具有理论化、抽象化、概念化、定量化 的特点。
第一节 化学反应中的能量关系
1.1基本概念
1.2焓与反应热
重点:1.概念-相、状态与状态函数、热和功、焓、
物质的标准摩尔生成焓f Hm 、反应的标
准摩尔焓变rHm 等。
第一章
化学反应的基本原理
第一节 化学反应中的能量关系 第二节 化学反应的方向 第三节 化学反应进行的程度
4. 气 体 定律
我们常见的气体大都是混合气体，在混 合气体中，每一种气体都称为混合气体的一 种组分气体(constituent gas)。
组分气体在混合气体中的含量可表示为： 分体积、体积分数、摩尔分数和
气体分压。
分
体
积
O
2
分体积(partial volume)（VB）： N2 相同温度下，组分气体 具有和混合气体相同压力
课程安排和要求
上课：56学时
实验：24学时 要求：课堂上认真听讲，遵守课
堂纪律，课后独立完成作业。
具体内容
上课：大学普通化学
一 二 三 四 五 六 七 相平衡
学时：10
6
8
8
4
4
4
10
作业：每一章收一次，每次批改 总人数的1/3。
答疑：每章完成后安排一次.
教材和参考书
教材：“大学普通化学”第五版
(a) 敞开系统
(b)封闭系统
(c)隔离系统
2.状 态 与 状 态 函 数
系 统 的 状 态(state)：系统所处的状况。 状 态 函 数(state function)：系统的状态是 用系统的各种热力学宏观性质来 描述的，如
温度、压力、体积、热力学能、焓、熵等， 这些性质与系统的状态有关，所以也称系统
能量转化的两个实例
(a) 在火箭推进器中燃料燃烧，将化学能转化为 热能再转化为火箭运动的动能；(b) 水力发电站 中将水的势能转化为电能。
系统从环境吸热:
Ⅰ U1
(Q > 0)
Ⅱ U2
环境对系统做功:
(w >0)
系统状态变化示意图
根据能量守恒定律(the law of conservation
of enery)(热力学第一定律)： U2 = U1 + Q + W
或
U = U2 - U1 = Q + W
此式表明：系统热力学能的变化等于系 统吸收的热量加上环境对系统作的功。
3 2 2
3 3 2 2 2 2
例1-2
潜 水 员 携 带 的 水 下 呼 吸 器 中，充 有 氧 气 和 氦 气 的 混 合 气 体。在 25°C 时， 将 1105 Pa 的 46dm3 O2 和 1105 Pa 的 12 dm3 He 填 充 到 体 积 为 5.0 dm3 的 储 罐 中， 试计算两种气体的分压和混合气体的 总 压。
-----化学平衡
第四节 化学反应速率
2.计算：
分压定律 pB = yB p U = U2 - U1 = Q + W 反应热 QP = r Hm (298K)= vB f Hm (B,物态,298K)

热力学第一定律
第一节 化学反应中的能量关系
化学反应过程必然伴随能量变化， 研究化学变化中的能量传递和转 换规律的科学领域叫化学热力 （chemical thermodynamics)。本 节讨论热力学第一定律(first law of thermodynamics)及运用此定律 研究化学反应中能量变化，计算 各种化学反应的反应热。
大连理工大学出版社；
实验教材：“大学普通化学实验”
高等教育出版社
辅导书：“大学普通化学学习指导”
大工出版社
参考书：“普通化学”、“无机化学” “物理化学”
实
验
安
排
六 次 实 验（24学时）
实验一 实验二 实验三 实验四 实验五 实验六 固体乙醇的制备 化学反应焓变的测定 废水中铬含量的测定 氧化还原与电化学（一） 氧化还原与电化学（二） 无机合成-碳酸氢钠的制备
规定：系统吸热 Q为正值，放热 Q为负值。
功（W）(work)： 除热之外，系统和环境之间 传递的各种能量。单位为焦耳（J） 规定：环境对系统做功W 为正值，反之W 为负值。
如：使气体发生膨胀或压缩，是 做了体积功(volume work)。
功的形式有多种，通常分为体积 功和非体积功两大类。 一般化学反应只作体积功，
如图所示的复合材料中有几相?
