无机及分析化学

无机及分析化学第三章第三章1化学热力学基础及化学平衡 世界上的各种物理变化、 化学变化都伴随着能量的变化。 定量研究能量相互转化过程中所遵循规律的学科称为热力学。

化学热力学基础及化学平衡

• 2.1 基本概念
  • 系统与环境
    • 系统
      • 所需研究对象
      • 敞开系统
        • 系统与环境即有能量交换又有物质交换
      • 封闭系统
        • 系统与环境只有能量交换没有物质交换
      • 孤立系统
        • 系统与环境既没有能量交换也没有物质交换
      • 系统划分不同，其性质也不同。我们一般研究封闭系统。
    • 环境
      • 系统外与其密切相关的部分
  • 状态与状态函数
    • 状态
      • 系统物性与化性的综合表现
    • 状态函数
      • 描述系统状态的物理量
      • 广度性质
        • 有加和性
        • 质量，内能，自由能，焓，熵
      • 强度性质
        • 没有加和性
        • 温度，压强，密度
    • 状态函数的特点
      • 状态函数是单值函数
      • 状态函数只与时态和终态有关与变化途径无关
      • 状态函数的和差积商仍是状态函数
  • 过程与途径
    • 过程
      • 系统状态发生变化的过程
        • 等温过程
        • 等压过程
        • 等容过程
        • 绝热过程
          • 系统与环境没有热交换
        • 循环过程
          • 状态函数改变值为零
        • 一般化学反应为等温等压或等温等容过程，封闭体系
    • 途径
      • 完成过程的具体路线和方法，常用→表示途径，由始态指向终态
      • 只要系统的始终态一定，无论系统变化途径如何其状态函数的变化值一定
  • 热和功
    • 热和功都不是状态函数
    • 热Q
      • 系统与环境间存在温度差而引起的能量传递单位J
      • 系统从外界环境吸热Q>0，系统向外界放热为Q<0
    • 功W
      • 除热外的其他的能量传递形式称为功单位J
      • 系统从外界环境得功W>0，系统向外界做功W<0
      • 体积功
        • 系统体积变化对外做的功
        • 公式
      • 非体积功
        • 电功，机械功，表面功
    • 1.不能说系统含有多少热和功只能说做了功或吸收了热2物体可以具有较高能量但不能说系统具有较高能量3热和功都不是状态函数
  • 化学反应计量式和化学反应进度
    • 化学反应计量式
      • 体现了反应物与产物之间的原子数目和质量的平衡关系——体现了质量守恒的原理
      • 化学计量式
        • ——化学反应式通式，标明每种物质的聚集状态
      • 化学计量数
        • 化学计量数量纲为一
        • 对于反应物化学计量数取负值对于产物取正值
    • 化学反应进度
      • 公式
        • n表示物质的量
        • ξ为反应进度单位为mol
  • 热力学能与热力学第一定律
    • 热力学能
      • 系统内所有微观粒子的全部能量之和U为状态函数无法测定，只可测定U的变化量
      • 特点
        • 热力学能为状态函数状态一定U一定
        • U只与始态和终态有关
        • U具有加和性
        • 热力学能的绝对值无法确定——微观粒子运动的复杂性
    • 热力学第一定律
      • 公式
      • 热力学第一定律实质是能量守恒与转化定理
  • tip 1系统的状态不变一定无热和功2系统的状态改变或不变系统与环境有能量交换，有热和功3系统的状态不变一定无热力学能4系统的始终态不变热力学能不变
• 2.2 化学反应的反应热
  • 化学反应的反应热
    • 反应热的定义
    • 反应热的分类
    • 恒容反应热
    • 恒压反应热
    • 恒压反应热和恒容反应热的关系
  • 热力学标准态
  • 热力学方程式
  • 热化学定律——盖斯定律
  • 标准摩尔生成焓
• 2.4 化学反应的限度——化学平衡
  • 可逆反应与化学平衡
  • 平衡常数
  • 化学反应的等温方程式
  • 化学平衡的移动
• 2.3 化学反应的方向性
  • 自发过程
  • 熵和热力学第三定律
  • 吉布斯自由能

