第二章化学反应的一般原理2.1基本概念和术语2.1基本概念和术语天津科技大学2.2热化学2.2热化学2.3化学反应的方向2.3化学反应的方向2.4化学反应速率2.4化学反应速率2.5化学平衡及其移动2.5化学平衡及其移动无机及分析化学教研室2.1基本概念和术语一.体系和环境体系和环境体系—人为选取一ㄖ掷?人为选取一定种类,体系人为选取一定种类,一定数量的物质作为研究的对象,物质作为研究的对象,这一部分物质或空间叫做体系.质或空间叫做体系.环境:与体系有密切联系的一部分物质或环境与体系有密切联系的一部分物质或空间.空间.天津科技大学无机及分析化学教研室二.状态和状态函数状态:①状态:由一系列表征系统性质的宏观物理量(如T,P,V等)所确定下来的系统,,等天津科技大学的存在形式称系统的状态.的存在形式称系统的状态.容量性质:与物质的数量有关,容量性质:与物质的数量有关,具有加和:m,热容量)性,如:m,v,n,Cr(热容量)等.强度性质:与物质的数量无关,强度性质:与物质的数量无关,不具有加和性,密度)C(比热比热)和性,如:T,P,ρ(密度),C(比热)等.无机及分析化学教研室天津科技大学②状态函数:状态函数:状态函数凡能决定体系状态的一切宏观性质物理量)都叫做状态函数.(物理量)都叫做状态函数.特点:特点:a.体系的一些状态函数是相互联系,相体系的一些状态函数是相互联系,体系的一些状态函数是相互联系互制约的.互制约的.b.任何状态函数的变化值,只决定于体任何状态函数的变化值,任何状态函数的变化值系的始态和终态.系的始态和终态.而与变化的途径无关.无机及分析化学教研室天津科技大学三.热和功(HeatandWork)热和功热和功是系统发生状态变化时与环境进行能量交换的两种形式.进行能量交换的两种形式.热(Q):由于温度不同而造成的能量的传)递.功(W):除热之外,所有其他形式的能量)除热之外,传递.包括体积功和非体积功)传递.(包括体积功和非体积功)无机及分析化学教研室途径Ⅰ10℃天津科技大学途径Ⅲ50℃无机及分析化学教研室30℃途径Ⅱ0℃1.Q和W不是状态函数和不是状态函数2.Q和W的符号和的符号天津科技大学无机及分析化学教研室若系统吸热Q为正值放热取负值,若系统吸热为正值,放热取负值,为正值放热Q取负值若环境对体系功,为正值为正值,体系对若环境对体系功,W为正值体系对环境做功,为负值为负值.环境做功W为负值.四.热力学能与热力学第一定律(Firstlawofthermodynamics))1.热力学能(U)热力学能()(ThermodynamicsEnergy))天津科技大学无机及分析化学教研室定义:体系内部能量的总和,定义:体系内部能量的总和,(包括分子的动能,势能,键能,核能等)子的动能,势能,键能,核能等)(1)热力学能是状态函数,热力学能是状态函数,的绝对数值是不可求的,(2)U的绝对数值是不可求的,只能测的绝对数值是不可求的出反应前后U的变化值.出反应前后的变化值U.的变化值天津科技大学无机及分析化学教研室U=U终-U始终始为容量性质,(3)U为容量性质,具有加和性,为容量性质具有加和性,能量单位:或.能量单位:J或kJ.思考:同一体系,同一状态时能有不同的U值.不同体系或同一体系不同状态时能有相同的U值.这两句话是否正确?天津科技大学无机及分析化学教研室热力学第一定律(能量守恒定律)2.热力学第一定律(能量守恒定律)定律:在任何过程中,定律:在任何过程中,能量不会自生自灭,只能从一种形式转化为另一种形转化过程中,能量的总值不变.式.转化过程中,能量的总值不变.天津科技大学无机及分析化学教研室数学表达式:-数学表达式:U-(Q+W)=0+)即:U=Q+W+2.2热化学(Thermochemistry))化学反应的热效应(反应热)一.化学反应的热效应(反应热)(Heatofreaction)定义:系统发生化学变化时,定义:系统发生化学变化时,当系统不天津科技大学作非体积功,并使体系终态温度恢复作非体积功,并使体系终态温度恢复到始态温度,到始态温度,则在这一过程中放出或吸收的热量称为该反应的反应热.吸收的热量称为该反应的反应热.只做体积功时:只做体积功时:W=-P△V△无机及分析化学教研室天津科技大学1.恒容反应热在不作非体积功的情况下,在不作非体积功的情况下,恒容过程的VΔV=0恒容过程的终=V始即ΔV=0体积功W=PΔV=0W=体积功W=-PΔV=0则U=QV2.恒压反应热恒压过程通常是在敞口容器中进行的.恒压过程通常是在敞口容器中进行的.P终=P始=P外由于体系只