能量
体系 物质 环境
敞口烧杯装水 体系：水
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无机及分析化学
封闭体系：体系和环境之间，无物质交
换，只有能量交换。
能量
体系
环境
密闭容器装水 体系：水+水蒸气
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孤立体系：体系与环境之间，既无物质 交换，又无能量交换。
性质的总和就称为体系的状态。
如质量、温度、压力、体积、密度、 组成等，当这些性质都有确定值时，体系 的状态一定。
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状态函数：确定体系状态的宏观物理
量称为体系的状态函数。如质量、温度、 压力、体积、密度、组成等是状态函数。
状态函数的特点： 1. 体系的状态一定，状态函数值确定。 2. 状态函数的改变值只由体系的始态和终
内能：又称热力学能，它是体系内部物
质各种微观形式能量的总和，符号 U 。
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内能是体系的状态函数。
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热力学中将内能作为一个整体来讨论， 研究的是内能的变化值 △U 。
状态1
状态2
△ U = U2 - U1
2.2 化学反应的热效应
如电功、机械功、表面功等.
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Hale Waihona Puke 无机及分析化学热力学规定： 体系从环境吸热，Q为正值，放热为负值。 体系对环境作功，W为负值，反之为正值.
等压过程中，体系膨胀对外作体积功： We = - p外（V2 - V1 ） = - p外△V
五、热力学能（内能）
孤立体系也称为隔离体系。(体系+环境)
绝热装置盛水 体系：水+水蒸气
+绝热装置
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孤立体系
敞开体系
封闭体系
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二、状态与状态函数
状态：体系的一系列物理性质和化学
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二、 反应进度
反应进度ξ: 表示化学反应进行的程度。
aA + dD = gG + hH
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将能量守恒定律用于宏观体系，称为
热力学第一定律。
当封闭体系从环境吸收热量 Q，同时 环境又对体系作功W，在此过程中体系内
能的改变量△U为：
△U = U2- U1= Q + W (封闭体系)
上式为热力学第一定律数学表达式
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本章内容：化学反应的反应热。 化学反应的方向和限度。
一、几种热力学体系
体系：人为划分的研究对象。 环境：体系以外与体系密切相关的其它部分
叫环境。
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敞开体系：体系与环境之间既有能量
交换，又有物质交换。
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第二章 化学热力学基础
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2.1 基本概念 2.2 化学反应的热效应 2.3 标准反应热 2.4 化学反应的自发性和熵 2.5 化学反应标准熵变的计算 2.6 化学反应标准自由能变的计算
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功：除热以外其它能量传递形式称为
功。以功这种形式传递的能量用 W 表示.
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热和功与过程紧密联系，没有过程就没 有热和功。热和功不是体系的状态函数.
热力学中功的分类
体积功We ：体系因体积变化抵抗外压
所作的功。
非体积功Wf：除体积功外的所有功。
态决定，与体系经过的途径无关。 3. 循环过程的状态函数改变值为零。
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三、过程与途径
过程：体系状态发生变化的经过称为过程。
途径：完成过程的具体步骤称为途径。
298K, H2O（g) 途径1
298K,H2O(l) 始态
373K,H2O（g) 终态
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电能 → 光能 （电灯） 化学能 → 机械能 （内燃机） 机械能 → 电能 （发电机）
能量守恒定律：自然界的一切物质都具
有能量，能量有不同的形式，能量可从一个物 体传递给另一个物体，也可从一种形式转化为 另一种形式，在传递和转化过程中，能量总值 不变。适用于宏观体系和微观体系。
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【例】某体系从始态变到终态，从环境吸 热200kJ，同时对环境作功300kJ，求体系 与环境的热力学能改变量。
解： △U体系 ＝ Q + W △U体系 ＝200 +(- 300) ＝ - 100(kJ)
∵ △U体系 = －△U环境 ∴ △U环境 = 100(kJ)
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V1=V2 或△V = 0
绝热过程: 体系与环境没有热交换，即
Q = 0.
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四、热和功
能量传递有两种形式，一种是传热， 一种是做功。
热：因温度不同而在体系与环境之间
进行的能量传递形式称为热。以热这种形 式传递的能量用Q表示。
373K,H2O(l) 途径2
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热力学中基本过程有：
等温过程：体系温度保持不变，且等于
环境的温度，即T2=T1=T环 或△T=0.
等压过程：体系压力保持不变，且等于
环境的压力，即p1= p2=p环 或 △p=0
等容过程：体系体积保持不变，即
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2.1 基本概念
热力学：研究物理的和化学的变化过
程中能量变化规律的科学称为热力学。
化学热力学：将热力学的基本原理用
来研究化学反应及与化学反应有关的物理 变化时，称为化学热力学。
热力学中不讨论物质的微观结构，也 不涉及变化速率的问题。
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