溶胶的相互聚沉具有很大的实际意义,在水中加入明矾KA1(SO4212HO,与水中悬浮粒子发生 ③加热 相互聚沉作用达到净化目的。 1.6高分子溶液 (3)加热亦可以使很多胶体溶液聚沉。这是由于加热能增加胶粒的运动速度,因而增加胶粒互相 碰撞的机会,同时也降低胶核对离子的吸附作用。减少胶粒所带的电荷,即减弱胶体溶液稳定的因素, 1.7乳浊液和表面活性物质 使胶粒在碰撞时可以聚集起来而沉降。 ⑦表面活性物质和乳状液溶于水后能显著降低水的表面自由能的物质称为表面活性物质,其特 性取决于分子结构,它的分子都是由极性基团(亲水基)和非极性基团(亲油基)构成。它有离子型和 非离子型两大类。 互不相溶的两种液体相互分散所构成的粗分散系称为乳浊液。如牛奶、豆浆、原油、胶乳、乳化 对于正溶胶F>CI'>Br>>OH 农药等。乳状液的稳定剂称为乳化剂。常用的乳化剂有三类:表面活性剂、亲水性的高分子化合物、 这种同价离子对溶胶聚沉能力大小的顺序 称为感胶离子序。 不溶性固体粉末。 电解质对溶胶的聚沉能力可以用聚沉值来表 示:使一定量的溶胶,在一定时间内开始聚沉所 需电解质的最低浓度(单位为mmol-L)称为聚沉 值。可见聚沉值越小,表明电解质的聚沉能力越 强,反之亦然。如NaC1、MgCl2、AICi三种电 第二章化学热力学 解质对于As2S负溶胶而言,A13“的聚沉能力最 强,Na的聚沉能力最弱。 (6-8学时) (2)溶胶的相互聚沉作用 第四次课 将带相反电荷的两种溶胶混合,也会产生聚 沉现象。与电解质的聚沉作用不同的是,只有当 本课主要内容: 两种溶胶的胶粒所带电荷完全中和时,才会完全 聚沉:否则,可能聚沉不完全,甚至不聚沉。 11
11 ③ 加热 1.6 高分子溶液 1.7 乳浊液和表面活性物质 对于正溶胶 F - >C1- >Br- >I- >OH- 这种同价离子对溶胶聚沉能力大小的顺序 称为感胶离子序。 电解质对溶胶的聚沉能力可以用聚沉值来表 示:使一定量的溶胶,在一定时间内开始聚沉所 需电解质的最低浓度(单位为 mmol∙L-1 )称为聚沉 值。可见聚沉值越小,表明电解质的聚沉能力越 强,反之亦然。如 NaCl、MgCl2、AlCl3 三种电 解质对于 As2S3 负溶胶而言,A13+的聚沉能力最 强, Na+的聚沉能力最弱。 (2) 溶胶的相互聚沉作用 将带相反电荷的两种溶胶混合,也会产生聚 沉现象。与电解质的聚沉作用不同的是,只有当 两种溶胶的胶粒所带电荷完全中和时,才会完全 聚沉;否则,可能聚沉不完全,甚至不聚沉。 溶胶的相互聚沉具有很大的实际意义,在水中加入明矾 KAl(SO4)2·12H2O,与水中悬浮粒子发生 相互聚沉作用达到净化目的。 (3)加热亦可以使很多胶体溶液聚沉。这是由于加热能增加胶粒的运动速度,因而增加胶粒互相 碰撞的机会,同时也降低胶核对离子的吸附作用。减少胶粒所带的电荷,即减弱胶体溶液稳定的因素, 使胶粒在碰撞时可以聚集起来而沉降。 ⑦表面活性物质和乳状液 溶于水后能显著降低水的表面自由能的物质称为表面活性物质,其特 性取决于分子结构,它的分子都是由极性基团(亲水基)和非极性基团(亲油基)构成。它有离子型和 非离子型两大类。 互不相溶的两种液体相互分散所构成的粗分散系称为乳浊液。如牛奶、豆浆、原油、胶乳、乳化 农药等。乳状液的稳定剂称为乳化剂。常用的乳化剂有三类:表面活性剂、亲水性的高分子化合物、 不溶性固体粉末。 第二章 化学热力学 (6~8 学时) 第四次课 本课主要内容:
(2)封闭系统:系统与环境之间没有物质交换,只有能量交换。热力学处理问题通常遇到的是封 1、状态函数 闭系统。 (3)孤立系统:系统和环境之间既没有物质交换,也没有能量交换。 2、热力学第一定律 二、过程与途径当系统和环境之间通过相互作用发生了功、热和能量的交换时,系统的状态会发生 变化,通常把系统发生的变化称为过程,而完成这个过程的具体步骤则称为途径。当一个热力学系统 3、过程的热 的始态和终态(过程)确定后,实现状态变化的途径可以有多种。 2.1热力学基础知识 三、状态函数热力学系统的状态是系统一切物理和化学性质的综合表现。任何一个系统的状态都可 以用一些宏观的物理量来表示,每个物理量代表系统的一种性质。