热力学标准态
平衡态和标准态
Q＝1 △G＝△Gθ＋RTlnQ＝△Gθ＝－RTlnK 这时，△Gθ的值和符号是处于该状态(标准态)这种特定情况 时，体系离平衡有多远的量度。
这里需要说明的是：标准态时，Q＝1；但Q＝1时却不一定是 标准态。
还有多种状态时Q也可能为1：在Q的表达式中，分子、分母 的值相等(不管具体值是多少，只要相等就行了)。当然这些状态不 一定是标准态。
显然，SSP这一重要变革将对科学和技术界，对各种水平的 化学教育产生重要的影响，若对本问题感兴趣并希望更深入了解 的请参阅参考文献[1－4]。
[1] IUPAC, “Appendix Ⅳ”, Manual of Symbols and Terminology for Physicochemical Quantities an units,Pure And Appl. Chem., 1982, 54, 1239; J. Chem. Thermodyn.,1982, 14, 805.
对于标准电极电势：Eθ＝Ea－δTΣυ(g)／nF
如果要将平衡常数表达式Ka中的压力由atm改为bar，那么， 得加上一校正系数
Kθ＝Ka(1.01325)Συ(g)
下表给出了在298.15 K，压力从1 atm变为1 bar是纯物质的一 些热力学函数的变化值。对于大多数物质来说，这种变化值均明 显低于热力学的数据误差。因此, 即使你粗心地将“新SSP”数据 与“旧SSP”数据完全混淆，也不致犯重大的错误。
设Q为反应商，此时(平衡时) ，K＝Q，
△G＝－RTlnK＋RTlnQ ＝ RTlnQ/K ＝0＝0。
标准态 热力学对标准态有一个严格的定义：
热力学第一定律-6
随温度升高，vapHm(T)下降，愈接近临界温度， 变化愈显著，气液差别消失，蒸发焓为0。
习题 已知在标准大气压下，100℃ ，1kg 水完全
变成水蒸气学吸热2246.8 kJ在标准大气压下，110 ℃ 的过热的水蒸发为同温度下的水蒸气需要吸热多少？
已知水蒸气和水的等压比热容分别为1.866kJ.K-1.kg-1
§2-7 标准相变焓
一Байду номын сангаас相变焓
相是指体系中物理性质和化学性质完全相同的均匀部 分； 1、单相系统：系统中只有一个相，或称均相系统。 2、多相系统：系统中有两个或两个以上的相共存。 相变：体系中的物质在不同相之间的转移过程如液 体蒸发、 固体熔化、升华、晶型转化等。相变化一般
是恒温过程。
§2-7 标准相变焓
状态时（标准大气压力，）的焓变。标准摩尔相变焓
单位用kJ · －1 。 mol
常见的标准摩尔相变焓
标准摩尔蒸发焓 标准摩尔熔化焓
标准摩尔升华焓 标准摩尔转变焓 标准摩尔冷凝焓， 标准摩尔结晶焓， 标准摩尔凝华焓
如冰的升华
相变热与相变焓的关系
恒温恒压下，系统进行蒸发或升华相变过程中，液体和 固体的体积相对气体体积可忽略，气体视为理想气体，
100℃，101325Pa
Qp=H
3.5mol H2O(g) 终 态
H1
100℃，101325Pa
3.5mol H2O(l)
H2
∵
定压过程， 无其它功
∴
W e p (V 2 V 1 ) pV 2 nRT ( 3 . 5 8 . 314 373 . 15 ) J 10 . 86 kJ
§2-7 标准相变焓
标准态
工科大学化学习题和解答
第一章 化学反应热1．说明下列符号的含义。
V Q m r H ∆(T) Θm r H ∆(T) Θm f H ∆（T ） ξ答：V Q ：等容反应热； m r H ∆(T)：某温度下，反应的摩尔焓变（数值等于等压反应热）；Θm f H ∆(T )：某温度下某物质的标准摩尔生成焓； ξ：反应进度。
2．盖斯定律的使用条件，下列哪种说法正确？（1）等压 （2）等容 （3）等温、等容或等温、等压（4）等温、不做有用功，等容或等压答：正确答案为（4）。
3．热力学标准态的含义？为什么要确定热力学标准态？答：热力学标准态是指在温度T （但没有限定温度）和标准压力 [ p Θ(100kPa)]下物质所处状态。
而对纯理想气体热力学标准态是指该气体处于标准压力 [ p Θ(100kPa)]下的状态。
混合理想气体中任一组分的标准态是指该组分气体的分压为p Θ时的状态。
因为化学反应中的能量以及状态函数改变是受许多条件（如温度、压力、浓度、聚集状态等）的影响，为了比较方便，国际上规定了物质的热力学标准态。
4．简述照明弹中的铝、镁、硝酸钠和硝酸钡等物质各起什么作用？答：金属铝、镁在燃烧时,可以放出大量热（Θ∆MgO ,m f H = - 601.7kJ/ mol, Θ∆32O Al ,m H = - 1675.69 kJ/•mol -1）产生千度以上的高温，而反应放出的热量又能使硝酸盐分解产生O 2，又加速镁、铝的燃烧反应，使照明弹更加绚丽夺目。
在其中铝和镁作为还原剂；氧气、硝酸钠和硝酸钡等作氧化剂。
