上海交通大学：《大学化学》课程教学资源（讲稿）第三章化学反应概述第一部分.pdf_大学文库

系统分类：依环境和系统之间有否能量和物质的交换为依据分为： (2)状态和状态函数散开系统：有物质，有能量交换 (state and state function) 封闭系统：无物质，有能量交换 1.系统的状态是系统所有性质的综合表现：孤立系统：无物质，无能量交换系统的状态一旦确定，其温度，压力，体积等性质就确定： 2.系统的热力学性质称为状态函数：决定系统性质的具体的各种函数，如T、P、V、和U、H等。敝开承统封闭系统菲立系航状态函数两个例子状态函数的特征状态一定值一定；殊途同归变化等：周而复始变为零。状态函数有三个相互联系的特征：某气体 300 350 △T-5 a系统状态一定，状态函数有一定的值 300K 360I →350厘 △T-50I 300厘 2801 →3501 △T-50厘 b.系统状态变化时，状态函数的变化只决定于系 300E 460厘 +350厘 →300 AT-OL 统的始态和终态，而与变化的途径无关：改变量 c.系统恢复到始态，状态函数恢复原值。周而复始变为零 298 ·272【 +348虹 △T-50I 398L →348 △T-50r 殊途同归变化等热？功？热力学中常见的过程1 热力学中常见的过程11 (3)过程和逢径(proce88 and path) 4.绝热过程：体系与环境之间无热量交换(Q=0) 体系的状态发生变化时，状态变化的轻过赫为过程。完成这个过程的具体步廉则称为逢径。 5.循环过程：过程进行后，系统重新回到初始状态，（各种状态函数的增量为零)，热力学中常见的过程： 6.可逆过程：平衡时进行的反应就是可逆过程。平衡状毒 1.等温过程：拾态、终态的温度不发生变化进行的反应是唯一可以实现的似可逆逾径进行的反应（T1■T2=T环) 了.自发过程：一定条件下，不需要给能量就能够自动进原2.等压过程：始态、终态的压力不发生变化行的过程，（p1■p2-P环) 3.等容过程：始态、终态的体积不发生变化 (V1=V2)

第三章化学反应的基本规律系统分类：敞开系统封闭系统孤立系统敞开系统：有物质，有能量交换封闭系统：无物质，有能量交换孤立系统：无物质，无能量交换依环境和系统之间有否能量和物质的交换为依据分为：第三章化学反应的基本规律（2）状态和状态函数（state and state function） 1.系统的状态是系统所有性质的综合表现：系统的状态一旦确定，其温度，压力，体积等性质就确定； 2.系统的热力学性质称为状态函数：决定系统性质的具体的各种函数，如T 、P、V、和U、H等。第三章化学反应的基本规律状态函数的特征状态函数有三个相互联系的特征： a.系统状态一定，状态函数有一定的值； b.系统状态变化时，状态函数的变化只决定于系统的始态和终态，而与变化的途径无关； c.系统恢复到始态，状态函数恢复原值。第三章化学反应的基本规律状态函数两个例子 • 某气体 300K 350K ΔT=50K 300K 360K 350K ΔT=50K 300K 280K 350K ΔT=50K 300K 460K 350K 300K ΔT= 0K 始态终态改变量水 298K 272K 348K ΔT=50K 298K 398K 348K ΔT=50K 始态终态改变量状态一定值一定；殊途同归变化等；周而复始变为零。殊途同归变化等热？功？周而复始变为零第三章化学反应的基本规律热力学中常见的过程1 （3）过程和途径（process and path）体系的状态发生变化时，状态变化的经过称为过程。完成这个过程的具体步骤则称为途径。热力学中常见的过程： 1.等温过程：始态、终态的温度不发生变化（T1＝T2=T环） 2.等压过程：始态、终态的压力不发生变化（p1＝p2=P环） 3.等容过程：始态、终态的体积不发生变化（V1＝V2）第三章化学反应的基本规律热力学中常见的过程II 4.绝热过程：体系与环境之间无热量交换（Q＝0） 5.循环过程：过程进行后，系统重新回到初始状态，（各种状态函数的增量为零）。 6.可逆过程：平衡时进行的反应就是可逆过程。平衡状态进行的反应是唯一可以实现的以可逆途径进行的反应 7.自发过程：一定条件下，不需要给能量就能够自动进行的过程

第三章化学反应的基本规律（2）生成热法（p59) • 某化合物的摩尔生成热的定义：由稳定单质生成1mol某化合物时反应的反应热。 • 标准摩尔生成热：在一定温度和标准状态下该化合物的生成热称为该物质在此条件下的标准摩尔生成热。简称为标准摩尔生成热。记作：ΔfHm 0，单位kJ·mol－1 • 最稳定的单质的标准摩尔生成热是零。（298K的标准摩尔生成热可查表）第三章化学反应的基本规律例: 在Pφ以及298.15K下， (1) C(石墨 ) + O2(g) = CO2(g) 1 (298.15 ) 393.5 − Δ H K = − kJ ⋅mol r φ 2 1 , () (298.15 ) 393.5 f m CO g H K kJ mol φ − Δ =− ⋅ (2) H2(g) + ½ O2(g) = H2O(l) 1 (298.15 ) 285.83 − Δ H K = − kJ ⋅mol r φ 2 1 , () (298.15 ) 285.83 f mHOl H K kJ mol φ − Δ =− ⋅ (3) C(石墨 ) → C(金刚石 ) 1 (298.15 ) 1.9 − Δ H K = kJ ⋅mol r φ 1 ,( ) (298.15 ) 1.9 f Hm C K kJ mol φ − Δ =⋅ 金刚石标准摩尔生成热第三章化学反应的基本规律标准状态 • 溶液中的物质A浓度CA＝1mol•dm-3 • 气相物质A的分压PA=100kPa 第三章化学反应的基本规律在100kPa，25℃(298.15 K)条件下： aA + bB === yY + zZ Δ = ? φ rH 反应物生成物同样数量和种类的稳定态各单质 φ ΔrH1 φ ΔrH2 (始态) (终态) 对于任意化学反应的标准摩尔焓变的计算: 根据盖斯定律： φ φ φ Δ r H 2 = Δ r H + Δ r H1 φ φ φ 即 ΔrH = ΔrH2 − ΔrH1 生成物反应物 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 2 , , 1 , , φ φ φ φ φ φ φ φ ν ν r f m Y f m Z i f m r f m A f m B i f m H y H z H H H a H b H H Δ = Δ + Δ = Σ Δ Δ = Δ + Δ = Σ Δ 根据物质的标准摩尔生成焓的定义：第三章化学反应的基本规律因此， ( )生成物 ( )反应物 φ φ = Σ υiΔ f Hm − Σ υiΔ f Hm H (X,298.15K) X =∑ X Δ f m φ υ 任意化学反应的标准摩尔反应热： X配平的系数，产物的系数取正，反应物的系数取负第三章化学反应的基本规律 º 必须注意公式中各种物质的聚集状态。 º 反应焓变的数值与化学反应方程式中的表达有关。 º ΔH为正值时，为吸热反应； ΔH为负值时，为放热反应。正负号不可忽略。 º 温度对反应焓变值得影响不大，在常温常压下一般将其视为常数。注意