化学热力学基础

化学热力学基础思维导图，内容涵盖了热力学第一定律、热化学、盖斯定律、化学反应的方向，结构型知识框架方便学习理解！

化学热力学基础

• 热力学第一定律
  • 基本概念
    • (1)体系:研究对象 .....环境:体系以外
      • 敞开体系—有能有物
      • 封闭体系—有能无物
      • 孤立体系—无能无物
    • (2)状态:体系的存在形式 ..... 状态函数:确定状态的物理量
      • 量(广)度性质—具有加和性
      • 强度性质—不具有加和性
    • (3)过程:从始态变到终态 ..... 途径:实现过程的具体方式
      • 说明:状态函数的改变量取决过程的始态和终态，与途径无关。
    • (4)体积功:体系反抗外界压强的体积变化而产生的功
      • 公式:W=--P外^V
      • 图像:p-V图的面积
    • (5)热力学能:体系内部一切能量的总和
      • 说明:用U表示，对于理想气体热力学能是温度的状态函数，即只与温度有关。
  • 定律内容
    • (1)能量交换方式:热传递和做功
    • (2)数学表达式:^U=Q+W
    • (3)实质:能量守恒
    • (4)功和热
      • 途径不同，功热不同
      • 不是状态函数，只有在能量交换时才会有具体数值
• 热化学
  • 反应热效应
    • (1)强调反应物和生成物温度相同
      • U生--U反=Q+W
    • (2)恒容反应热:体系吸收的热量全部用来改变体系的热力学能
      • ^U=Qv
      • Qv=--C^T
      • 弹式热量计
    • (3)恒压反应热:体系吸收的热量全部用来改变体系的焓
      • H=U+pV (温度函数)
      • ^H=Qp
      • 杯式热量计
    • (4)反应进度:任意物质同一时刻反应进度完全一致
      • E=^n\化学计量数
    • (5)Qp和Qv的关系
      • 理想气体:Qp=Qv+^nRT
      • 固体液体:Qp=Qv
      • 摩尔反应热:^rHm=^rH/E
      • 重要公式:^rHm=^rUm+^vRT
  • 盖斯定律
    • (1)热化学方程式
      • 注明温度和压强
      • 注明聚集状态或晶形
      • 正逆反应数值相同符号相反
    • (2)定律内容
      • 总反应的热效应等于各步反应的热效应之和
      • 说明:条件是每步都恒压
      • 用已知代未知
  • 生成热
  • 燃烧热
  • 键能估算反应热
    • 断裂减去生成
• 化学反应的方向
  • 过程进行的方式
    • 可逆途径
      • 压缩时环境所做的功必将大于膨胀时体系所做的功。
      • 所有N为有限数的膨胀均不可逆。
  • 化学反应进行的方向
    • 说明:条件是各种物质均处于标准状态
  • 反应焓变对反应方向的影响
    • 说明:标准摩尔焓变有重要影响
  • 状态函数 熵
    • (1)熵
      • 描述了体系混乱度
      • 公式 S=kLnO
    • (2)热温商
      • 对于恒温可逆过程
      • 公式 ^S=Qr/T
    • (3)热力学第三定律
      • 若实现0K，热运动停止，微观状态唯一，其熵值为0。
    • (4)标准熵
  • 状态函数 吉布斯自由能
    • (1)吉布斯自由能判据
    • (2)标准摩尔生成吉布斯自由能
    • (3)具体变化