第二章化学反应的方向 赵华
第二章 化学反应的方向 赵华
化学热力学？ 19世纪，为了增进蒸汽机的效率，人们从理论上研究了热 与功之间转换的规律，建立起了系统完整的学科一热力学 (thermodynamics)。 ■热力学(thermodynamics)是研究各种形式的能量（如热 能、电能、化学能等)转换规律的科学。它建立在热力学第 一定律和热力学第二定律基础之上。这两个定律不是推导出 来的，是大量实践经验的总结。它们的正确性在于至今还没 有违背热力学第一定律和第二定律的事件发生。热力学研究 具有大量质点的宏观系统而不管其微观结构，热力学也不考 虑时间因素，它只考虑过程发生的可能性，而不管其过程实 际上是否发生、怎样发生及过程进行的速率
化学热力学？ ◼ 19世纪，为了增进蒸汽机的效率，人们从理论上研究了热 与功之间转换的规律，建立起了系统完整的学科—热力学 （thermodynamics）。 ◼ 热力学（thermodynamics）是研究各种形式的能量（如热 能、电能、化学能等）转换规律的科学。它建立在热力学第 一定律和热力学第二定律基础之上。这两个定律不是推导出 来的，是大量实践经验的总结。它们的正确性在于至今还没 有违背热力学第一定律和第二定律的事件发生。热力学研究 具有大量质点的宏观系统而不管其微观结构，热力学也不考 虑时间因素，它只考虑过程发生的可能性，而不管其过程实 际上是否发生、怎样发生及过程进行的速率
化学热力学？ 化学热力学(chemical thermodynamics) ■是热力学原理在化学中的应用。 ■本章介绍热力学的一些基本概念，着重 研究化学反应的热效应、化学反应的方 向及反应的限度问题
化学热力学？ ◼ 化学热力学（chemical thermodynamics） ◼ 是热力学原理在化学中的应用。 ◼ 本章介绍热力学的一些基本概念，着重 研究化学反应的热效应、化学反应的方 向及反应的限度问题
第一节热力学第一定律 基本概念和常用术语 系统和环境 系统(system):在热力学中，把研究的对象称为系统 或体系)。 环境(surrounding):体系以外并且与体系密切有关的 部分。 Surroundings 系统 System solution of Baror 系统 and NH NO) 环境
第一节 热力学第一定律 一、基 本 概 念和常用术语 系统和环境 系统（system）:在热力学中，把研究的对象称为系统 （或体系）。 环境（surrounding）:体系以外并且与体系密切有关的 部分。 系统 环境 系统
第一节热力学第一定律 热力学系统分类： 与环境之间的 与环境之间的 系统 物质交换 能量交换 敞开系统 (open system) 封闭系统 (closed system) × V 孤立系统 (isolated system) × ×
第一节热力学第一定律 热力学系统分类： 系统 与环境之间的 物质交换 与环境之间的 能量交换 敞开系统 (open system) √ √ 封闭系统 (closed system) × √ 孤立系统 (isolated system) × ×
态 由于系统是大量微观粒子的集合体，其宏观性质包括 如温度、压力、体积、密度等等。在一定条件下，当 所有这些性质不再随时间而变化，我们就说体系处于 一定的状态(state)。 由一系列表征系统性质的物理量所确定下来的系统 的存在形式称为系统的状态
状态 由于系统是大量微观粒子的集合体，其宏观性质包括 如温度、压力、体积、密度等等。在一定条件下，当 所有这些性质不再随时间而变化，我们就说体系处于 一定的状态（state）。 由一系列表征系统性质的物理量所确定下来的系统 的存在形式称为系统的状态
状态函数 例如，我们研究的系统是理想气体，当某物质的量 h-1mol,压力P=1.0×105Pa,体积V=22.4L,温度 T=273飞时，我们就说它处于标准状况。当系统的 状态确定时，系统的这些性质也就有了确定的数值。 也就是说，系统的这些宏观性质与系统的状态间有 一 对应的函数关系。 ■描述系统状态的这些物理量被称为状态函数 (state function)
状态函数 ◼ 例如，我们研究的系统是理想气体，当某物质的量 n=1mol，压力P＝1.0×105Pa，体积V=22.4L,温度 T=273K时，我们就说它处于标准状况。当系统的 状态确定时，系统的这些性质也就有了确定的数值。 也就是说，系统的这些宏观性质与系统的状态间有 一一对应的函数关系。 ◼ 描述系统状态的这些物理量被称为状态函数 （state function）
状态函数 系统发生变化前的状态称为始态，变化后 的状态称为终态。 ■系统变化的始态和终态一经确定，各状态 函数的变化值也就确定了。 ■状态函数的变化值用希腊字母△表示，如始 态的压力为P,终态的压力为P,则状态函 数的变化值△P=P,一P。同样，△T为状态 函数T的变化值，△V为状态函数体积V的变 化值等
状态函数 ◼ 系统发生变化前的状态称为始态，变化后 的状态称为终态。 ◼ 系统变化的始态和终态一经确定，各状态 函数的变化值也就确定了。 ◼ 状态函数的变化值用希腊字母表示，如始 态的压力为P1，终态的压力为P2，则状态函 数的变化值P= P2－ P1。同样，T为状态 函数T的变化值，V为状态函数体积V的变 化值等
状态函数基本特征 (1)系统的状态发生改变，状态函数值随之改变。 (2)状态函数的变化值只取决于系统的始态和终 态，与所经历的途径无关。 例如50g50℃的水（始态)加热变为50g80℃的水 (终态)，其状态函数温度T的变化量△T=T(终态)一T (始态)=80℃一50℃=30℃。如果这50g50℃的水先降 温后升温，或者经历其他一些更为复杂的中间过程，只要 终态是50g80℃的水，其△T总是30℃。 ■(3)无论系统发生多么复杂的变化，只要恢复至 原态，状态函数值必定恢复至原值，即变化值为 零
状态函数基本特征 ◼ （1）系统的状态发生改变，状态函数值随之改变。 ◼ （2）状态函数的变化值只取决于系统的始态和终 态，与所经历的途径无关。 ◼ 例如 50g50℃的水（始态）加热变为50g80℃的水 （终态），其状态函数温度T的变化量T＝T（终态）－T （始态）＝80℃－50℃＝30℃。如果这50g50℃的水先降 温后升温，或者经历其他一些更为复杂的中间过程，只要 终态是50g80℃的水，其T总是30℃。 ◼ （3）无论系统发生多么复杂的变化，只要恢复至 原态，状态函数值必定恢复至原值，即变化值为 零
状态函数分类： 度性质(Extensive Property):这类性质具 有加和性，如体积，物质的量等。 强度性质(Intensive Property)：这些性质 没有加和性，如温度、压力、密度等。 例如50℃的水与50°℃的水相混合水的温度 仍为50℃
状态函数分类： 广度性质( Extensive Property )：这 类性质具 有加和性，如体积，物质的量 等。 强度性质( Intensive Property ) ：这些性质 没有加和性，如温度、压力、密度等。 例如50℃的水与50℃的水相混合水的温度 仍为50℃