最新化学热力学基础

3. rUm与rHm 的关系
U Q W U H pexV
对于无气体参加的反应，W = –pex V=0 △ rHm = △ rUm 有气体参加的反应：
△ rUm =△ rHm –pex V =△ rHm – n(g)RT
=△ rHm –RT∑νB(g)
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U Q W
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5.2.2 焓
1.焓和焓变 对于封闭系统，在定容过程中， V = 0，W = 0
QV U QV为定容反应热。
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在定压过程中，
U 2 U1 Qp pex V2 V1
U Qp pexV
U 2 U1 Qp p2V2 p1V1
l
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非体积功
功不是Baidu Nhomakorabea态函数
3 . 热力学能
热力学能(U)： 系统内所有微观粒子的全部
能量之和，也称内能。
U是状态函数。
U 2 U1 U
热力学能变化只与始态、终态有关， 与变化途径无关。
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4. 热力学第一定律
热力学定律的实质是能量守恒与转化定律。 U1 Q U 2 W
U2 = U1 + Q + W U2 - U1 = Q + W 对于封闭系统热力学第一定律为：
（Ⅰ）
终态
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始态
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（Ⅱ）
5.1.3 过程
定温过程：始态、终态温度相等，并且过 程中始终保持这个温度。T1=T2 定压过程：始态、终态压力相等，并且过 程中始终保持这个压力。p1=p2 定容过程：始态、终态容积相等，并且过 程中始终保持这个容积。V1=V2
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5.1.4 相
系统中物理性质和 化学性质完全相同的且 与其他部分有明确界面 分隔开来的任何均匀部 分，叫做相。
Qp (U 2 p2V2 ) U1 p1V1
状态函数 Qp = H
焓： H U pV 焓变： H H 2 H1
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吸热反应 H 0, 放热反应 H 0
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2.热化学方程式
在一定条件下，化学反应 0 BB
B
反应的摩尔热力学能变rUm
U B U rU m ξ n
反应的摩尔焓变 rHm
H B H r H m ξ n
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热化学方程式： 表示化学反应及其反应热(标准摩尔焓 变)关系的化学反应方程式。 2H2(g)+O2(g) 2H2O(g) mol-1 △ rHm (298.15K) = -483.64kJ·
△ fHm (参考态单质,T)=0
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5. 标准摩尔燃烧焓
在温度T下, 物质B (νB= -1)完全氧化成指 定产物时的标准摩尔焓变，称为物质 B 的标 准摩尔燃烧焓。
mol-1 △ cHm (B,相态,T) ，单位是kJ·
C
CH 3OH(l)
H2O H CO2 3 2H 2O(l) O (g) CO (g) 2 2 2
≈ △ rHm
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4. 标准摩尔生成焓
在温度T下,由参考状态单质生成物质 B(νB=+1)的标准摩尔焓变，称为物质B的 标准摩尔生成焓。 mol-1 △ fHm (B,相态,T) ，单位是kJ·
H2(g) + 1/2 O2(g)
H2O
mol-1 △ fHm (H2O ,g,298.15K) = -241.82kJ·
系统：被研究对象。 环境：系统外与其密切相关的部分。
敞开系统：与环境有物质交换也有能量交换。 封闭系统：与环境无物质交换有能量交换。 隔离系统：与环境无物质、能量交换。
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5.1.2 状态和状态函数
状态：系统的宏观性质的综合表现。 状态函数：描述系统性质的物理量。(p,V,T) 特点：①状态一定,状态函数一定。 ② 状态变化,状态函数也随之而变,且 状态函数的变化值只与始态、终态 有关,而与变化途径无关。
化学热力学基础
§5.1 热力学术语和基本概念 §5.2 化学热力学的四个重要状态函数
§5.3 化学热力学的应用
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§5.1 热力学术语和基本概念
5.1.1 系统和环境 5.1.2 状态和状态函数 5.1.3 过程
5.1.4 相
5.1.5 化学反应计量式和反应进度
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5.1.1 系统和环境
B
单位是mol
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反应进度必须对应具体的反应方程式。
§5.2 化学热力学的四个重要状态函数
5.2.1 热力学能（内能）
5.2.2 焓
5.2.3 熵
5.2.4 自由能
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5.2.1 热力学能
1.热( Q ) 系统与环境之间由于存在温差而传递 的能量。 热不是状态函数。 规定：系统吸热：Q >0； 系统放热： Q <0。
均相系统(或单相系统)
非均相系统(或多相系统)
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5.1.5 化学反应计量式和反应进度
化学反应计量式： aA bB yY zZ
0 BB
B
B —物质B的化学计量数 νA=-a， νB=-b， νY=y， νZ=z 。
反应进度：

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nB
B

nB ( ) nB (0)
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2.功( W ) 系统与环境之间除热之外以其它形式 传递的能量 。 规定：系统对环境做功，W<0（失功） 环境对系统做功，W>0（得功） 体积功： W Fex l
pex A l pex V2 V1 pex V
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V1
pex
△ rHm不同。 • 聚集状态不同时， 2H2(g)+O2(g) 2H2O(l)
mol-1 △ rHm (298.15K) = -571.66kJ·
△ rHm 不同。 • 化学计量数不同时，
H2(g) + 1/2 O2(g)
H2O
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mol-1 △ rHm (298.15K) = -241.82kJ·
△ rHm 称为反应的标准摩尔焓变。
标准状态： 气体：T，p = p =100kPa 液、固体：T，p 下，纯物质 溶液：溶质B，bB=b =1mol· kg-1
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c B= c
16 -1 =1mol· L
2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)
mol-1 △ rHm (298.15K) = -483.64kJ·