5．通过计算说明，氧－乙炔焰为什么可以用于金属焊接和切割？答： （5/2）O 2 + C 2H 2 = 2CO 2 +H 2O(g)Θ∆m f H /（kJ • mol -1） 0 226.7 -393.5 -241.8∆r H Θm =∑∆f H Θm (生成物)－Θ∑∆m f H （反应物） △r H Θm =2×(-393.5) + (-241.82) – 226.7 – 0 = - 1255.5kJ ·mol -1因反应放出大量热，可以熔化金属，所以可用于焊接或切割金属。
标准热力学函数
标准热力学函数首先，我们来介绍内能。
内能是系统的热力学函数之一，它表示系统的总能量，包括了系统的热能和势能。
在标准状态下，内能通常用符号ΔU表示，表示系统在标准状态下的内能变化。
内能的变化可以通过热量和功来描述，根据热力学第一定律，系统的内能变化等于系统所吸收的热量减去系统所做的功。
内能在热力学中有着广泛的应用，例如在热力学循环中，内能的变化可以帮助我们分析系统的工作效率。
其次，焓是另一个重要的热力学函数。
焓通常用符号ΔH表示，在标准状态下表示系统的焓变化。
在常压下，焓变化等于系统所吸收的热量。
焓在化学反应中有着重要的应用，例如在燃烧反应中，焓的变化可以帮助我们计算反应的热效应，从而了解反应的放热或吸热性质。
另外，自由能也是热力学中的重要函数之一。
自由能通常用符号ΔG表示，在标准状态下表示系统的自由能变化。
自由能可以帮助我们判断一个化学反应是否会进行，当ΔG小于0时，反应是自发进行的；当ΔG等于0时，反应处于平衡状态；当ΔG大于0时，反应是不利进行的。
自由能的变化可以帮助我们预测化学反应的方向和条件。
总之，标准热力学函数是热力学中非常重要的概念，它们描述了系统在标准状态下的热力学性质和行为。
内能、焓、自由能等函数在热力学中有着广泛的应用，可以帮助我们理解和分析各种热力学系统的性质和行为。
通过对这些函数的深入理解，我们可以更好地掌握热力学的基本原理和方法，为实际应用提供理论支持。
因此，对标准热力学函数的学习和掌握具有重要的意义，对于热力学领域的研究和应用具有重要的指导意义。
如何正确理解_标准态_
太原教育学院学报2000年第2期如何正确理解“标准态”刘毓芳(晋中教育学院,山西榆次030600)中图分类号:O642.1 文献标识码:A 文章编号:1008-8601(2000)02-0045-01在应用热力学方程解决实际问题时,通常要根据需要固定许多变量,并用习惯或某些行话定义它们的值。
例如:等温、绝热、标准态等等,掌握这些术语是学习热力学理论的重要任务之一。
学习中不仅应正确理解术语本身的意义,还应认识术语所需要的限制条件。
以下仅就“标准态”这一术语作粗浅的讨论。
“标准态”是指物质(理想气体、纯固体、纯液体)处于标准压力P 下的状态。
1.“标准态”是为了处理问题方便所作的一种人为规定。
从原则上讲,标准压力P 是可以任意指定的。
当前规定,标准压力P =101.325kPa(来源于P =1atm)。
由于在“标准态”中,只规定了压力,没有规定温度,因此“标准态”不是体系的一个确定状态。
2.“标准态”指的是压力,而不涉及温度。
因此,不能把热力学上使用的标准状态与许多气体定律关系式上使用的标准温度和压力混为一谈。
每一个温度都存在一个标准态,如0℃的标准态,25℃时的标准态等等。
但在一些旧的参考书中,把标准态定义为“每一种纯物质在25℃和一大气压下的状态”是错误的,学习时要引起注意。
另外,尽管许多教材列出的热力学函数,大多是25℃的数据,我们也不能把“标准态”错误地理解为25℃时标准压力P 下的状态。
实际上,使用25℃的数据只是一种习惯(有人主张使用OK的数据,因为它具有更为深刻的物理意义)。
因此,进行计算时,有必要指定温度,指定的温度可用下标给出或附在有关方程式的后面,例如: G 298.15K=-RTlnK 或: G = H -T S (273.15K)这些热力学方程式在任何温度下应用都是正确的,而不只是用于25℃。
3.对于真实气体,无论是单独存在、还是在混合气体中,其分压在101.325KPa下通常都接近于理想气体,故亦可以近似地看作“标准态”。
标准状态是什么条件
标准状态是什么条件
标准状态是化学学科的一个词语。
化学中的标准状况通常指温度为0℃和压力为XXXX千帕的情况，使在比较气体体积时有统一的标准。
状态函数中热力学能U及焓H和吉布斯自由能G等热力学函数的绝对值是无法确定的。
为了便于比较不同状态时它们的相对值，需要规定一个状态作为比较的标准。
对具体系统而言，纯理想气体的标准态是该气体处于标准压力p （100kPa）下的状态；混合理想气体的标准状态是指任一气体组分的分压力为p的状态；纯液体（或纯固体）物质的标准状态是标准压力p下的纯液体（或纯固体）。
溶液中溶质的标准态，是在指定温度T 和标准压力p，质量摩尔浓度1mol/kg的状态。
