配浙大普通化学第五版复习,根据注册结构师考试摘选课本内容编辑。
.1 物质的结构和物质状态
原子结构的近代概念;原子轨道和电子云;原子核外电子分布;原子和离子的电子结构;
原子结构和元素周期律;元素周期表;周期;族;元素性质及氧化物及和压力的反应, 皆指反应是在T = 298 .15
K , p = 100kPa 下进行的。
应当指出,同一反应可以在定容或 定压条样下进行,前述的 弹式热量计测得
的即是 定容反应热qv ,而在敞口容器中或在火焰热量计测得的是定压反应热qp 。一
般若没有特别注明,’’ 实测的反应热( 精确 ) ”均指 定容反应热qv ,而“反应热 ”
均指 定压反应热qP。
将能量守恒定律应用于热力学中即称为热力学第一定律。
它表示封闭系统以热和功的
式 ( 就是 封闭系统 的热力学第一定律的数学表达式。 形式传递的能量,必定等于系统热力学能的变化。
热力学能既是系统内部能量的总和,所以是系统自身的性质,是状态函数。 系统处于一定的状态,其热力学能就有一定的数值,其变化量只决定于系统的始
态和终态,而与变化的途径无关。即热力学能具有状态函数的三个特点 :①状态一 定,其彳i一定;②殊途同归,值变相等;③周而复始,值变为零。
系统与环境之间 由伊在温度差而交换的能量称为 热,并用q值的正、负号来 表明热传递的方向。若 系统吸热,规定g为正值;系统放热,q为负值。q的SI单位 为。
系统与环境之间 除热以外的其他形式传递的能量都叫做 功。以符号W1示,其SI 单位为J 。规定系统得功,w为正值;系统做功,w取负值。热力学中将功分为体积 功和非体积功两类。在一定外压下,由于系统的体积发生变化而与环境交换的功 称为体积功(又称膨胀功)。
功和热都是过程中被传递的能量,它们都不是状态函数,其数值与途径有关。 但应注意:根据热力学第一定律,它们的总量(q+w)与状态函数热力学能的改变量 U 相等,只由过程的始态和终态决定,而与过程的具体途径无关。
式表明:定容反应热全部用于改变系统的 热力学能,或说定容反应热等于系统热力 学能的增量(也称改变量)。
定容反应热也只取决于始态和终态,这是定容反应热的特点。
式子(是热力学函数 给H勺定义式,H是状态函数u,p,V的组合,所以 给H也是状态 函数。式(1..14)中^HB含的增量,,始变与u相同,其SI单位为J。 在定压过程中,如始变小于零,表示系统放热 ;若始变则为吸热反应。故 定压反应
热 也只取决于 始态 和 终态 ,这是等压反应热的 特点
可以得出 : 在 恒容或恒压条件下,化学反应的 反应热只与反应的始态和终态有关,
而 与变化的途径无关 ,后来称为 盖斯定律 。
可得出同一反应的qp和qv的关系为
对于只有 凝聚相 ( 液态和固态) 的系统,
1. 热力学标准状态与物质的标准摩尔生成焓
物质的 热力学标准态强调物质的 压力必为标准压力pe ,对温度并无限定。
单质和化合物的相对焓值,规定在标准状态时由指定单质生成单位物质的量
的纯物质时反应的始变叫做该物质的标准摩尔生成始。一般选T= K为参考温度。
生成焓是说明物质性质的重要数据,生成焓的 负值越大 ,表明该物质键能越大 ,
对 热越稳定 。
2。反应的标准摩尔焓变
在标准状态时反应的摩尔焓变叫做该反应的 标准摩尔焓变, 温度下标准摩尔
反应焓等于同温度下各参加反应物质的标准摩尔生成焓与其化学计量数(有正负
区别)乘积的总和。
求反应的摩尔始变除注明系统的状态(T, p,物态等)外,还必须 指明相应的反应
计量方程式。
若系统的温度不是,反应的焓变会有些改变,但一般变化不大,即 反应的焓
变基本不随温度而变。
第2章
化学反应的基本原理与大气污染
这种在给定条什下能自动进行的反应或过程叫做 自发反应 或 自发过程 。
“ 自发过程 都是 热力学的不可逆过程 ”。这是一切自发过程的共同特征,也是热
力学第二定律的基础。应注意: 自发并不 意味 迅速 。
反应能否自发进行,还与给定的条件有关。
但是热力学第一定律无法说明化学反应进行的方向, 热力学第二定律 的主要任务
之一是研究过程方向和限度。为此要引进新的热力学状态函数嫡曲口吉布斯函数G。
这就是说,系统倾向于取得最大的混乱度( 或无序度 ) 。系统内物质微观粒子的 混
乱度 ( 或无序度 ) 可用熵来表达 ,或者说系统的熵是系统内物质微观粒子的混乱度
或无序度)的量度,以符号S表示之。系统的 嫡值越大,系统内物质微观 粒子的混
乱度越大 。
热力学第二定律的统计表达为: 在隔离系统中发生的自发进行反应必伴随着熵的
增加 ,或隔离系
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