。如果是 多相系统，那么每一个相都要用一组独立变量来
描述。
例如，O2、N2混合气体，则需要2个强度性质T 、p和摩尔分数x(O2)来描述状态。
2.1.2.3 状态函数
2. 强度性质——与物质的量无关， 不具有加和性；例：T、p等。
两个广度性质之比，往往可得到一个强度性质
• 密度： • 摩尔体积： • 比热： • 比热容：
m
V
Vm
V n
QQ m
cC m
相 系统中各种强度性质都相同的部分称为相。 若系统中任意部分的强度性质都相同，即只含 一个相，则称为均相系统；反之，则称为非均相系 统或多相系统。
状态的 描述
系统诸性质间有一定的依赖关系，只有 几个是独立的。
例如理想气体状态方程： PVm RT p 、Vm、T 三个变量中只有两个是独立的。
经验证明，对于处于平衡态（在不受外界作用下， 系统状态不随时间改变）的单组分均相系统来说， 只要指定两个强度性质，则其它的强度性质也就随 之而定了，如果再知道系统的总量，则容量性质也 就全部确定了。
存的，缺一不可
体系的分类
根据系统与环境之间的关系，把系统分为三类： 孤立系统：与环境无能量的交换，无物质交换 封闭系统：与环境有能量的交换，无物质交换 开放系统：与环境有能量的交换，有物质交换
绝热层
2.1.2.2 系统的性质和状 态
性质：用于表征自己和区别于其它事物的根本属性。 根据宏观性质或宏观量与物质的量的关系进行分类：
（1）状态函数的数值只由系统当时所处状态决定， 与系统过去的经历无关。即状态一定，值一定
（2）系统的状态发生了变化，状态函数的改变量只 与它在终态和始态的数值有关，与系统在这二个状态 间变化的细节无关。
Z Z2 Z1
循环过程： Z 0
全微分定律
在数学上满足以上两个特性的函数叫全微分，全
局限性
方法严谨性 结论可靠性
实用的理论工具
2.1.2 热力学基本概念
2.1.2.1 系统和环境 在热力学中，为了明
确讨论的对象，把被研究
的那部分物质称为热力学
系统，把系统以外但和系
系统
统密切相关的其余部分称 为环境。系统和环境之间
The System
有一个实际的或想象的界
面存在。系统和环境是共
( V p
)T
dp
z x y 3.( x ) y ( y ) z ( z ) x -1
2.1.2.4 平 衡 态
非孤立系统平衡态的条件： 1.所有宏观性质不随时间变化 2.将系统与环境隔开后，所有宏观性质也不随时间变化
1.力平衡 2.热平衡 3.Leabharlann Baidu质平衡
相平衡 化学平衡
2.1.2.4 过程与途径
合成氨的反应
N2 (g)+ 3H2 (g) = NH3 (g) 根据热力学计算，该反应可以在常温、常压
下进行。 目前的反应条件：高温、高压。 解决办法：研究有效的催化剂及最佳途径。
2.1.1 研究内容
以热力学第一定律为基础，研究化学 变化中的能量转换问题，计算化学变 化中的热效应——热化学（第二章）
大学化学
第二章 热力学第一定律 与热化学
第二章 热力学第一定律与热化学
热力学概论 热力学第一定律 焓 热容 热力学第一定律的一些应用 热化学概论 热化学基本数据与反应焓变的计算 能源
热力学——研究热、功和其他形式能 量之间的相互转换及其转换过程中所
2.1 热力 遵循的规律，以及各种物理变化和化 学 概 论 学变化过程中所发生的能量效应
非饱和的NaCl水溶液 均相系统
饱和的NaCl水溶液 非均相系统
系统的 状态
当系统的各项性质都有确定值时，就称 系统处于一定的状态。
n,p,V,T,...
状态改变
n,p',V',T,...
系统性质的数值仅取决于系统所处的状态，与 系统的历史无关；它的变化值仅取决于系统的始 态和终态，与变化的途径无关。具有这种特性的 物理量称为状态函数。所以，性质也称为热力学 变量或热力学状态函数。
微分闭合回路的曲线积分为零： dZ 0
z f ( x、y)
z
z
1.dz ( x ) y dx ( y ) x dy
Mdx Ndy
M 2.(
y
)x
N (
x
)y
( 2z ) ( 2z ) xy yx
V f (T、p)
dV
( V T
) p dT
化学热力学——将热力学的基本定律用于溶液、相平衡和 化学平衡，研究化学变化中的能量转换及方向和限度，对化 学反应的可能性及平衡条件作出预示
高炉炼铁
Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+CO2(g)
问题：出口气体中含有22％～28％CO？ 以前认为是CO与铁矿石接触时间不够。 解决办法：加高炉身、升高炉温。 结果：出口气体中CO含量并未明显减少。 热力学计算表明，此反应不能进行到底。
系统由一个状态（始态）变为另一个状态（终态）， 称之为发生了一个热力学过程，简称过程。 完成一个过程的具体步骤称为途径。
始态
p1T1V1
温 度 恒 定
体积恒定 (途径1)
中间态
p2T1V
(途径2)
终态
p2T2V1
压 力 恒 定
几种重要的过程
（1）等温过程
T1 T2 T环 境
（在过程中系统的温度可以有所波动）
（2）等压过程
p1 p2 p环 境
（在过程中系统的压力可以有所波动）
（3）等容过程
dV 0
（4）绝热过程
Q0
（5）循环过程 系统由始态出发，经历了一个过程 又回到原来的状态。
以热力学第二定律为基础，研究一定 条件下化学反应进行的方向和限度 （第三章）
研究对象
由大量分子组成的宏观系统 其结果具有统计意义
研究方法
以热力学三大定律为基础 只考虑研究对象的始态和终态及变化条
件，不考虑中间过程
热力学处理问题的特点
不考虑物质的微观结构和反应机理
不涉及反应速率问题。只解决反应 的可能性问题，不能解决反应的现 实性问题（借助化学动力学解决）
状态的 描述
对于多组分系统，还需要指定其组成。 例如，对由 m 种纯物质组成的均相系统
，还需指出m-1个摩尔分数x1、 x2…xm-1。如果是 多相系统，那么每一个相都要用一组独立变量来
描述。
例如，O2、N2混合气体，则需要2个强度性质T 、p和摩尔分数x(O2)来描述状态。
2.1.2.3 状态函数