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无机化学:第二章 化学反应的一般原理


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P V n T均为状态函数
无机及分析化学 第二章
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状态函数具有以下性质: (1) 状态一定,状态函数一定,状态变则状态函
数随之改变。 (2) 状态函数变化只与系统的终始态有关,而与
变化的具体途径无关。
Q和W不是状态函数!
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2.1.4 过程与途径 三种过程: 恒温过程、恒容过程和恒压过程
根据环境与系统 间有无能量与物 质的交换分类
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敞开系统 封闭系统
有物质和能量交换 有能量但无物质交换
隔离系统
无能量也无物质交换
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2.1.3 状态和状态函数
状态:由一系列表征系统性质的宏观物理量 (如压力、温度、密度、体积等)所确定 下来的系统的存在形式。
状态函数:藉以确定系统状态的宏观物理量。
ξ Δn(N2 ) 0.5 0.5mol ν(N2 ) 1
Δn(H 2 ) 1.5mol
ξ Δn(H2 ) 1.5 0.5mol ν(H2 ) 3
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b. 反应进度的物理意义

aA bB gG dD
若发生了1mol 反应进度的反应,则
系统
Q
环境
W
封闭体系
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热:系统与环境之间因存在温度差异而发生的能量 交换形式叫作热,用Q来表示。
功:除热以外的其他各种能量交换形式叫功,用W 来表示。
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热力学中对 W 和 Q 的符号的规定如下:
(1) 系统向环境吸热,Q取正值( Q >0,系统能 量升高);系统向环境放热,Q 取负值( Q <0,系统能量下降)
ξ νB1ΔnB 或 ΔnB νBξ
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a. 无论以反应物或生成物表示反应进度,其 值均相同。

N 2 3H 2 2NH 3
当 Δn(NH3 ) 1mol 时
Δn(N 2 ) 0.5mol
ξ Δn(NH3 ) 1 0.5mol ν(NH3 ) 2
5、了解反应速率、基元反应、反应级数的概念; 理解活化分子、活化能、催伦剂的概念;了解 影响反应速率的因素及其应用。
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前言
化学反应中常涉及到的两个问题:
(1) 化学反应进行的方向、 程度以及反应过程中
的能量变化关系
可能性
化学热力学
(2) 化学反应进行的快慢 即化学反应的速率问 题
恒温过程
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恒容过程
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恒压过程
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系统从始态到终态的变化过
程可以采取不同的方式,每一 种方式就称为一种途径。
状态函数的变化只取决于终始态而 与途径无关
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2.1.5 热和功
热和功 是系统状态发生变化时与环境之间的 两种能量交换形式,J或kJ。
当 Δn(NH3 ) 1mol 时
ξ Δn(NH3 ) 1 0.5mol ν(NH3 ) 2
13 2 N2 2 H2 NH3
当 Δn(NH3 ) 1mol 时
ξ Δn(NH3 ) 1 1mol ν(NH3 ) 1
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2.1.2 系统和环境 系统:热力学中所研究的对象 环境:系统以外与系统密切相关的其它物质和空间
H2
NH3
其化学计量数分别为:
1
3
ν(NH3 ) 1 ν(N 2 ) 2 ν(H2 ) 2
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2. 化学反应进度 [ksai]
表示化学反应进行的程度的物理量,单位mol。
定义式 dξ νB1dnB 或 dnB νBdξ
nB 物质B的物质的量, νB 物质B的化学计量数 积分式
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2.2.1 化学反应进度 1. 化学反应计量方程式
对任一已配平的化学反应方程式有:
0 νBB
B
νB 物质B的化学计量数,量纲为一
注意:反应物的化学计量数为负值
生成物的化学计量数为正值
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如反应:
1 2
N2
3 2
(2) 环境对系统做功,功取正值( W >0,系统能 量升高);系统对环境做功,功取负值( W <0,系统能量降低)
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பைடு நூலகம்
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2.1.6 热力学能与热力学第一定律
热力学能:即内能,系统内部各种形式能量的总和, 包括系统中分子的平动能、转动能、振动 能、电子运动和原子核内的能量以及系统 内部分子与分子间的相互作用的位能等。 用符号U表示,单位J或kJ ,
第二章 化学反应的一般原理
The General Principle of Chemical Reaction
2.1 基本概念 2.2 热化学 2.3 化学反应的方向与限度 2.4 化学平衡及其移动 2.5 化学反应速率
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学习要点
1、理解反应进度、系统与环境、状态与状态函
现实性
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化学动力学
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化学热力学 化学动力学
化学热力学初步 化学反应平衡
化学反应速率
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2.1 基本概念和术语
1. 化学反应进度 3. 状态和状态函数 5. 热和功 7. 热力学第一定律
2. 系统和环境 4. 过程与途径 6. 热力学能
ξ ΔnA ΔnB ΔnG ΔnD 1mol
νA
νB
νG
νD
表明:每消耗掉a mol物质A的同时,也消耗掉b mol 的物质B,并生成g mol的物质G和d mol物质D
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c. 反应进度与化学反应计量方程式的写法有关

N 2 3H 2 2NH 3
数的概念;
2、掌握热与功的概念和计算,掌握热力学第一
定律的概念;
掌握 3、
Qp
ΔU
Δr H m
Δr
H
θ m
Δf
Hθ m
Δr S m
Δr
Sθ m
Sθ m
ΔrGm ΔrG的mθ 概Δf念Gmθ及有关计算和应用
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4、掌握标准平衡常数 K的θ 概念及表达式的书写; 掌握 Δr与Gmθ 的关K θ系及有关计算;
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