因压力对液体和固体的体积影响恒很小，故可将溶质的标准态浓度改用c=1mol/L代替。
1、标况（即标准状况）的条件：温度为0℃和压强为XXXX千帕。
2、工况的条件：标准工况的条件为△T=XX℃，是指供暖系统中供水温度为XX℃、回水温度XX℃、室内温度XX℃。
二次工况的条件为△T=XX℃，是指供暖系统中供水温度为XX℃、回水温度XX℃、室内温度XX℃。
化学热力学——精选推荐
五、化学热力学、化学平衡【体系】作为研究对象的一定物质或空间所组成的整体，也称系统。
体系以外的其他物质或空间则称作环境。
例如研究硝酸银和氯化钠在水溶液中的反应，含有这两种物质的水溶液就是体系，而盛溶液的烧杯、溶液上方的空气等就是环境。
热力学体系可分三种：孤立体系、封闭体系、敞开体系。
【环境】指所研究的物质体系以外的其它部分（见体系条)。
关于生态环境详见“环境部分”。
【敞开体系】体系与环境之间既有物质交换，又有能量交换。
【封闭体系】体系与环境之间没有物质交换，只有能量交换。
【孤立体系】体系与环境之间既没有物质交换，又没有能量交换。
【状态】即体系的状态，在热力学中用体系的性质来规定其状态。
决定体系状态的性质有温度、压力、体积、组成等，比如当研究的对象是一定量的纯净气体时，温度和压力一定时，体系的状态就定了。
【状态函数】用于规定体系的热力学状态的宏观性质，如体积、温度、压力、物质的量等都叫做状态函数。
状态函数的变化只取决于体系的始态和终态，而与变化的途径无关。
【压力】物理学中压强的概念，在化学热力学中常称作压力。
单位是帕斯卡（Pa)，压力为1Pa的含义是：1平方米面积上受到的垂直作用力为1牛顿（1Pa=1Nm-2)。
【压强】见压力条。
【理想气体】忽略了分子本身的体积和分子间作用力的气体。
这种气体是不存在的，这只是一种理想状态，当真实气体处在较高的温度和较低的压力的状态下可近似地看成是理想气体。
【理想气体状态方程】即PV=nRT。
式中P为气体压力，V为气体体积，n为气体的摩尔数，R为气体常数，T为热力学温度。
【气态方程】见理想气体状态方程条。
【气体常数】理想气体状态方程中的一个常数，常用R表示，R=8.314J·mol-1·K-1。
【广度性质】也叫容量性质，是体系宏观性质的一类。
广度性质的数值与体系中物质的数量成正比，例如体积、质量、内能等。
【强度性质】体系的宏观性质的另一类，其数值与体系中物质的数量无关，仅由体系本身的性质决定，没有加和性，整个体系的强度性质与体系各个部分的强度性质的数值都相同。
标准状况与标准态有什么不同
标准状况与标准态有什么不同
标准状况与标准态有什么不同
标况是0度1个大气压，在物理和化学中，表示温度为0℃、压强为101.325千帕时的状况。
标准状态是在标况下物质的状态。
常温常压是25度1个大气压，通常状态就是在常温常压下的状态。
下面是小编为大家整理的标准状况与标准态有什么不同，仅供参考，欢迎阅读。
1、意思不同
标准状况简称“标况”或“STP”，是物理学与化学的理想状态之一，由于地表各处的温度、压强皆不同，即使是同一地点的温度压强也随测量时间不同而相异，因此为研究方便，制定出描述物质特征的标准状况。
标准态是由于化学反应中能量变化受外部条件的影响，因此为了确定一套精确的热力学基本数据，国际上规定了物质的热力学标准状态。
2、应用不同
标准态：近年来,冶金领域显现以下新情况:其一,纯净钢的'纯净度和品质水平日益提高,其应用领域迅速扩大,为表明纯净钢的特征,常用百万分之若干,即“ppm”来表示钢中杂质含量。
其二是冶金学中引入质量分数后,本来应该比照摩尔分数与摩尔百分数的关系加以类推,以严格区分“分数”和“百分数”,遗憾的是有些人士对质量分数的定义未透彻了解,把它和质量百分数浓度等同起来,产生了一系列错误。
标准状况：在航空和流体动力学中，“国际标准大气”（ISA）是每个高度的压力，温度，密度和声速的规范。
国际标准大气代表中纬度地区的大气条件。
在美国，这一信息是美国标准大气层，与海拔高度达65000英尺的高度相同，与“国际标准大气层”相同。
热力学第2课
CaCO3(s)
Δf HmΘ
=
CaO(s)
-635.09
+
CO2(g)
-393.50
-1206.92
S mΘ
92.9
39.75
213.64
ΔHΘ（298.15K） ={ΔfHmΘ(CaO,s,298.15K)+ΔfHmΘ(CO2,g,298.15K)ΔfHmΘ(CaCO3,s,298.15K)} =178.33kJ · molΔSmΘ（298.15K）={SmΘ(CaO,s,298.15K)+SmΘ(CO2,g,298.15K)SmΘ(CaCO3,s,298.15K)} =160.5J · mol-1· K-1
一般的写法
: (P· 54· )
0= ∑B B· B 与方程式关系 量纲
*与时间无关
(3).
