天津工业大学：《生物无机化学》课程教学资源（PPT课件）第3章 化学反应中的能量变化

@ 严谨严格 第3章 求实求是 化学反应的能量变化 天津工常大学

第3章 化学反应的能量变化

@ 本章主要内容 谨严格 3.1 基本概念和术语 求实求是 3.2热力学能和热力学第一定律 3.4化学反应的反应热 3.5化学反应热的理论计算 天津工常大学

本章主要内容 3.1 基本概念和术语 3.2 热力学能和热力学第一定律 3.4 化学反应的反应热 3.5 化学反应热的理论计算

3.1基本概念和术语 严 3.1.1系统、环境和过程 严 系统（体系）一研究的对像 环境一 系统以外与系统有关的部分 注意系统与环境之间要有边界（具体或假想) 实求是 如：Zn(s)+H2SO4(稀)=ZnSO4+H2(g) 密闭： 反应容器 边界是具体的 逸出液面 非密闭：边界是假想的 扩散到空气中 系统+环境→ 宇宙 天津掌大学

系统 系统以外与系统有关的部分 注意 系统与环境之间要有边界 （体系）—— 研究的对象 环境 —— （具体或假想） 如：Zn(s) + H2SO4 (稀) = ZnSO4 + H2 (g) 反应容器 密闭： 非密闭： 边界是具体的 边界是假想的 系统 + 环境 宇宙 3.1.1 系统、环境和过程 3.1 基本概念和术语 逸出液面 扩散到空气中

敞开系统： 系统 有E交换 环境 有M交换 谨严格 系统 封闭系统 系统 有E交换 环境 (密闭系统) 无M交换 孤立系统： 系统 无交换 环境 求实求是 (隔离系统) 无M交换 例： 热水 热水 敞开系统 封闭系统 孤立系统 天津常大曾

系统 敞开系统： 封闭系统： （密闭系统） 孤立系统： 系统 系统 系统 环境 环境 环境 无E交换 有E交换 有E交换 有M交换 无M交换 无M交换 例： （隔离系统） 敞开系统 封闭系统 孤立系统 热水

恒温过程：△T=0的过程 T始)=T(终)=T环) 严谨严格 恒压过程：△p=0的过程 p(始)=p(终)=p环) 过程 恒容过程：△V=0的过程dV(系)=0 求实求是 循环过程：经过变化又回到始态 系统发 生的一 系统各种性质的变化均为零 切变化 绝热过程：系统与环境无热量交换的过程 途径 完成某一过程的具体步骤 天津掌大学

过程 系统发 生的一 切变化 恒温过程： T(始) = T(终) = T(环) 恒压过程： p(始) = p(终) = p(环) 恒容过程： dV(系)=0 循环过程： 系统各种性质的变化均为零 绝热过程：  T=0的过程  p=0的过程  V=0的过程 经过变化又回到始态， 系统与环境无热量交换的过程 途径——完成某一过程的具体步骤

3.1.2系统的状态和状态函数 严 谨 状态：系统的物理性质和化学性质的综合表现 严 状态函数：描述或规定系统状态的这些性质或宏 观物理量T、p、V、U八、H、S、G 求 宏观物理量（表示系统当时所处状态) 实 求 例：100kPa,60℃的水：系统此时处于60℃ 是 ①状态一定，值一定： 特征 ②状态改变，值改变； 变化值取决于始、终态，与途径无关。 ③循环过程，变化值为零。 天津孝火学

3.1.2 系统的状态和状态函数 状态： 状态函数： 例：100 kPa，60℃的水： 系统的物理性质和化学性质的综合表现 宏观物理量 系统此时处于60℃ T、p、V、 U、H、S、G 特征 ①状态一定，值一定； ②状态改变， 值改变； 变化值取决于始、终态，与途径无关。 ③循环过程，变化值为零。 （表示系统当时所处状态） 描述或规定系统状态的这些性质或宏 观物理量

严 3.1.3广度性质和强度性质 广度性质（容量性质）：与物质的量有关的性质 格 具有加和性；Vn、U 求 强度性质：与物质的量无关的性质 不具有加和性；T、P、c(B) 是 两个广度性质之比→一个强度性质 =c(B) 天津掌大学

3.1.3 广度性质和强度性质 与物质的量有关的性质 与物质的量无关的性质 广度性质(容量性质)： 强度性质 ： 两个广度性质之比 一个强度性质 n V = c(B) 具有加和性；V、n、U 不具有加和性；T、P、c(B)

3.1.4热和功 严 严 热—以温差传递的能量(Q) 规定： 格 系统吸热 Q>0环境 Q 系统 系统放热 Q0) 天津常大学

3.1.4 热和功 规定： 系统吸热 系统放热 热——以温差传递的能量 环境 系统 系统 环境 除热以外，系统与环境间以其他形式 传递的能量 规定： 系统 环境 功（W＞0） 功（W＜0） 功—— （W） （ ） ＞0 ＜0

热力学中： 谨严格 体积功（膨胀功)：W=-p:△V CaCO3(s)-A CaO(s)+CO2(g) 功 系统对环境做了体积功，W<0 求实求是 非体积功（有用功）：如电功、表面功 注意 (用W表示) ①Q、W不是状态函数，与过程有关 ②单位：焦(J)或干焦(kJ) 天津掌大学

热力学中： 功 （用W′表示） CaCO3 (s)  CaO(s) + CO2 (g) 系统对环境做了体积功，W＜0 体积功（膨胀功）：W = - p·  V 非体积功（有用功）：如电功、表面功 ②单位：焦（J）或千焦（kJ） 注意 ① 、W 不是状态函数，与过程有关

3.1.5 标准状态台” 严 严 100kPa、指定温度： 格 气体为理想气体，分压po=100kPa； 溶液为理想溶液，且c=1mol·dm-3; 求实求是 液体、固体为稳定的纯物质。 注意 标准状态与标准状况的区别 指定温度 273.15K g、1、s g 联系：压力均为p 天津工常大学

100kPa、指定温度： 标准状态与标准状况的区别 273.15K g 溶液为理想溶液，且c = 1mol·dm-3 ； 液体、固体为稳定的纯物质。 指定温度 g、l、s 联系： 气体为理想气体， 分压p = 100kPa ； 压力均为p 注意 3.1.5 标准状态“