上海交通大学：《大学化学原理》课程教学资源（PPT课件）02 化学热力学的初步概念 Primary Conception of Chemical Thermodynamics

化学原理

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化学热力学的 初步概念 Primary Conception of Chemical Thermodynamics

化学热力学的 初步概念

本章教学要求 1.了解化学变化过程中的热效应、恒容反应热和恒压反应热 的概念与测定；会写热化学方程式； 2.初步了解焓的概念，知道焓变是化学反应自发过程的一种 驱动力； 3.会进行有关热化学的一般计算； 4.初步了解熵、熵变和绝对熵的概念， 知道熵变是化学反应 的自发过程的另一种驱动力； 5.初步了解热力学第一、第二、第三定律的概念； 6.初步了解吉布斯自由能及吉布斯-亥姆霍兹方程，初步学会用其判 据化学反应的自发性；

1．了解化学变化过程中的热效应、恒容反应热和恒压反应热 的概念与测定；会写热化学方程式； 2．初步了解焓的概念，知道焓变是化学反应自发过程的一种 驱动力； 3．会进行有关热化学的一般计算； 4．初步了解熵、熵变和绝对熵的概念，知道熵变是化学反应 的自发过程的另一种驱动力； 5．初步了解热力学第一、第二、第三定律的概念； 6．初步了解吉布斯自由能及吉布斯-亥姆霍兹方程，初步学会用其判 据化学反应的自发性； 本章教学要求

热化学和焓 Thermochemistry and enthalpy 本章内容 2熵和熵变一反应自发性的另一种判据 Entropy and entropy change judgment for spontaneous reactio 3自由能—反应自发性的最终判据 Free energy -the determined criterion for the spontaneous process

1 热化学和焓 Thermochemistry and enthalpy 2 熵和熵变—反应自发性的另一种判据 Entropy and entropy change — judgment for spontaneous reaction 3 自由能——反应自发性的最终判据 Free energy－the determined criterion for the spontaneous process

什么是 子J子 Chemical thermodynamics 热力学是研究各种形式能量相互转化时遵循的规律 themodynamics”一词是由希腊文中的“therme”(意为 “热”或“能”)与“dynamics”(意为“力”)组合而成的 将热力学原理和方法用于研究化学问题产生了化学热力 学(Chemical thermodynamics)),主要回答诸如化学反应过程 中吸收或放出的热量、化学反应的自发性（即两种物质之 间能否发生化学反应)以及化学反应的限度（反应完成之后 反应物的量与产物的量之间的关系)等化学家十分关注的 类基本问题

热力学是研究各种形式能量相互转化时遵循的规律。 “themodynamics ”一词是由希腊文中的“therme ”(意为 “热”或“能”)与“dynamics ”(意为“力”)组合而成的 。将热力学原理和方法用于研究化学问题产生了化学热力 学(Chemical thermodynamics), 主要回答诸如化学反应过程 中吸收或放出的热量、化学反应的自发性(即两种物质之 间能否发生化学反应)以及化学反应的限度(反应完成之后 反应物的量与产物的量之间的关系)等化学家十分关注的 一类基本问题

化学热力学的特点 研究对象着眼于宏观性质的变化 可对许多过程的变化趋势及一般规律 加以讨论，不依赖物质结构的知识 无时间概念，不涉及速率问题

化学热力学的特点 • 研究对象着眼于宏观性质的变化 • 可对许多过程的变化趋势及一般规律 加以讨论,不依赖物质结构的知识 • 无时间概念,不涉及速率问题

★体系（系统) 和环境(system and environment) 体 系(system):被研究的直接对象 环 境(environment):体系外与其密切相关的部分 敞开体系(open system):与环境有物质交换也有能量交换 封闭体系(closed system):与环境有能量交换无物质交换 孤立体系(isolated system):与环境无物质、能量交换 物质 物质 物质 能星 能量 能量

体 系(system)：被研究的直接对象 环 境(environment) : 体系外与其密切相关的部分 敞开体系(open system)：与环境有物质交换也有能量交换 封闭体系(closed system)：与环境有能量交换无物质交换 孤立体系(isolated system)：与环境无物质、能量交换 ★ 体系（系统）和环境 (system and environment)

大状态和状态函数(state and state function) 状 态：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。是系统的各种物理性 质和化学性质的综合表现。 状态函数：描述系统性质的物理量，例如p,V,T等 跫指漾绿的集秀挚斋要

状 态: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。是系统的各种物理性 质和化学性质的综合表现。 状态函数: 描述系统性质的物理量，例如 p，V，T等 ★ 状态和状态函数 (state and state function)

热力学平衡态 在不改变环境的情况下，如果体系的所 有性质均不随时间而变化，且当体系与 环境脱离接触后不会引起体系任何性质 的改变，这时我们认为体系处于热力学 平衡状态

热力学平衡态 在不改变环境的情况下，如果体系的所 有性质均不随时间而变化，且当体系与 环境脱离接触后不会引起体系任何性质 的改变，这时我们认为体系处于热力学 平衡状态

平衡态应满足以下四个条件 1.热平衡(Thermal equilibrium) 体系与环境不存在热量的交换 2.力平衡(Mechanical equilibrium) 体系与环境的压力平衡 3.相平衡（Phase equilibrium 体系中每一个相的组成和各物质的数量均不随时间而变化 4.化学平衡(Chemical equilibrium) 当化学反应体系的组成不随时间而变化时，体系达到化学平衡

平衡态应满足以下四个条件 1. 热平衡（ Thermal equilibrium ） 体系与环境不存在热量的交换 2.力平衡（ Mechanical equilibrium ） 体系与环境的压力平衡 3.相平衡（ Phase equilibrium ） 体系中每一个相的组成和各物质的数量均不随时间而变化 4.化学平衡（ Chemical equilibrium ） 当化学反应体系的组成不随时间而变化时， 体系达到化学平衡