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化学热力学基础6第六章学科•热力学•统计热力学•化学热力学•永动机—两类热力学—研究自然界各种形式能量之间相互转化的规律，以及能量转化对物质的影响的科学。化学热力学—用热力学的基本原理和方法研究化学现象以及与化学有关的物理现象的科学。反应可否进行程度能量变化无机化学第六章第一节热力学基本概念一、体系和环境二、状态和状态函数三、过程和途径四、热和功五、内能普通化学第六章一、体系和环境体系：研究对象；环境：体系以外的其它部分。宇宙：体系和环境的结合；体系TheSystem普通化学第六章体系的分类分类物质交换能量交换敞开体系有有封闭体系无有孤立体系无无本章主要讨论的就是封闭体系普通化学第六章体系的性质分类特点例子广度性质容量性质其量值与体系中物质的量成正比，具有加和性。质量、体积、热容量、焓、熵等强度性质强度量其量值只决定于体系的自身特性，与体系中物质的量无关，无加和性。温度、压力、密度等可测量不可测量普通化学第六章二、状态和状态函数（1）体系的状态状态——体系物理、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，就说体系处于一定的状态，即热力学状态。始态——体系发生变化前的状态终态——体系发生变化后的状态普通化学第六章(2)状态函数状态函数：表征和确定体系状态的宏观性质，例如：温度、压力、体积、密度、能量、形态等，还有后面将要介绍的热力学函数：U、H、G、S等。状态函数的特点：状态一定值一定殊途同归变化等周而复始变化零并非所有的状态函数都是独立的，有些是相互关联、相互制约的。即状态函数之间可以互为自变量和因变量。例如：P、V、T、n普通化学第六章三过程和途径过程：体系从始态到终态变化的经过。途径：完成这一变化经过的具体步骤、路线。过程可分为：恒温过程恒压过程恒容过程绝热过程等。普通化学第六章始态p1=1.01×105PaT1=298K恒温过程p2=2.02×105PaT1=298K恒压过程终态p2=2.02×105PaT2=398Kp1=1.01×105PaT2=398K恒压过程恒温过程普通化学第六章四热和功当体系的状态发生变化时，体系与环境之间必然伴随着能量的交换，“热”和“功”。体系与环境之间因温度的不同而交换或传递的能量称为热（heat），符号为Q。除了热以外的一切交换或传递的能量都称为功（work），常用符号为W。热和功的单位都采用J或kJ体积功——因体系体积变化反抗外力作用与环境交换的能量。对于一般化学反应来说，如果反应过程不在特定装置(如原电池)中进行，主要指体积功。功不是状态函数。无机化学第六章体积功无机化学第六章规定体系从环境吸热（获得能量），Q为正值；体系向环境放热（损失能量），Q为负值。环境对体系作功（获得能量），W为正值;体系对环境作功（损失能量），W为负值。注：对于功（W）的正负符号规定，有的书刊与此相反。无机化学第六章五内能1、定义：内能是指体系内部所包含的各种能量之总和。它不包括体系整体运动的动能及体系在外场中的位能。2、内能是体系的一种性质，所以它只取决于状态，即内能是状态函数。3、内能的绝对数量是无法测量的（即不可知的）。4、我们只关心内能的变化量，△U=U2—U1。5、理想气体的内能只是温度的函数。无机化学第六章第二节热力学第一定律一、热力学第一定律的表述二、化学反应的热效应三、盖斯定律与反应热的计算无机化学第六章一、热力学第一定律的表述表达式:∆U=Q+W(p424符号)实质：能量守恒热力学第一定律的叙述:在任何过程中，能量是不能自生自灭的，或者说任何过程中的总能量是守恒的，也可以说第一永动机是不可能的。体系内能的变换等于其与环境的能量交换值,即状态变换过程中热和功之和.无机化学一些特殊情况的讨论：一个物体既不作功，也不与外界发生热交换，则内能变化为零。绝热过程：如果一个物体与外界不发生热交换，外界对其作功，则：Q=0;∆U=W恒容过程：若物体只与外界发生热交换，而不作功，设从外界吸收Q，即W=0,∆U=Q一般情况下:∆U=Q+W理想气体的U只是温度的函数，故理想气体恒温变化时，∆U=0第六章无机化学第六章二、化学反应的热效应1、热效应的定义：体系在物理的或化学的等温等压或等温等容过程中，不做”非体积功”时所吸收或放出的热叫做此过程的热效应。第六章2、焓(H)设：1）体系的变化过程为等压过程即p始=p终=p环=p2）体系在变化过程中只做体积功，不做其他形式的功。W体积＝-P·△V(p240)无机化学由热力学第一定律∵ΔU=Qp+W体积∴Qp=ΔU-W体积=ΔU+p·△V=（U2－U1）+p·(V2－V1）∵p1=p2=p∴Qp=（U2－U1）+（p2V2－p1V1）第六章无机化学将状态1、状态2的函数归并在一起：Qp=（U2＋p2V2）－（U1+p1V1）定义H＝U＋pV为焓由此:非体积功为0的前提下,体系恒压过程的热效应等于体系的焓变量Qp=△H无机化学第六章无机化学第六章(2)焓的性质1）焓是状态函数H=U+pV∵U、p、V都是状态函数，∴U+pV也是状态函数,是复合的状态函数,△H=H2-H1与路径无关无机化学第六章2）焓和内能一样，具有能量的量纲焓的绝对值无法确定。3)当过程反向进行时，ΔH要改变符号即ΔH(正)=—ΔH(逆)无机化学第六章4)焓与物质的聚集态、所处的温度有关对一定量的某物质而言H（g）＞H（l）＞H（s）H（高温）＞H（低温）5)等压热效应Qp无机化学第六章在等温封闭体系中发生只做体积功的等压过程Qp=ΔH吸热过程Qp＞0，ΔH＞0焓增放热过程Qp＜0，ΔH＜0焓减