第二章化學熱力學基礎(chǔ)-文庫吧
2025-07-17 13:05 本頁面
【正文】 力學能 熱力學能 也稱 內(nèi)能 ，用符號 U 表示。熱力學能是系統(tǒng)內(nèi)部能量的總和，包括系統(tǒng)內(nèi)分子運動的動能、分子間相互作用的勢能和分子內(nèi)各種粒子（原子、原子核、電子等）及其相互作用的能量等。 熱力學能是狀態(tài)函數(shù)，其量值取決于系統(tǒng)的狀態(tài)。 當系統(tǒng)由狀態(tài) A 變化到狀態(tài) B 時，熱力學能改變?yōu)?： 由于系統(tǒng)內(nèi)部粒子的運動方式及其相互作用非常復雜，熱力學能的絕對值無法測量。 BAU U U? ? ?二、熱力學第一定律的數(shù)學表達式 系統(tǒng)的熱力學能改變是由于系統(tǒng)與環(huán)境之間進行熱和功傳遞的結(jié)果。 在任何過程中，系統(tǒng)熱力學能的增加等于系統(tǒng)從環(huán)境吸收的熱與環(huán)境對系統(tǒng)所做的功之和 。 對于微小變化： U Q W? ? ? d δ δU Q W??三、焓 對于不做非體積功的等容過程 ： dU = QV 對有限變化： ΔU＝ QV δ 對不做非體積功的等壓過程： suδ ddpQ U p V??su d d d( )p V p V pV??δ d d ( ) d ( )pQ U p V U p V? ? ? ? 由于 U、 p、 V 都是狀態(tài)函數(shù)，因此它們的組合 U＋ pV 也是狀態(tài)函數(shù)。這一狀態(tài)函數(shù)稱為 焓 ，用符號 H 表示： H U + pV def代入上式： 對有限變化： d= δ pHQ pHQ??第三節(jié) 熱 化 學 一、反應(yīng)進度 二、熱力學標準狀態(tài) 三、化學反應(yīng)的摩爾熱力學能變和摩爾焓變 四、熱化學方程式 五、赫斯定律 六、化學反應(yīng)的 標準摩爾焓變的計算 一、反應(yīng)進度 化學反應(yīng)一般可以寫成如下通式： 上式常寫成下列簡單形式： 通?？蓪懗扇缦赂唵蔚男问剑? A B Y ZA B Y Z? ? ? ?? ? ?()??????RPRP PR0 ?? ? BBB 對任意反應(yīng) ，反應(yīng)進度定義為： 對有限變化，可以改寫為： 引入反應(yīng)進度的優(yōu)點是，用任一種反應(yīng)物或產(chǎn)物表示反應(yīng)進行的程度，所得值都是相同的。應(yīng)用反應(yīng)進度時，必須指明化學反應(yīng)方程式。 0 v? ? BBBd? def BBdnvBBnv? ???例題 二、熱力學標準狀態(tài) 氣體 B 的標準狀態(tài)，是指無論是純氣體還是在氣體混合物中，均為標準壓力 ， 且表現(xiàn)理想氣體特性時，氣相純 B 的（假想）狀態(tài)。 液相和固相純物質(zhì) B 的標準狀態(tài)，分別是在標準壓力下純液相和純固相物質(zhì) B 的狀態(tài)。 溶劑 A 的標準狀態(tài)，為標準壓力下液相（或固相）的純物質(zhì) A 的狀態(tài)。溶質(zhì) B 的標準狀態(tài)，為標準壓力下， bB= 或 cB= ， 并表現(xiàn)無限稀釋溶液時溶質(zhì) B（ 假想）的狀態(tài)。 cb三、化學反應(yīng)的摩爾熱力學能變和摩爾焓變 （ 一 ）化學反應(yīng)的摩爾熱力學能變和摩爾焓變的定義 對化學反應(yīng) ，反應(yīng)的摩爾熱力學能變 和摩爾焓變分別定義為： BB0B?? ?rrmd e f UU????rrmde f HH???? 化學反應(yīng)的標準摩爾熱力學能變和標準摩爾焓變分別定義為： rrmde f UU????rrmde f HH???? (二 ) 化學反應(yīng)的摩爾熱力學能變與摩爾焓變的關(guān)系 對于化學反應(yīng) ： 如果 B 為液體或固體 ,Δ (pV)很小，可以忽略： BB0B?? ?rrm()U pVH?? ? ????r m r ml s l sH T U T? ? ?（ ， ） （ ， ）或或?qū)τ袣怏w參加的等溫反應(yīng)： Δ(pV)≈Δ [pV(g)] = RTΔ n
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