例如气体的状态可用压力(八、体 2.1.1系统的状态函数(重点) 积(门、温度()及物质的量()等物理量来确定。当系统处于一定的状态时,这些物理量都有确定的值, 系统:所研究的对象称为系统 热力学把描述系统状态的这些物理量称为状态函数。系统的状态函数具有如下的性质: 环境:系统以外与系统密切相关的部分 (1)系统的状态函数具有定值性。系统的一个状态函数代表系统的一种性质,对于每一种状态 它都有确定的值。当系统发生变化时,其状态函数也随之发生变化。 称为环境。 (②)状态函数的变化值只与系统的始态和终态(过程)有关,与变化的途径无关。如某气体由状 状态函数:用来说明、确定系统所处状态 态I(p1=200kPa,1=20L)变为状态Ⅱ(p2=100kPa,'=40L),上述变化无论经过什么途径,其状态函数 的宏观物理量。如:温度、压力、体积、摩尔数 的变化值均是△p=pp1=l00kP,△=,=20L.即状态函数的变化值只与系统的始态和终态(过程) 有关,与变化的途径无关。由此可知,在热力学循环中(系统经过一系列变化后又回到原来的状态), 等等。 任何一个状态函数的变化值为0。状态函数的这一性质对进行化学热力学的研究和计算非常重要。 状态函数的特点:状态一定值一定,殊途用 (3)状态函数的组合(和、差、积及商)也是状态函数。由于系统的状态函数具有定值性,当 一、体系与环境用热力学的方法研究问题时, 系统处于一定的状态时,其每个状态函数都具有确定的值,而这些具有确定值的函数组合也必有确定 首先要确定研究对象,划分研究的范围和界限。 的值。即状态函数的组合也是状态函数。 热力学把被研究的对象称为系统,系统以外与系 (4)状态函数的容量性质和强度性质 统相联系的其他部分称为环境。根据系统与环境 把具有加和性称为状态函数的容量性质,主要表现系统“量”的特征: 之间能量和物质传递的不同,热力学的系统分为 同归变化等,周而复始变化零。 三种: (1)散开系统:系统与环境之间既有物质交 状态函数的变化与过程的途径无关。 换又有能量交换。 2.1.2功和热 12
12 1、状态函数 2、热力学第一定律 3、过程的热 2.1 热力学基础知识 2.1.1 系统的状态函数(重点) 系统: 所研究的对象称为系统. 环境: 系统以外与系统密切相关的部分 称为环境. 状态函数: 用来说明、确定系统所处状态 的宏观物理量。如:温度、压力、体积、摩尔数 等等。 状态函数的特点:状态一定值一定,殊途用 一、体系与环境 用热力学的方法研究问题时, 首先要确定研究对象,划分研究的范围和界限。 热力学把被研究的对象称为系统,系统以外与系 统相联系的其他部分称为环境。根据系统与环境 之间能量和物质传递的不同,热力学的系统分为 三种: (1) 敞开系统:系统与环境之间既有物质交 换又有能量交换。 (2) 封闭系统:系统与环境之间没有物质交换,只有能量交换。热力学处理问题通常遇到的是封 闭系统。 (3) 孤立系统:系统和环境之间既没有物质交换,也没有能量交换. 二、过程与途径 当系统和环境之间通过相互作用发生了功、热和能量的交换时,系统的状态会发生 变化,通常把系统发生的变化称为过程,而完成这个过程的具体步骤则称为途径。当一个热力学系统 的始态和终态(过程)确定后,实现状态变化的途径可以有多种。 三、状态函数 热力学系统的状态是系统一切物理和化学性质的综合表现。任何一个系统的状态都可 以用一些宏观的物理量来表示,每个物理量代表系统的一种性质。例如气体的状态可用压力(p)、体 积(V)、温度(T)及物质的量(n)等物理量来确定。当系统处于一定的状态时,这些物理量都有确定的值, 热力学把描述系统状态的这些物理量称为状态函数。系统的状态函数具有如下的性质: (1)系统的状态函数具有定值性。系统的一个状态函数代表系统的一种性质,对于每一种状态 它都有确定的值。当系统发生变化时,其状态函数也随之发生变化。 (2) 状态函数的变化值只与系统的始态和终态(过程)有关,与变化的途径无关。如某气体由状 态 I(p1=200kPa,V1=20L)变为状态Ⅱ(p2=100kPa,V2=40L),上述变化无论经过什么途径,其状态函数 的变化值均是 p=p2-p1= -100kPa,V=V2-Vl=20L。