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第一章 化学反应热
教学内容
1.系统、环境等基本概念; 2. 热力学第一定律; 3. 化学反应的热效应。
教学要求
掌握系统、环境、功、热(恒容反应热和恒压反应热)、状态函数、标准态、标准生成焓、反应进度等概念;熟悉热力学第一定律;掌握化学反应标准焓变的计算方法。
知识点与考核点
1. 系统(体系) 被划定的研究对象。化学反应系统是由大量微观粒子(分子、原子和离子等)组成的宏观集合体。 2. 环境(外界)
系统以外与之密切相关的部分。
系统和环境的划分具有一定的人为性,划分的原则是使研究问题比较方便。 系统又可以分为敞开系统(系统与环境之间既有物质交换,又有能量交换);
封闭体系(系统与环境之间没有物质交换,只有能量交换); ....孤立系统(体系与环境之间没有物质交换,也没有能量交换)
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系统与环境之间具有边界,这一边界可以是实际的相界面,也可以是人为 的边界,目的是确定研究对象的空间范围。
3. 相
系统中物理性质和化学性质完全相同的均匀部分。在同一个系统中,同一个相
可以是连续的,也可以是不连续的。例如油水混合物中,有时水是连续相,有时油是连续相。
4. 状态函数
状态是系统宏观性质(T、p、V、U 等)的综合表现,系统的状态是通过这些宏观性质描述的,这些宏观性质又称为系统的状态函数。
状态函数的特点:①状态函数之间往往相互制约(例如理想气体状态方程 式中p、V、n、T 之间互为函数关系);②其变化量只与系统的始、末态有关,与变化的途径无关。 5*.过程
系统状态的变化(例如:等容过程、等压过程、等温可逆过程等) 6*.途径
完成某过程的路径。若系统的始、末态相同,而途径不同时,状态函数的
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变量是相同的。
7*.容量性质
这种性质的数值与系统中的物质的量成正比,具有加合性,例如m(质量)
V、U、G等。
8*.强度性质
这种性质的数值与系统中的物质的量无关,不具有加合性,例如T、?(密度)、p(压强)等。
9.功(W)
温差以外的强度性质引起的能量交换形式 [W=W体+W有]。
环境对系统做功,其符号为(+);反之为(–)。功不是状态函数,是过程量。因为功总是与系统变化的途径有关。例如盐酸与锌单质在烧杯中发生氧化还原反应时会有热效应,但是系统并不做功(W池,系统就可以对环境做电功(W有 = 0)。但是,若将其组成原电
有 < 0)。又例如一个带活塞的汽缸膨胀,分
别经过 ① 向真空中膨胀;② 向大气中等外压膨胀。 设活塞的两个过程的始、末状态相同,则W体1=0;而W体2 = p环境 (V2–V1)≠0。
10.热(Q)
系统与环境之间因温差引起的能量交换形式。系统吸收热量,热的符号为
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