化学热力学基础

思路整理，整理了热力学第一定律、热化学、 化学反应的方向，有助于知识点的理解与记忆，适用于考试复习！

化学热力学基础

热力学第一定律

热力学的基本概念和常用术语

体系和环境 热力学中称研究的对象为体系，称体系以外的其他部分为环境（体系和环境加起来，在热力学上称宇宙）

敞开体系 体系与环境之间既有能量交换，又有物质交换

封闭体系 体系与环境之间有能量交换，但没有物质交换

孤立体系 体系与环境之间既无物质交换，又无能量交换

状态和状态函数 由一系列表征体系性质的物理量所确定下来的体系的存在形式称为体系的状态

体系的量度性质或广度性质 加和性

强度性质 不具有加和性

过程和途径 体系的状态发生改变，从始态变为终态，则称体系经历了一个热力学的过程，简称过程

体积功 体系在反抗外界压强发生体积变化时有功产生，这种功称为体积功

热力学能（U） 体系内部一切能量的总和，叫做体系的热力学能也称内能

热力学能是体系的广度性质，具有加和性

热力学第一定律

热力学第一定律的内容

能量交换：热传递 做功

△U=Q+W

热力学第一定律的实质是能量守恒

功和热

功和热的符号的规定

功和热与途径的关系

热化学

化学反应的热效应

在无非体积功的过程与反应中，定义：当生成物与反应物的温度相同时化学反应过程中吸收或放出的热量

U生-U反＝Q+W

恒容反应热 在恒容过程中完成的化学反应称为恒容反应其热效应称为恒容反应热Qv

△U＝Qv

恒压反应热 在恒压过程中完成的化学反应称为恒压反应其热效应称为恒压反应热Qp

△H＝Qp

反应进度的概念

△n/v

Qp与Qv的关系

Qp＝Qv+△nRT

反应物与生成物气体的物质的量相等时，或反应物与生成物全是固体或液体时

Qp＝Qv

△rHm＝△rH/￡

盖斯定律

热化学方程式

注明反应的温度和压强条件

注明物质的聚集状态或晶形

配平系数可以写成分数

盖斯定律

一个化学反应若能分解成几步来完成，则总反应的热效应等于各步反应的热效应之和

生成热

生成热的定义

某温度下有处于标准状态的各种元素的指定单质，生成标准状态的一摩尔某纯物质的热效应，该物质的标准摩尔生成热

标准生成热的应用

燃烧热

△rHm=反应物生成热-生成物生成热

从键能估算反应热

化学反应的方向

过程进行的方式

各种途径的体积功

可逆途径

随着N趋于无穷，过程中体系每时每刻都无限接近平衡态

经历一次膨胀和压缩的循环后，体系与环境同时恢复原态，对热力学宇宙没有留下任何影响

化学反应进行的方向

各种物质均处于标准状态时，化学反应以不可逆方式进行的方向

反应焓变对反应方向的影响

热是化学反应进行的一种趋势，但不是唯一的影响因素

状态函数 熵

混乱度和微观状态数

体系的混乱度变大是化学反应可以进行的又一种趋势

状态函数 熵

热力学上将描述体系混乱度的状态函数叫做熵，用S表示

S＝k㏑Ω

热力学第三定律和标准熵

若实现了0k物质内部的热运动，将停止于是任何完美晶体中的原子或分子，只有一种排列形式，即只有唯一的微观状态规定，其商值为零

对过程商变情况的估计

状态函数 吉布斯自由能

吉布斯自由能判据

-△G＞-W非 反应一不可逆方式进行

-△G=-W非 反应可以逆方向进行

-△G＜-W非 反应不能进行

标准摩尔生成吉布斯自由

△rGm=生产物标准摩尔生成吉布斯自由-反应物标准摩尔生成吉布斯自由能

△rGm=△rHm-T△rSm