化学热力学基础及化学平衡

• 2.1 基本概念
  • 系统与环境
    • 系统
      • 所需研究对象
      • 敞开系统
        • 系统与环境即有能量交换又有物质交换
      • 封闭系统
        • 系统与环境只有能量交换没有物质交换
      • 孤立系统
        • 系统与环境既没有能量交换也没有物质交换
      • 系统划分不同，其性质也不同。我们一般研究封闭系统。
    • 环境
      • 系统外与其密切相关的部分
  • 状态与状态函数
    • 状态
      • 系统物性与化性的综合表现
    • 状态函数
      • 描述系统状态的物理量
      • 广度性质
        • 有加和性
        • 质量，内能，自由能，焓，熵
      • 强度性质
        • 没有加和性
        • 温度，压强，密度
    • 状态函数的特点
      • 状态函数是单值函数
      • 状态函数只与时态和终态有关与变化途径无关
      • 状态函数的和差积商仍是状态函数
  • 过程与途径
    • 过程
      • 系统状态发生变化的过程
        • 等温过程
        • 等压过程
        • 等容过程
        • 绝热过程
          • 系统与环境没有热交换
        • 循环过程
          • 状态函数改变值为零
        • 一般化学反应为等温等压或等温等容过程，封闭体系
    • 途径
      • 完成过程的具体路线和方法，常用→表示途径，由始态指向终态
      • 只要系统的始终态一定，无论系统变化途径如何其状态函数的变化值一定
  • 热和功
    • 热和功都不是状态函数
    • 热Q
      • 系统与环境间存在温度差而引起的能量传递单位J
      • 系统从外界环境吸热Q>0，系统向外界放热为Q<0
    • 功W
      • 除热外的其他的能量传递形式称为功单位J
      • 系统从外界环境得功W>0，系统向外界做功W<0
      • 体积功
        • 系统体积变化对外做的功
        • 公式
      • 非体积功
        • 电功，机械功，表面功
    • 1.不能说系统含有多少热和功只能说做了功或吸收了热2物体可以具有较高能量但不能说系统具有较高能量3热和功都不是状态函数
  • 化学反应计量式和化学反应进度
    • 化学反应计量式
      • 体现了反应物与产物之间的原子数目和质量的平衡关系——体现了质量守恒的原理
      • 化学计量式
        • ——化学反应式通式，标明每种物质的聚集状态
      • 化学计量数
        • 化学计量数量纲为一
        • 对于反应物化学计量数取负值对于产物取正值
    • 化学反应进度
      • 公式
        • n表示物质的量
        • ξ为反应进度单位为mol
  • 热力学能与热力学第一定律
    • 热力学能
      • 系统内所有微观粒子的全部能量之和U为状态函数无法测定，只可测定U的变化量
      • 特点
        • 热力学能为状态函数状态一定U一定
        • U只与始态和终态有关
        • U具有加和性
        • 热力学能的绝对值无法确定——微观粒子运动的复杂性
    • 热力学第一定律
      • 公式
      • 热力学第一定律实质是能量守恒与转化定理
  • tip 1系统的状态不变一定无热和功2系统的状态改变或不变系统与环境有能量交换，有热和功3系统的状态不变一定无热力学能4系统的始终态不变热力学能不变
• 2.2 化学反应的反应热
  • 化学反应的反应热
    • 反应热的定义
    • 反应热的分类
    • 恒容反应热
    • 恒压反应热
    • 恒压反应热和恒容反应热的关系
  • 热力学标准态
  • 热力学方程式
  • 热化学定律——盖斯定律
  • 标准摩尔生成焓
• 2.4 化学反应的限度——化学平衡
  • 可逆反应与化学平衡
  • 平衡常数
  • 化学反应的等温方程式
  • 化学平衡的移动
• 2.3 化学反应的方向性
  • 自发过程
  • 熵和热力学第三定律
  • 吉布斯自由能