即状态函数的变化值只与系统的始态和终态(过程) 有关,与变化的途径无关。由此可知,在热力学循环中(系统经过一系列变化后又回到原来的状态), 任何一个状态函数的变化值为 0。状态函数的这一性质对进行化学热力学的研究和计算非常重要。 (3)状态函数的组合(和、差、积及商)也是状态函数。由于系统的状态函数具有定值性,当 系统处于一定的状态时,其每个状态函数都具有确定的值,而这些具有确定值的函数组合也必有确定 的值。即状态函数的组合也是状态函数。 (4)状态函数的容量性质和强度性质 把具有加和性称为状态函数的容量性质,主要表现系统“量”的特征; 同归变化等,周而复始变化零。 状态函数的变化与过程的途径无关。 2.1.2 功和热
功和热是系统与环境之间的能量传递形 以前我们熟悉的物理量如温度(T刀、压力():密度(P)等均为强度性质的状态函数.体积(门、物 质的量()、质量(m)及本章将学习几个新的热力学状态函数,系统的热力学能()、焓(0、熵S、 式。 吉布斯自由能(G等具有容量性质。 热:系统与环境由于温度差而引起的能量 四、(1)热是由于温度不同,在系统和环境之间交换的能量,用Q表示,单位为J或kJ。为了表明 能量的传递方向,热力学规定,系统从环境吸收热,Q为正值,即Q>0:系统向环境释放热,Q为负 传递形式,以符号Q表示。一般规定体系吸热为 值,即Q<0。由热的定义可知,热是系统和环境之间交换的能量,它们总是和系统的状态变化联系若, 正,放热为负。 系统的状态没有变化,系统和环境之间无法交换能量,也就没有热。由此可见,热与热力学能不同, 功:除热以外的其它能量传递形式,以符 它们不是状态函数。 (2)在热力学中,系统和环境之间除了热以外,以其他形式交换的能量称为功,用符号W表示, 号W表示。规定:体系对环境做功取正值,环境 单位为J或kJ。同样为了表明功的作用方向,规定:系统对环境做功,W为正值:环境对系统做功, 对体系做功取负值。 W为负值。根据做功的方式不同,功又分为体积功和非体积功。体积功是因系统体积变化所做的功: 除体积功以外,系统和环境之间以其他形式所做的功均为非体积功。 功:体积功W与非体积功W’。W=一p 四、热力学第一定律 %·△V 热力学第一定律的主要内容就是众所周知的能量守恒定律,其文字叙述为:自然界中一切物质 功和热都不是状态函数。 都具有能量,能量有各种不同的形式,它能从一种形式转化为另一种形式,从一个物体传递给另一个 物体,而在传递和转化的过程中能量的总和不变。系统内部的能量为热力学能(又称内能),用符号U 2.1.3热一律(能量守恒定律) 表示,单位为J(或k)。它包括系统内分子的内能(平动能、振动能、转动能等),分子间的位能,分子 热力学能(内能):是体系内部能量的总和, 内原子、电子的能量等,由此可见,热力学能的绝对值是无法确定的,在实际处理热力学过程时,并 不需要知道热力学能的绝对值,知道热力学能的改变量就足够了。热力学能是系统内部能量的总和, 用符号U表示。是状态函数。 它是系统本身的性质,由系统的状态决定,系统的状态确定,热力学能具有确定的值,也就是说热力 学能是系统的状态函数,其变化值只决定于系统的始态和终态,与变化的途径无关。 △=Q-W 当系统和环境之间发生能量交换时,系统的状态会发生变化,其热力学能也会发生相应的变化, 系统和环境之间能量交换可以由许多方式来实现,在热力学研究中仅考虑热和功两种能量交换方式。 函教值不随系统中物质的量而变化的性质 2.1.4过程的热 称为状态函数的强度性质,主要表现系统“质” 的特征,具有强度性质的状态函数没有加和性。 2.1.4.1定容热Q ①V始=V# 13
