化学热力学初步

化学热力学初步的思维导图，主要内容有系统和环境、热力学能、化学反应质量守恒定律、热力学定律、热功当量等。

化学热力学

• 系统和环境
  • 敞开系统
    • 与环境之间既有物质交换，又有能量交换
  • 封闭系统
    • 与环境之间只有能量交换
  • 孤立系统
    • 无物质交换，无能量交换
• 热力学能
  • 含义
    • 系统内所有粒子 除整体势能和整体动能之外，全部能量的总和
  • 组成
    • 分子平动能、分子转动能、分子振动能、分子运动能、核能等
  • 量度
    • 无法得知绝对数值，只能知道热力学能的改变量
• 化学反应质量守恒定律
  • 内容
    • 在化学反应中，能量既不能创造，也不能毁灭，只能由一种形式转变为另一种形式
  • 具体体现
    • 0=ΣvBB (vB为B的化学计量数，B为反应中物质的化学式) 反应物质=生成物质量
• 热力学定律
  • 热力学第一定律
    • 能量守恒定律应用于以热和功进行交换的热力学过程 U2-U1=q+W
  • 热力学第二定律
    • 1.热不可能自动地从低温物体传给高温物体
    • 2.从单一热源吸热，使之完全转化为功，而不产生其他变化是不可能的
    • 统计表述：在孤立系统中发生的自发进行的反应（过程）必然伴随着熵的增加
  • 热力学第三定律
    • 在0K时，任何纯净的完整晶态物质的熵为零
• 热功当量
  • 1cal=4.1840J
• 反应热的测量
  • 反应热效应
    • 当体系发生反应之后，使产物的温度回到反应前始态时的温度，体系放出或吸收的热量，称为该反应的热效应
  • 热量计
    • 绝热热量计
    • 冰热量计
    • 弹式热量计
• 化学反应进行的方向
  • 自发过程
    • 在一定条件下不需任何外力作用就能自动进行的过程，许多过程都是熵（混乱度）增加的过程
  • 吉布斯自由能 G=H-TS
    • 吉布斯函数的变化 ΔG=ΔH-TΔS
      • ΔG<0 自发过程，正向进行
      • ΔG=0 平衡状态
      • ΔG>0 非自发过程，逆向进行
  • 不同条件反应热
    • 恒容过程
      • 反应热效应只取决于系统的始态和终态
    • 恒压过程
      • 大多会发生体积变化而做功
• 化学平衡
  • 可逆反应
    • 可逆性是化学反应的普遍特征
  • 平衡状态
    • 当反应进行到一定程度时，系统中反应物与生成物的浓度（或压力）便不再随时间而变化，即达到了平衡状态。系统这种表面上静止的状态叫做化学平衡状态，是一种动态平衡
  • 化学平衡常数
    • Kp压力平衡常数
    • Kc浓度平衡常数
    • КΘ标准平衡常数
  • 化学平衡的移动
    • 平衡移动原理（吕·理查德原理）：假如改变平衡系统的条件之一，如浓度、压力或温度，平衡就能向减弱这个改变的方向移动