标准摩尔反应焓变 rmΘ
rm=H/
(4)标准摩尔反应焓变
N2H4(l)＋O2(g)=N2(g)＋2H2O(l)； ⊿rHmΘ =－620kJ· mol-1 N2（g）+3H2（g）→2NH3 （g）， ⊿rHmΘ = -92.22kJ· mol-1
(5).标准摩尔生成焓
fmΘ
（根据H=U+PV,晗无法求得绝对值 ）
在热化学中,规定在标准状态下由稳定单质 生成1mol化合物的反应焓变叫做该物质的标 准摩尔生成焓; 通常选定温度为 298.15 K, 作为该物质 的标准摩尔生成焓, 以 Δ f HmΘ (298.15K) 表示，简写为标准生成焓Δ f HmΘ 。
2.1.3.4 标准摩尔反应吉布斯函数变的计 算及应用
1.反应的标准摩尔吉布斯函数变Δr G
1章 化学热力学基础
第一章化学热力学基础第一节热力学第一定律一、基本概念和常用术语1、体系和环境体系：被选作研究对象的部分。
环境：体系之外并与体系密切相关的部分。
敞开体系：与环境有物质交换、有能量交换。
封闭体系：与环境无物质交换、有能量交换。
孤立体系：与环境无物质交换、无能量交换。
2、状态和状态函数状态：体系的宏观性质的综合表现。
状态函数：确定体系状态的物理量。
(p, V, T, U, H, S, G)状态函数特征：状态函数的改变量只与体系的始态、终态有关,而与变化途径无关。
分类：广度性质(具有加和性)强度性质(不具有加和性T, p )3、过程和途径过程：当体系的状态发生变化时，发生变化的经过。
途径：完成状态变化过程的具体步骤。
等容过程等温过程等压过程绝热过程二、热力学第一定律1、热和功(体系与环境能量交换的两种形式)规定：体系吸热：Q >0体系放热：Q <0环境对体系做功：W >0体系对环境做功：W <0特 点： 热和功不是状态函数其数值与具体途径有关2、热力学能U特 点： 是状态函数，广度性质，其绝对值未知。
3、热力学第一定律该定律的实质是能量守恒与转化定律。
第二节 化学反应的热效应一、反应热在封闭体系、非体积功=0的前提下，当反应物和生成物温度相同时,化学反应过程中吸收或放出的热量。
1. 恒容反应热(QV)W =0+（- p e x V ）=0U= QV + W= QVQV 全部用于改变系统的热力学能2.恒压反应热 U Q V ∆=Vp Q U p ∆-=∆ex()12ex 12V V p Q U U p --=- 定义焓： ()111222)(V p U V p U Q p +-+=状态函数,广度性质焓变：Qp = H pV U H +=3. 反应进度ξ（读作“克赛”）a A + d D = g G + h H0= – a A – d D + g G + h H写成通式式中符号B 表示反应中的物质，而νB 为数字或简分数，称为物质B 的化学计量数。
大学化学2知识点归纳
原子轨道杂化原则
形成分子时才发生杂化，孤立原子的s、p 、d等轨道不发生杂化。
能量相近原则
只有能量相近的轨道才能发生杂化（如ns和np)。
轨道数目守恒原则
新组成的杂化轨道数目等于原来的原子轨道数目。
能量重新分配原则
杂化前原子轨道能量各不相同，杂化轨道的能量相同
最大重叠原则
杂化时，都有s轨道的参与，s轨道的Ψ为正值，导致杂化 轨道一头大一头小。大头部分参与形成稳定化学键。
（3）氧化还原反应进行的次序 反应首先发生在电极电势差值较大的两个电对之间
（4）氧化还原反应进行程度的衡量
lnKθ ＝ zFEθ/RT
lgKθ ＝ zEθ/0.0592V
（5）电极电势的相对大小不能判断反应速率的大小
6. 化学电源： 掌握铅蓄电池电极反应及充放电原理
7. 电解(△G>0)：
（1）电解池与原电池的区别： 组成，原理，电极反应 （2）分解电压，反电动势，超电势 （3）极化：浓差；电化学. 结果: E(阳)增大， E(阴)减小
第5章 原子结构与周期系
1.波尔理论：定态假设；轨道假设；跃迁假设 2.微观粒子的波﹑粒二象性:
λ= h/p =h/mv; 波恩的统计解释; 概率波
3.电子运动的三大特性：
能量量子化；波粒二象性；统计性
4.薛定谔方程与波函数y：
波函数 = 薛定锷方程的合理解 = 原子轨道 概念意义；s,p轨道角度分布图（形状特点及描述）
c(HAc)/ Ka ≥400 c(NH3·H2O)/ Kb ≥400
c(OH－) ≈ { Kb. c(B) }1/2
5.缓冲溶液：（1）定义；组成；缓冲原理（加酸，加碱，稀释）
c(弱酸)
思考与习题化学热力学基础填空题应用热力学基本