碳纤维复合材料中有两 相。它们分别是碳纤维 相和树脂相。
从上面三个例子中可知： 1、 对于系统中的气体来说，无论是纯气体 还是混合气体，都是单相系统。 2、对于系统中的液体来说，如果是纯液体 或是完全互溶的两种液体所形成的溶液，则 为单相系统；如果是互不相溶的几种液体所 形成的，则为两相或多相系统。 3、对于系统中的固体来说，不论固体分散 得多么细，只要存在相界面，每种固体就是 一相。例如：白糖和食盐的混合物是两相。
1. 系统的状态一定，状态函数有唯一确定的值。 2. 系统的状态变化时，状态函数（Z）的变化量 （ Z）只决定于系统的始态（开始的状态）和 终态（变化后的状态），而与变化的途径无关。 即
Z = Z（终) – Z（始）
3. 系统的状态函数之间有一定的关系。
例如，理想气体系统，其状态函数：体积、 压力、温度、物质的量之间的关系可用理想气体 方程式表述：源自nB n yB=1
用理想气体状态方程式推导，在
T、P 不变时可得：
yB
=
nB n
=
VB V
气
体
分
压
分压(partial pressure)（PB）：组分气体 占据与混合气体相同体积时对容器所产生的压力。
混合气体的压力： p = PB
理想气体当V、T不变时可知：
PB nB P n
p B = yB p
(a)
(b)
如下图所示，试管内的物质有几相组成?
(a)
(b)
因为试管a内的酒精和水互 溶，故溶液中任何部分的物理 性质和化学性质完全相同；而 试管b内，煤油和水互不相溶， 致使上下两层液体的物理性质 和化学性质完全不相同，而且 上下层间有明确的界面隔开， 因此上下层液体形成两个相。 但是，如果把液体上方的空气 也考虑进去，则试管a中有两 相：气相和溶液相；试管b中 有三相，分别是水相、煤油相 及液体上方的气相。
p He= 1105 Pa12dm3 /5.0dm3 =2.4 102 kPa
p=p O2+pHe=(9.2+2.4) 102 kPa=11.6 102 kPa
1.2 焓 变 与 反 应 热
1 . 焓(enthalpy)和 焓变(enthalpy change)
2. 反应热 (reaction heat)
相变(phase change)是指物质从一相转 变成另一相的过程。常见相变类型见下表
相变 固→液 固→气 液→固 液→气 气→液 气→固 相变名称 熔化 升华 凝固 蒸发 冷凝、液化 冷凝、沉积 相变点 熔点 升华点 凝固点 沸点 液化点 冷凝点 实例 冰的熔化 干冰(固态CO2)的气化 水的凝固 水的蒸发 二氧化碳的液化 雪的形成
1.焓和焓变
热力学能（U）(themodynamic eneryg)： 系统内部能量的总和。
内部能量—包括质点运动的动能、分子间势能、 分子的转动能、振动能、原子间的键能、电子的能 量及核能等。单位是焦耳（J） 。 热力学能是状态函数，无法测定其绝 对值，只能测定其变化值。
热 和 功
热量（Q）(heat)： 由于温度不同在系统和环境 之间传递的能量。单位为焦耳（J）
根据系统与环境之间发生物质的质量与能量 的传递情况，系统可分为三种类型： 敞开系统(unclosed system)：系统与环境之 间通过界面既有物质的质量传递又有能量的传递； 隔离系统(isolated system)：系统与环境之 间既无物质的质量传递又无能量的传递； 封闭系统(closed system)：系统与环境之间 通过界面只有能量的传递，没有物质的质量传递。

yB
分 压 定
律
混合气体的总压力等于各组分气体的
分压之和；组分气体的分压等于该组分气 体的摩尔分数乘以混合气体的总压力。 称道尔顿(J.Dalton, 1766-1844,英）
分压定律。此定律适应于理想气体。
使用分压定律时摩尔分数 yB
有两种方法得到：一是通过摩尔
分数定义；二是通过体积分数。 请同学思考
时所占的体积。 混合气体的体积：
T、P、V相同
V= VB
体 积 分 数
体积分数(volume fraction)（B）：组分气体
的分体积与混合气体的体积之比。
B
=
VB V
B=1
摩
尔
分
数
摩尔分数(mole fraction)（yB）：组分气体的物质
的量与混合气体的物质的量之比。 yB
=
如果是溶液摩尔分数用xB表示
例1-1
在一容器中含有NH3 、O2和N2的混合气体， 已知其中NH3为0.24mol,O2为0.36mol,N2为1.40mol， 计算总压力为101.3kPa时各组分气体的分压。 解： n nNH nO nN (0.24 0.36 1.40)mol 2.00mol PNH nNH P 0.24mol 101.3kPa 12.2kPa n 2.00mol PO nO P 0.36mol 101.3kPa 18.2kPa n 2.00mol PN nN P 1.40mol 101.3kPa 70.9kPa n 2.00mol
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