《工程化学》课程教学资源_第1章 化学反应的基本原理（1）反应热

山东理工大家SHANDONGLUNINERSITYOFTECHNOLDGY第一章化学反应的基本原理第一节化学反应热效应及其计算

第一章 化学反应的基本原理 第一节 化学反应热效应及其计算

山东理工大家SHANDONGLUNINERSITYOFTECHNOLDG化学反应是反应物分子中日键的削弱、断裂和产物分子新键形成的过程。前者需要吸收能量，后者则会释放能量因此，化学反应过程往往伴随有能量的吸收或释放。(能量形式可不同)2025/4/4

2025/4/4 化学反应是反应物分子中旧键的削 弱、断裂和产物分子新键形成的过程。前 者需要吸收能量, 后者则会释放能量。 因此，化学反应过程往往伴随有能量 的吸收或释放。(能量形式可不同)

山东理工大家SHANDONGLUNINERSITYOFTECHNOLDG如：煤燃烧时放热：碳酸钙分解要吸热;原电池反应可产生电能;电解食盐水要消耗电能；镁条燃烧时会放出耀眼的光：叶绿素在光作用下使二氧化碳和水转化为糖类2025/4/4

2025/4/4 如：煤燃烧时放热； 碳酸钙分解要吸热； 原电池反应可产生电能； 电解食盐水要消耗电能； 镁条燃烧时会放出耀眼的光； 叶绿素在光作用下使二氧化碳 和水转化为糖类

山东理工大家一.基本概念和术语SHANDONGLUNINERSITYOFTECHNOLDGY1.系统、环境、相系统：所需研究的那部分物质或空间。环境：系统之外与体系有一定联系的其它物质或空间。物质系统环境能量开系统封闭系统系统孤立系统2025/4/4

2025/4/4 一 .基本概念和术语 1.系统、环境、相 系统: 所需研究的那部分物质或空间。 环境: 系统之外与体系有一定联系的 其它物质或空间。 系统 环境 物质 能量 系统 敞开系统 封闭系统 孤立系统

山东理工大家SHANDONGLNINERSITYOFTECHNOLDGY三种热力学系统（系统也称为体系）系统可分为下述三类：按系统与环境问物质和能量的交换故开系统孤立系统封闭系统无质量和能量交换只有能量交换有质量和能量交换烧杯试剂瓶保温杯

有质量和能量交换 敞开系统 只有能量交换 封闭系统 无质量和能量交换 孤立系统 三种热力学系统（系统也称为体系） 系统可分为下述三类：按系统与环境间物质和 能量 的交换 烧杯 试剂瓶 保温杯

山东理工大家SHANDONGUNIVERSITYOFTECHNOLOGY相一一体系中物理性质和化学组成完全相同的均匀部分。相与相之间有界面。化学反应可分为：单相反应(均相反应)一一反应体系中只有一个相的反应。如气相反应、液相反应多相反应一一反应体系中同时存在两个或两个以上相的反应。如气固反应、气液反应、液液反应、固固反应

相——体系中物理性质和化学组成完全相同的均匀部 分。相与相之间有界面。 化学反应可分为： 单相反应(均相反应)——反应体系中只有 一个相的反应。如气相反应、液相反应。 多相反应——反应体系中同时存在两个或 两个以上相的反应。如气固反应、气液反 应、液液反应、固固反应

山东理工大家2.状态与状态函数SHANDONGUNINERSITYOFTECHNOLOGY（1）系统的状态·状态一系统物理、化学性质的总和。·例如质量、温度、压力、体积、密度、组成等。当这些性质都有确定的值时，就说系统处于一定的状态，即热力学状态·始态一系统发生变化前的状态·终态一系统发生变化后的状态

2.状态与状态函数 • （1）系统的状态 • 状态——系统物理、化学性质的总和。 • 例如质量、温度、压力、体积、密度、组 成等。 • 当这些性质都有确定的值时，就说系统处 于一定的状态，即热力学状态。 • 始态——系统发生变化前的状态 • 终态——系统发生变化后的状态

山东理工大家SHANDONGUNIVERSITYOFTECHNOLOGY（2）状态函数·状态函数一一描述体系状态的物理、化学性质都是状态的函数，简称状态函数·状态函数的总和确定了体系的某一确定的状态状态和状态函数之间可以互为自变量和因变量。状态函数的重要特性：（D）体系的各状态函数之间是互相联系的理想气体PV=nRT()当体系由一种状态变到另一种状态时,状态函数的变化量只决定于体系发生变化前的状态(始态)和变化后的状态(终态),与变化的途径无关

（2）状态函数 • 状态函数——描述体系状态的物理、化学性质都 是状态的函数，简称状态函数。 • 状态函数的总和确定了体系的某一确定的状态。 状态和状态函数之间可以互为自变量和因变量。 ▪ 状态函数的重要特性： （I）体系的各状态函数之间是互相联系的 理想气体 PV=nRT (II)当体系由一种状态变到另一种状态时,状态函 数的变化量只决定于体系发生变化前的状态(始态 )和变化后的状态(终态),与变化的途径无关

山东理工大家SHANDONGUNINERSITYOFTECHNOLOGY3.热力学能U（又称内能）系统内部所有各种运动的能量的总和，分子、原子的动能、势能以及原子核内部的能量，绝对值无法测出，但变化时的值^U可以测定出来，单位（J或kJ)热力学能U是系统的状态函数，只要温度T压力P、体积 V和物质的量n等状态因素被确定时，U值就被确定

3.热力学能U（又称内能） 系统内部所有各种运动的能量的总和，分子、 原子的动能、势能以及原子核内部的能量，绝 对值无法测出，但变化时的值△U可以测定出 来，单位（J 或 kJ） 热力学能 U 是系统的状态函数，只要温度 T、 压力 p、体积 V 和物质的量 n 等状态因素被确 定时，U 值就被确定

山东理工大家SHANDONGUNINERSITYOFTECHNOLOGY4.热和功：（1）热Q：系统与环境之间由于存在温差而传递的能量。Q与冷热程度无关，只有在能量传递中才有意义。体系 (系统）吸收能量+>0能量增加体系（系统）放出能量0-<0能量减少

4.热和功： （1）热Q：系统与环境之间由于存在温差而 传递的能量。 Q 与冷热程度无关，只有在能量传递中才 有意义。 体系（系统）放出能量 Q－ ＜ 0 能量减少 体系（系统）吸收能量 Q ＋＞ 0 能量增加