思考与习题（第三章 化学热力学基础）一、填空题1．应用热力学基本原理研究化学变化及其与之有关的物理变化中能量转化规律的科学，称为 。
2．热力学系统性质就是它一系列宏观性质的总和，而这些描述系统状态的性质又称为 ；在n 、V 、T 、x B 中，属于广延性质的是 ，属于强度性质的是 。
3．热力学平衡态包含 、 、 、 等四种平衡。
4． 是在无限接近平衡，且没有摩擦力条件下进行的理想过程。
5．热力学标准态又称热化学标准态，对气体而言，是指在压力为 下，处于 状态的气体纯物质。
6．隔离系统中发生的自发过程总是向熵增大的方向进行， 时达到最大值，这就是 原理，又称为 判据。
7．应用吉布斯函数判据判断过程的方向和限度的条件是， 、 且非体积功为零的 系统。
8．热力学中规定：标准状态下，稳定相态 的标准摩尔生成吉布斯函数为零。
二、选择题1．与环境只有能量交换，而没有物质交换的系统称为（ ）。
A ．敞开系统B ．隔离系统C ．封闭系统D ．孤立系统2．某系统由状态A 变化到状态B ，经历了两条不同的途径，与环境交换的热和功分别为Q 1、W 1和Q 2、W 2。
则下列表示正确的是（ ）。
A ．Q 1＝Q 2，W 1＝W 2B ．Q 1＋W 1＝Q 2＋W 2C ．Q 1＞Q 2，W 1＞W 2D ．Q 1＜Q 2，W 1＜W 23．当系统状态发生变化后，其热力学能差值一定为零是（ ）。
A ．循环过程B ．绝热过程C ．恒容过程D ．恒压过程4．某理想气体恒温压缩时，正确的说法是（ ）。
A ．ΔU ＞0，ΔH ＜0B ．ΔU ＝0， ΔH ＝0C ．ΔU ＜0，ΔH ＜0D ．ΔU ＜0， ΔH ＞05．1mol 单原子理想气体，从300K 压缩到500K ，则其ΔH 为（ ）。
A ．300RB ．500RC ．－300RD ．－500R6．298K 时，下列物质中θm f H ∆＝0的是（ ）。
A ．CO 2（g ）B ． I 2(g)C ．Br 2（l ）D ．C （s ，金刚石）7．下列热力学第二定律的数学表达式正确的是（ ）。
材料热力学课件-第一章-5
17
如对反应 aA(g)＋b B(g) →yY(g)＋zZ(s) r Hm y(298.15K) =
yf Hm y(Y, g,298.15K) ＋zf H m y(Z, s,298.15K) －af H m y(A, g,298.15K) －bfHm y(B,g,298.15K)
21
标准状态下的H2O(l)，CO2(g)为完全燃烧 产物，不再燃烧，其标准摩尔燃烧焓在任何温度 T 时均为零。O2（g）不燃烧。 f H m y （CO2，g ,T ） = c H m y （C，石墨,T ）
c H m y （CO2，g ,T ） = f H m y （C，石墨,T ） =0
22
+∫
T
298
[
-18.54
+
7.73×10-3
（T/K）+
K
12.89×105（T/K）-2]×10-3 kJ·K-1·mol-1 dT
积分并解出 ΔrHm(1273K)=168.63kJ·mol-1
31
二、绝热反应—最高反应温度的计算
例1-18：100kPa、298K时把甲烷与理论量的空 气[φ(O2):φ(N2)=1∶4] 混合后，在等压下绝热燃 烧，求系统所能达到的最高火焰温度是多少？已 知
- 4.52×105 -8.53×105 Δc´= 12.89×105
ΣνBCp,m(B)= -18.54 + 7.73×10-3 (T/K)+ 12.89×105(T/K)-2
30
r Hm (T2 ) r Hm (T1)
标准热力学数据
标准热力学数据
首先，我们来看一下标准热力学数据中最重要的参数之一——标准焓。
标准焓是指在标准状态下，单位质量物质的焓值。
它通常用符号H°表示。
标准焓是热力学中非常重要的参数，它可以用来计算物质在不同温度、压力下的热性质，对于工程设计和科学研究都具有重要的意义。
其次，标准热力学数据中还包括标准熵。
标准熵是指在标准状态下，单位质量物质的熵值。
它通常用符号S°表示。
标准熵是描述物质热性质的重要参数，它可以用来计算物质在不同条件下的热力学性质，对于研究物质的热动力学过程非常重要。
此外，标准热力学数据还包括标准自由能。
标准自由能是指在标准状态下，单位质量物质的自由能值。
它通常用符号G°表示。
标准自由能是描述物质在不同条件下的热性质的重要参数，它可以用来计算物质在不同条件下的热力学性质，对于研究物质的热平衡过程具有重要的意义。
