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配浙大普学第五版复习,根据注册构造师考试摘选课本容编辑。
.1物质的构造和物质状态
原子构造的近代概念;原子轨道和电子云;原子核外电子分布;原子和离子的注明温度和压力的反响,皆指反响是在T = 298 .15 K , p = 100kPa下进展的。
应当指出,同一反响可以在定容或定压条样下进展,前述的弹式热量计测得的即是定容反响热qv,而在敞口容器中或在火焰热量计测得的是定压反响热qp。一般假设没有特别注明,’’实测的反响热(准确)〞均指定容反响热qv,而“反响热〞均指定压反响热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。
式( )就是封闭系统的热力学第一定律的数学表达式。它表示封闭系统以热和功的形式传递的能量,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,其值一定;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T存在温度差而交换的能量称为热,并用q值的正、负号来说明热传递的方向。假设系统吸热,规定g为正值;系统放热,q为负值。q的SI单位为J\。
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w表示,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)。
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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()说明:定容反响热全部用于改变系统的热力学能,或说定容反响热等于系统热力学能的增量(也称改变量)。
定容反响热也只取决于始态和终态,这是定容反响热的特点。
式子〔)是热力学函数焓H的定义式,H是状态函数u,p,V的组合,所以焓H也是状态函数。式(1..14)中△H是焓的增量,,焓变与u一样,其SI单位为J。在定压过程中,如焓变小于零,表示系统放热;假设焓变则为吸热反响。故定压反响热也只取决于始态和终态,这是等压反响热的特点。
可以得出:在恒容或恒压条件下,化学反响的反响热只与反响的始态和终态有关,而与变化的途径无关,后来称为盖斯定律。
可得出同一反响的qp和qv的关系为
对于只有凝聚相(液态和固态)的系统,
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响的焓变叫做该物质的标准摩尔生成焓。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,说明该物质键能越大,对热越稳定。
2。反响的标准摩尔焓变
在标准状态时反响的摩尔焓变叫做该反响的标准摩尔焓变,〔有正负区别〕乘积的总和。
求反响的摩尔焓变除注明系统的状态(T,p,物态等)外,还必须指明相应的反响计量方程式。
,反响的焓变会有些改变,但一般变化不大,即反响的焓变根本不随温度而变。
第2章
化学反响的根本原理与大气污染
这种在给定条什下能自动进展的反响或过程叫做自发反响或自发过程。
“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根底。应注意:自发并不意味迅速。
反响能否自发进展,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响进展的方向,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熵S和吉布斯函数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。系统的熵值越大,系统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展反响必伴随着熵的增加,或隔离系统的熵总是趋向于极大值。这就是自发过程的热力学准则,称为熵增加原理。
上式说明:在隔离系统中,
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