热力学能焓熵

二、状态与状态函数
系统的状态：系统所有宏观性质的综合表现。
状态函数：确定系统状态的性质(或者物理量)。
例如某理想气体系统 n = 2 mol， p = 1.013 10 5 Pa， V = 44.8 dm 3 ， T = 273 K 这就是一种状态。是系统宏观性质 n、p、V、T 的综合表现。
Hale Waihona Puke Baidu
四、过程与途径
过程：系统状态变化的经过。 恒温过程：始态、终态温度相等，并且过程中始终 保持这个温度。T1=T2 恒压过程：始态、终态压力相等，并且过程中始终 保持这个压力。p1=p2 恒容过程：始态、终态容积相等，并且过程中始终 保持这个容积。V1=V2
状态变化时经历的具体历程（路线或步骤）称 为途径 。
U Q W
八、热力学标准状态
系统在温度T及标准压力pΘ＝100kPa下的状态就 是热力学标准状态，简称标准态或标态
物质的标准态：
· 气体物质： T，标准压力pΘ下的理想气体。 ·液体或固体物质： T，标准压力pΘ下的纯物质。 · 溶液中溶质B： T，标准压力pΘ下, b(B)= bΘ（bΘ＝1mol· L-1） ; 或c(B)＝cΘ(cΘ＝lmol· L-1，为标准浓度）。
§2－2 热化学
一、反应进度 二、化学反应的热效应 三、 化学反应热效应的计算
一、反应进度
化学反应过程中的热效应与反应进行的程度有 关，如：1摩尔氢气与1/2摩尔氧气反应生成1摩尔水 和2摩尔氢气与1摩尔氧气反应生成2摩尔水放出的热 量是不同的。反应进行的程度可用反应进度来表示。
反应进度是用来表示系统中化学反应进 行程度的物理量。
理想气体 n, 200kPa，398 K 途径Ⅰ 理想气体 n, 200kPa，298 K 始态 过程 理想气体 n, 100kPa，398 K 终态
途径Ⅱ 理想气体 n, 100kPa，298 K
△p＝p2－p1 ＝ - 100kPa △T＝T2－T1 ＝100K
状态函数的变化值，只 与系统的始、终态有关， 而与途径无关。
化学热力学：
应用热力学的基本原理研究化学反应的
能量转化规律。 主要解决化学反应中的三个问题： ① 化学反应中能量的转化 ② 化学反应的方向性
③ 反应进行的程度
第二章 化学热力学基础和化学平衡 §2－1 热力学基础知识 §2－2 热化学 §2－3 化学反应的方向 §2－4 化学平衡
§2－1 热力学基础知识
n、p、V、T 是系统的状态函数。
状态函数的特性：
状态一定值一定；状态函数的改 变量只取决于系统的始态与终态,而与 变化途径无关。
（Ⅰ）
终态
始态
（Ⅱ）
三、强度性质和广度性质 强度性质：数值与系统中物质的量无关， 它们在整体和部分中的数值是相同的。 温度、压力、密度、浓度等是强度性质。 广度性质：数值与系统中物质的量成正比， 它们在整体和部分中的数值是不同的。 体积、质量、物质的量、热力学能、焓、 熵、自由能等都是广度性质。
一、系统与环境
二、状态与状态函数 三、强度性质和广度性质 四、过程与途径 五、热和功
六、热力学能（U）
七、热力学第一定律
八、热力学标准状态
一、 系统和环境
系统：被研究对象。 环境：系统外与其相联系的部分。
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。(理想系统)
用符号“ ”表示，读作“克赛”。
化学反应计量式：
aA bB yY zZ
vA A vBB vYY vZZ
0 νBB
B
vi：物质B的化学计量数
对于反应物（reactant） v取负值；对于生成物 （product） v取正值。
vA =－a， vB =－b， vY =y， vZ =z 。
3 1 N2 + H2 NH3 2 2 = 1 mol 时，表示进行了1mol反应，
( 1 ) 表示生成了 2 mol 的 NH3 ；系统中各物质物质的量的 改变量分别为： n(H2 ) 31mol 3mol n(N2 ) 11mol 1mol
n(NH3 ) 2 1mol 2mol
五、热和功 1.热（Q）：在系统和环境之间由于温 度不同而交换或传递的能量称为热。 系统吸热，Q>0； 系统放热，Q<0。 2.功（W）：除热以外，系统和环境之 间其他的能量交换形式统称为功。 系统得功(环境对系统做功)， W>0； 系统失功(系统对环境做功) ，W<0。
体积功： W＝－F Δl ＝－pe S Δl ＝－pe ΔV 非体积功：电功，机械功，表面功等。 热和功都不是状态函数
反应进度：

nB
B

nB ( ) nB (0)
B
单位是mol
nB ( ) nB (0) B
当反应进度ξ有微小变化时，则
dnB d vB dnB Bd
nB B
对于同一化学反应，若反应方程式的化学计量系数不同，如 N2 + 3 H2 2 NH3 (1) (2)
六、热力学能（U） 热力学能又称内能，它是系统内部各种能 量的总和。 U是状态函数，它的值不可测。
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。
七、热力学第一定律
热力学第一定律的实质是能量守恒和转 化定律。 Q U1 W U2 U 2 = U1 + Q + W U 2 - U1 = Q + W 对于封闭系统热力学第一定律为：
( 2 ) 表示生成了 1 mol 的 NH3 。系统中各物质物质的量的 改变量分别为：
1 1 n(N 2 ) 1mol mol 2 2
3 3 n(H 2 ) 1mol mol 2 2
第二章 化学热力学基础和化学平衡
教学要点：
1.了解 U、H、S、G 四个热力学函数的意义及相互关系 2.理解系统、环境、状态、状态函数、恒容热、恒压热、化 学平衡等概念。 3.理解热力学第一定律和盖斯定律，掌握有关的计算。 4. 掌握有关热力学函数变的计算，根据热力学函数进行反应 自发性的判断。 5.掌握吉布斯一亥姆霍兹方程及其应用。 6. 掌握影响化学平衡的因素及有关化学平衡的计算。