除了上述参数外，标准热力学数据还包括标准生成焓、标准生成自由能等参数。
这些参数对于研究物质的热性质和热现象都具有
重要的意义，它们可以帮助科学家和工程师更好地理解和控制物质
的热力学性质。
总之，标准热力学数据是研究物质热性质和热现象的重要基础，它们为科学家和工程师提供了重要的参考，帮助他们更好地理解和
控制物质的热力学性质。
随着科学技术的不断发展，我们相信标准
热力学数据将会在更多领域发挥重要作用，为人类社会的发展做出
更大的贡献。
物质的热力学标准态的规定气体的标准态
3、反应的量及反应进度概念
例：
N2 ( g ) 3H 2 ( g )
298 K
2NH3 ( g )
r H m 924kJ / mol
Question（1）1mol指哪种物质？ （2）如何表示反应的量？
具体数据
N 2 ( g ) 3H 2 ( g ) n0 / m ol nB / m ol 10 7.5 20 12.5
298 K
2 NH 3 ( g ) 0 5
ni / mol
- 2.5
- 7.5
5
2.5 7.5 5 相等关系 : 1 3 2
定义反应进度
n B
B
nB n0
B
d
dnB
B
B 化学反应计量数，
反应物取 ，产物取 。
讨论
（1）单位：mol ； （2）意义； （3）反应计量方程式写法不同时， ξ值不同；
, N2 p
求 : W、U、H、Q。
（1）绝热可逆过程；
（2）反抗恒外压pθ 的绝热不可逆过程。
解：
W U nCV ,m T2 T1
（1）绝热可逆过程
可由下面过程方程求得末态温度： 1
P T 常数
1 1 1
即：P T P T2 T2 141.4 K
§1-7 理想气体状态变化时能量转换关系
1-7-1 自由膨胀 1-7-2 等温过程 1-7-3 等容过程 1-7-4 等压过程
1-7-5 绝热过程
1-7-1 自由膨胀
1843 Joule实验
实验结果及讨论
焦耳实验结ห้องสมุดไป่ตู้：空气膨胀前后水的温度不变，
热力学标准态
热力学标准态
热力学标准态是指物质在一定条件下所具有的热力学性质和状态。
在热力学中，我们经常会遇到一些标准态，比如标准气体状态、标准状况等。
这些标准态的设定，对于热力学的研究和应用具有重
要意义。
首先，我们来看一下标准气体状态。
在热力学中，标准气体状
态是指气体的温度为0摄氏度，压强为1大气压，摩尔体积为22.4升。
这个状态下的气体被称为标准态气体，它是理想气体的一个特
殊情况。
通过研究标准态气体，我们可以得到理想气体的一些基本
性质，比如理想气体方程和理想气体的摩尔热容等。
除了标准气体状态，我们还经常会遇到标准状况。
在化学实验中，常常会使用标准状况来描述气体的状态。
标准状况是指气体的
温度为0摄氏度，压强为1大气压，摩尔体积为22.4升。
在这个状
态下，1摩尔的气体的体积被称为标准摩尔体积。
通过研究标准状况，我们可以进行气体的定量分析和实验数据的比较。
热力学标准态的设定，为热力学的研究和应用提供了便利。
通
过研究标准态，我们可以得到许多物质的基本性质和规律，为工程
技术和科学研究提供了重要参考。
同时，热力学标准态的设定也为实验数据的比较和分析提供了基准，使得实验结果更加准确可靠。
总之，热力学标准态是热力学研究中的重要概念，它为我们提供了一种便捷的方式来描述和研究物质的热力学性质和状态。
通过研究标准态，我们可以得到许多有用的信息，为工程技术和科学研究提供了重要的参考。
希望本文能够对热力学标准态有所了解，对读者有所帮助。
热力学标准状态是指
热力学标准状态是指
指在100kPa（部分文献为101.325kPa）的压力(标准压力)下和某一指定温度下纯物质的物理状态(液态或某种形式的固态)，用右上角θ表示。
亦称热力学标准状态，简称标准态。
它对具体物质状态有严格规定：
1.气体物质的标准态除指物理状态为气态外，还指本气体的'压力(或在混合气体中的分压)值kpa（部分文献为.kpa），即为标准压力pθ；在使用si单位制后，iupac建议使用pθ=1bar=kpa。
2.溶液的标准态规定溶质的浓度为1mol·l-1或1mol·kg-1，标准态活度的符号为
cθ。
3.液体和液态的标准态是指处在标准态压力下纯物质的物理状态。
注意：标准态无温度限定，这要与标准状况区分开来。
化工热力学133.5 理想溶液的标准态及热力学特征
3.5 理想溶液的标准态及热力 学特征
主讲教师：吕京宁 化学与化工系
问题一
