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?※状态:热力学用系统的性质来描述它所处的状态。性质---指化学和物理性质例如:一壶开水则组成是H20,P100kPa、T373k、V4L均确定。※※1系统状态一定,则状态函数确定;开水P100kPaT373K(2)状态函数改变量只与始终态有关,而与具体过程无关?XX终-X始X2-(热力学能)?系统的能量有三部分组成:运动能、位能、内能内能——系统内部各种能量的总称。符号:U单位:KJ内能包括系统内分子运动能、分子相互间位能、原子间键能、原子核内粒子间作用能等等。内能是系统的状态函数,仅与系统的状态有关,换言之内能是系统的状态函数ΔUU2-U14热力学第一定律?:能量守恒和转化定律:能量有各种不同的形式,可以从一种形式转变为另一种形式,从一个物体传递给另一个物体,而在转换和传递中总能量守恒不变。系统内热力学能的变化ΔU以热和功的形式转换和传递。ΔUU2-U1QWU1、U2:系统变化前后两个状态的热力学能ΔU:热力学能的变化??U是状态函数只与始终状态有关,热和功都不是状态函数,它们与具体过程有W与具体途径有关。?化学反应热定义在热力学中,关Q和常把始终状态(反应物和生成物)温度相同,且在反应过程中系统只反抗外压做膨胀功(无非体积功)时所吸收或放出的热量称反应热,又称热效应。(解释三点)?同一化学反应在不同条件下吸收或放出的热量是不同的热效应分类:恒容反应热QV和恒压反应热QP:?恒压反应热与焓(H)??由热力学第一定律:ΔUP外ΔV-P外V2–V1ΔUQPWQP–pV2–V1QW体系对外作功:W-U2–U1QP–pV2–V1QPU2pV2-(U1pV1)令H,U,pV(定义)H:新的状态函数----焓HH2–H1HU,PV(通式)H是焓的变化,称为焓变HH2–H1HU,PV(通式)H是焓的变化,称为焓变HQPp、w′0特例:系统在恒压过程中焓变在数值上等于反应的恒压热效应由于化学反应的H比化学反应的热效应容易计算且HQP,所以化学反应的热效应的计算都是算H,为了方便索性用H代表热效应)?利用物质的标准摩尔生成焓计算反应热??1)热力学标准态θ处于标准条件下的状态,称为热力学标准态。规定?标准压力为P100kPa下的纯理想气体、纯液体、纯固体。?标准浓度为1mol/l的溶液。2)物质的标准摩尔生成焓在标准态下温度T(298K)时,由最稳定纯态单质生成1mol某物质时的反应热称为该物质在温度T时的标准摩尔生成焓(标准摩尔生成热)。符号:fHmθ单位:kJmol–1表示变化;f表示生成(formation);m表示1mol某物质(必需是生成物);θ表示标准状态。注意:fHmθ是对1mol生成物关于标准摩尔生成焓(热)1只有最稳定单质的标准摩尔生成热才是零;fHmθ(C,石墨)0kJmol-1fHmθ(C,金刚石)-12同一物质不同聚集态下,标准摩尔生成焓数值不同fHmθ(H2O,g)--1fHmθ(H2O,l)--1同一物质在不同温度下有不同的标准摩尔生成热;?化学反应的熵变?dDSS2–S1ΔrSθm?γiSθm生,??吉布斯函数1876年吉布斯定义了新的热力学函数吉布斯函数自由能。GH–TSH、T、S都是状态函数,所以G也是状态函数,它具有状态函数的各种特点。?在恒温、恒压条件下,化学反应的rGmΔrHm、ΔrSm及T的关系:rGmΔrHm—TΔrSm吉布斯公式,它是化学反应自发进行的判据。,在恒温、恒压、无非体积功的条件下,自发进行的方向是减少体系的吉布斯函数,即从G大到G小的状态进行,直到G0。若在标准状态下,吉布斯公式变为;rGθmΔrHθm-TΔrSθm???rGθmlt0是自发过程rGθm0是平衡状态rGθmgt0非自发过程?化学反应标准摩尔吉布斯函数变的计算?1)fGm和rGm标准状态下,由最稳定的纯态单质生成1mo某物质时的吉布斯函数变,称为该物质的标准摩尔生成吉布斯函数。符号:fGm单位:kJmol–1热力学中对物质而言fGm与fHm相似;对化学反应而言rGm与rHm相似。规定:最稳定纯态单质的标准摩尔生成吉布斯函数为零。2)标准摩尔吉布斯函数变的计算???dDGG2–G1rGmγifGm生γifGm反?利用吉布斯等温方程式计算298K时:先查表求ΔrHθm和ΔrSθm再计算rGmrGmΔrHθm-TΔrSθm任意温度下的吉布斯函数变rGmθTrHmθTTrSmθTrHmθT?rHmθ298rSmθT?rSmθ298rGmθT?rHmθ298TrSmθ298?吉布斯函数变