大学化学期末复习资料讲解学习

1．什么是化学？（化学是在原子和分子水平上研究物质的组成、结构、性能及其变化规律和变化过程中能量关系的学科。）

2.相、状态函数、过程与途径、功和热、反应进度的概念，热力学第一定律及其相关计算。（相：系统中具有相同的物理性质和化学性质的均匀部分。状态函数：用来表征系统状态的物理量称为状态函数。过程：系统的状态发生变化，从始态到终态，我们称系统经历了一个热力学过程，简称为过程。途径：实现这个过程可以采取许多种不同的具体步奏，我们就把每一种具体步奏称为途径。在热力学中，系统发生变化时，设与环境之间交换的热为Q，与

环境交换的功为W，可得热力学能（亦称内能）的变化为ΔU = Q+ W 或Δ

U=Q-W（目前通用这两种说法，以前一种用的多），为了避免混淆，物理中普遍使用第一种，而化学中通常是说系统对外做功，故会用后一种。）

例如，在一定条件下，由水、冰、水蒸气、氮气和氧气组成的体系中含有：（A） A、三个相 B、四个相 C、五个相 D、六个相

3．焓的概念，化学反应的标准摩尔焓变、物质标准摩尔生成焓的定义，化学

反应的标准摩尔焓变的计算。（焓是一个热力学系统中的能量参数。所谓标准状态，是在指定温度T和标准压力p下该物质的状态，简称标准态。标准摩尔生成焓记为ΔfHm(B, 相态, T)，在温度T（若为298.15K时则可不标出）下，由标准状态的单质生成物质B(νB=+1)反应的标准摩尔焓变。即在标准状

态下（反应物和产物都是处于100KPa，通常温度选定298.15K），由指定单质生成单位物质的量（1mol）的化合物的化学反应热（即恒压反应热），称为该物质的标准摩尔生成焓或标准生成热。标准摩尔生成焓的单位：kJ/mol。）

4.熵的概念，物质标准摩尔熵的定义及大小比较。（熵-定义：描述物质混乱度大小的物理量。物质(或体系)混乱度越大,对应的熵值越大。符号：S 。单位: J⋅K-1在0K时,一个纯物质的完美晶体,其组分粒子(原子、分子或离子)都处于完全有序的排列状态, 混乱度最小, 熵值最小。任何纯物质的完美晶体在0K时的熵值规定为零(S0＝0)。熵是状态函数。温度升高, 体系或物质的熵值增大。标准摩尔熵-定义：某单位物质的量的纯物质在标准态下的熵值称为标准摩尔熵。符号：Sm单位：J·mol-1·K-1。影响熵值的因素：温度升高，物质的熵值增大。同一物质在气态的熵值总是大于液态的熵值，而后者又大于固态的熵值。气态多原子分子的熵值比单原子分子大。因为熵是一种状态函数,所以化学反应的标准摩尔反应熵变 (∆rSm )只取决于反应的始态和终态，而与变化的途径无关。标准摩尔反应熵变∆rSm ＝Σνi Sm(生成物) +Σνi Sm(反应物) ）

例：（简要回答）将下列各物质按标准熵值由大到小的顺序排列，并简述原因。

A . Cl2(g)

B . Br2(l)

C . KCl(s)

D . K(s)

E . Na(s)

解：A>B>C>D>E ；A 为气态，混乱度最大，其熵值亦最大；B 为液态， 其熵值较

亦A 小；C 、D 、E 均为固态，依其复杂混乱程度依次减小。

5.吉布斯函数变的概念，物质的标准摩尔生成吉布斯函数变以及反应的标准摩

尔吉布斯函数变的定义及相关计算。（摩尔吉布斯自由能变量(简称自由能

变)，以∆rGm 表示，单位：kJ ·mol-1。吉布斯公式-在等温、等压下, 化学反

应摩尔吉布斯自由能变(∆rGm)与摩尔反应焓变(∆rHm)、摩尔反应熵变(∆rSm)、

温度(T )之间有如下关系: ∆rGm ＝ ∆rHm – T ∆rSm ）

6.反应自发性的判断。转向温度的计算。 例如：工业上合成氨的反应

为：N2(g) +3H2(g) == 2NH3(g) ，试利用下表有关热力学数据通过计算说

明：(1) 298K 时反应的r m G ∆（298K ），说明常温常压条件下合成氨反应的可

行性；(2) 估算在标准条件下自发进行的最低温度； (3) 400K 时合成氨

反应的标准平衡常数

K

解（1）r m G ∆(298K) =∑vB f m G ∆ (298K)= -32.86 kJ·mol-1< 0

所以常温常压条件下合成氨反应可能自发进行。

（2）

m r H ∆(298K) = ∑vB m f H ∆(298K)= -92.86 kJ·mol-1 m r S ∆(298K) = ∑vB m S (298K)= (2×192.3-191.5-3× 130.6 ) J·mol-1·K-1

=-198.7 J·mol-1·K-1

所以标准条件下自发进行的最低温度：

Tc ≤r m H ∆r (298K)m S ∆3-1

-1-192.8610J mol 467.3K (298K)198.7J mol K

-⨯⋅==-⋅⋅ （3）r m G ∆(400K) ≈m r H ∆(298K) – T m r S ∆(298K)

= [-92.86-400×(-0.1987)] kJ·mol-1=-13.38 kJ·mol-1

ln K r m (400)G K =∆-31

11(400K)

13.3810J mol =4.023RT 8.314J mol K 400K ⨯⋅⋅⋅⋅---（--）＝所以K (400K)＝55.88

m m 热力学数据 m 2N (m

m 2H (m m 3NH m (298.15K) / kJ·mol -1 m 0m

m 0m m 16.43-m (298.15K) / kJ·m 0m

m 0m m 46.43-m (298.15K)m 191.5m m 130.6m m 192.3m