兑酒时，50ml酒精和50ml水混合后总体积 小于100ml，那么为什么乙醇和甲醇混合， 甲苯和二甲苯混合溶液的总体积保持不变 呢？
问题二
空气比二氧化碳更加廉价无毒，为什么不 用它来做雪碧、可乐或冒泡香槟？
V id 0
Gid 0 RT
3)理想溶液中各 组分的偏摩尔性 质与纯组分性质 间的关系：
Vi id Vi
U
id i
Ui
H
id i
Hi
Siid Si R ln xi Giid Gi RT ln xi
在青藏高原，为什么会出现高原反应？潜 水员病又是怎么回事呢？
fˆiid fi0 xi
fˆi
lim fˆi xi 1 xi
f
0 i
fi
— Lewis Randall定律
lim fˆi xi 0 xi
f
0 i
ki
0
— Henry定律
ki — Henry常数
fˆi ~ xi图
fˆiid ki xi fi xi — LR
xi
1
空气比二氧化碳更加廉价无毒，为什么不 用它来做雪碧、可乐或冒泡香槟？
k
k
为什么会出现高 原反应？
理想溶液的特点
1）同分子与异分子间 的作用力、体积相等。
2）由组分形成理想溶液时， 无体积和热量的变化。
H id 0
S id 0 R
热力学标准态
热力学标准态
热力学标准态是指热力学态过程中，没有任何相对论动能而处于低能态，是活塞运动不发生变化的时候的状态。
热力学标准态有一个简单的定律，即热力学二法则。
就是指热力学的状态总是无论多少次转换都不可避免地趋向一个稳定的态势，即它最终能够把能量分配到对它所能容纳的最大范围。
热力学标准态既是物质性突变处于热力空间的最稳定状态，也是物质量处于最低稳定能量状态的最低要求，是避免能量损失最佳的选项。
它在许多热力学的计算中都发挥着重要的作用，例如用来计算化学反应的得失能量、体系中物质的几种状况以及物质的状态总是不断向更稳定的方向演变的原因。
热力学标准态在近代物理学中，热力学标准态也被称为泛化低能条件，它是指物质处于某个特殊的低能状态时所处的相对论状态，可以有效地抵御外界的干扰，使系统能够最快速地演化到体系的稳定状态。
热力学标准态的重要意义在于它不仅可以忽略系统中的弱相对论效应，而且还可以最大程度地减少外部环境的影响而接近系统的真实状态。
而这一特性又有助于更高效、更快速地识别出系统结构，同时还可以更精准地计算体系的运动状态，使得热力学标准态成为热力学研究中一个重要的基础。
热力学标准态是一个基础物理概念，具有极强的实用价值，在物理系统中能够有效地保持体系的低能态，节约能量的损耗，同时还可以减少外界的影响，保持更高的相对论效应，作为物质性突变的重要参照，为更好地探索物质性突变的本质提供了可靠的依据。
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主讲人：
朱志昂
◎Nankai Unversity
会议报告
三、液体或固体混合物中组分B的热力学标准态
在国标中，混合物一词是指含有一种以上的物质的气相、液相或固相， 而将这些物质按相同的方法来研究。对液体或固体混合物，就是没有溶 质、溶剂之分，各组分是完全互溶的，仅各组分的相对量不同。此类还 包括纯液体或纯固体标准态的选取。
由组分1、2、... K等构成的液体混合物，其中任一组分B在全部浓度 范围内( x B 从0→1)都遵守拉乌尔定律,称为理想液体混合物或理想溶液。
(B=1、2……K)
(1-7)
p p 实际上并不存在理想液体混合物 , 只有性质非常相似的如苯、甲苯可 B B xB
近似地认为是理想液体混合物。
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2 主讲人： 朱志昂 ◎Nankai Unversity
会议报告
二、气态物质的热力学标准态
1.纯理想气体B
热力学标准态是根据化学势定义式拟定的。
B ( pg, T , p) ( g , T ) RT ln( p / p ) B
(1-1)
式中pg表示理想气体。
在T、p下的纯理想气体B的标准态为:
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主讲人：
朱志昂
◎Nankai Unversity
会议报告
三、液体或固体混合物中组分B的热力学标准态
2.纯固态物质B的热力学标准态
s, T , pdp s, T , p B s, T VB B
p
p
s, T , pdp s, T , p VB B
原则上讲，热力学标准态的选取是任意的，但根据国际上的标准，
我国制定了国标GB3102.8-32,后修订为GB3100-3102-93,根据这一标 准,将物质在各种聚集状态的热力学标准态的定义分为气体、液体或
固体混合物和溶液三大类。热力学标准态是物理化学中十分重要而
很难讲授的问题,现将该问题旧纳总结如下：
( g , T ) RT ln( x p / p ) B B B
(1-4)
在T、p 下组成为x B的混合实际气体中气体B的标准态为: x B 1 、
B 1 、 p p 105 pa 的状态,即在温度为T、在标准压力 p 105 pa 下
同时具有理想气体性质的纯气体B的假想态。
(1-3)
式中 f B , B 分别代表实际气体B的逸度和逸度系数(逸度因子)。 在T,p 下的纯实际气体B 的标准态为: 5 温度为T, f B p 10 Pa 的假想理想气体状态。 5 或者说在温度为T，p p 10 Pa ，同时具有理想气体性质( B 1 )的假想 态。而绝不能理解为 f B p 105 Pa 的状态.即图中的I点(不是R点)才是实 际气体的标准态.尽管这两个点化学势相同,但其他热力学性质,如 H m、S m 等两者却不会相同.
p
p
(1-6)
5 在T、p下的纯固态物质B的标准态准态是温度为T、在标准压力 p 10 pa 下的纯固体B。
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主讲人：
朱志昂
◎Nankai Unversity
会议报告
三、液体或固体混合物中组分B的热力学标准态
3.理想液体(或固体)混合物中组分B的热力学标准态
(1) 理想液体(或固体)混合物定义
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主讲人：
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
朱志昂
◎Nankai Unversity
会议报告
二、气态物质的热力学标准态
3.纯实际气体 B
以理想气体为参考，根据(1-1)式，对纯实际气体有
B ( g, T , p) ( g , T ) RT ln( f / p ) B B
( g , T ) RT ln( p / p ) B B
主讲人：
朱志昂
5 温度为T、压力为 p p 10 Pa 的状态.
注意: 标准态仅是温度的函数，还与物质B的性质有关，压力已指定为
p 105 Pa 标准态的温度T与研究体系的T相同，而不是指298.15 K。
3
主讲人：
朱志昂
◎Nankai Unversity
会议报告
二、气态物质的热力学标准态
2.混合理想气体中的气体
热力学标准态
南开大学化学系 朱志昂 E-mail：zazhu@
南开大学
会议报告
◎Nankai Unversity
会议报告
一、为什么要规定热力学标准态?
众所周知,某些热力学函数,例如U、H、S、A、G的绝对值是不知 道的。但是由于温度、压力和组成等参数的变化而引起热力学函数 的变化值是可以通过精确的实验测量而求得。因此需要选择某一参 考态作为计算热力学量的基线。热力学标准态就是这样一种基线。
1.纯液态物质B的热力学标准态
l , T , p B l , T ＋ V l , T , p dp l , T , p VB l , T , p dp (1-5) p p
B
p
B
B
p
5 在T、p下的纯液态物质B的标准态准态是温度为T、在标准压力 p 10 pa 下的纯液体B。
5 主讲人： 朱志昂 ◎Nankai Unversity
会议报告
二、气态物质的热力学标准态
近代物理化学 上册 p.106 图3-5
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主讲人：
朱志昂
◎Nankai Unversity
会议报告
二、气态物质的热力学标准态
4. 混合实际气体中气体B
B ( g, T , p，xB ) B ( g , T ) RT ln( f B / p )
B ( pgm, T , p, xB ) B ( pgm, T , pB )
( g , T ) RT ln( px / p ) B B
( g , T ) RT ln( p / p ) B B
（1－2）
式中pgm表示理想气体.
在温度为T、压力为p、组成 x B为的混合理想气体中气体B的标准态为: 温度为T、xB =1、 p p 105 Pa 的状态，即温度为T、 p p 105 Pa 的纯理想气体B状态.