13 功和热是系统与环境之间的能量传递形 式。 热:系统与环境由于温度差而引起的能量 传递形式,以符号 Q 表示。一般规定体系吸热为 正,放热为负。 功:除热以外的其它能量传递形式,以符 号 W 表示。规定:体系对环境做功取正值,环境 对体系做功取负值。 功:体积功 W 体与非体积功 W’。 W 体= - p 外·△V 功和热都不是状态函数。 2.1.3 热一律(能量守恒定律) 热力学能(内能):是体系内部能量的总和, 用符号 U 表示。是状态函数。 △U=Q-W 函数值不随系统中物质的量而变化的性质 称为状态函数的强度性质,主要表现系统“质” 的特征,具有强度性质的状态函数没有加和性。 以前我们熟悉的物理量如温度(T)、压力(p);密度()等均为强度性质的状态函数.体积(V)、物 质的量(n)、质量(m)及本章将学习几个新的热力学状态函数,系统的热力学能(U)、焓(H)、熵(S)、 吉布斯自由能(G)等具有容量性质。 四、(1)热是由于温度不同,在系统和环境之间交换的能量,用 Q 表示,单位为 J 或 kJ。为了表明 能量的传递方向,热力学规定,系统从环境吸收热,Q 为正值,即 Q>0;系统向环境释放热,Q 为负 值,即 Q<0。由热的定义可知,热是系统和环境之间交换的能量,它们总是和系统的状态变化联系着, 系统的状态没有变化,系统和环境之间无法交换能量,也就没有热。由此可见,热与热力学能不同, 它们不是状态函数。 (2)在热力学中,系统和环境之间除了热以外,以其他形式交换的能量称为功,用符号 W 表示, 单位为 J 或 kJ。同样为了表明功的作用方向,规定:系统对环境做功,W 为正值;环境对系统做功, W 为负值。根据做功的方式不同,功又分为体积功和非体积功。体积功是因系统体积变化所做的功; 除体积功以外,系统和环境之间以其他形式所做的功均为非体积功。 四、 热力学第一定律 热力学第一定律的主要内容就是众所周知的能量守恒定律,其文字叙述为:自然界中一切物质 都具有能量,能量有各种不同的形式,它能从—种形式转化为另一种形式,从一个物体传递给另一个 物体,而在传递和转化的过程中能量的总和不变。系统内部的能量为热力学能(又称内能),用符号 U 表示,单位为 J(或 kJ)。它包括系统内分子的内能(平动能、振动能、转动能等),分子间的位能,分子 内原子、电子的能量等,由此可见,热力学能的绝对值是无法确定的,在实际处理热力学过程时,并 不需要知道热力学能的绝对值,知道热力学能的改变量就足够了。热力学能是系统内部能量的总和, 它是系统本身的性质,由系统的状态决定,系统的状态确定,热力学能具有确定的值,也就是说热力 学能是系统的状态函数,其变化值只决定于系统的始态和终态,与变化的途径无关。 当系统和环境之间发生能量交换时,系统的状态会发生变化,其热力学能也会发生相应的变化, 系统和环境之间能量交换可以由许多方式来实现,在热力学研究中仅考虑热和功两种能量交换方式。 2.1.4 过程的热 2.1.4.1 定容热 QV ① V 始= V 终
②体系不做其它功 交换的热为Q后变化到状态Ⅱ(具有的热力学能为5),由热力学第一定律可知,其热力学能的改变 量等于在系统变化过程中,系统和环境之间传递的热量和所做功的代数和,即△U=QW。 :△V=0 五、过程的热为了定量研究化学反应过程中的热量变化,人们提出了反应热的概念。 ∴.W=0 用’=0 反应热是指化学反应发生后,使产物的温度回到反应物的温度,且系统不做非体积功时,系统 所吸收或放出的热量。由于热与过程有关,通常用到的有定压反应热和定容反应热。 此时:Q=△U (1)定容反应热化学反应在定容条件下进行,这时的反应热即为定容反应热,用符号Q,表示, 定容热Q等于体系热力学能的变化。 由热力学第一定律可知,△=0,W=0则有 2.1.4.2定压热Q. ①ppt AU-O 恒容过程的反应热等于系统热力学能的变化,即系统吸热,热力学能升高,系统放热,热力学能降低。 ②体系不做其它功 (2)定压反应热如果反应是在定压条件下进行,这时的反应热称为定压反应热,用符号Q,表示, Q,=△U-W'=△U+p#·△V △U=Qp一PAV Op=AU+PAV =(2-U)+(pzV2-pV) 若将△U=U-U山,△V=/2-,pp1=代入上式则有: Op=(U2+p2V2() Q,=(2+p2Vz)-(U-pV1) 由状态函数的性质可知,U,p,V都是状态函数,其组合也必为状态函数,热力学将它们的组合 定义为一个新的状态函数一焓,符号H,即H三U+pV 定义:=U+pW 则有 Qp=AH 上式表明,在定压条件下,化学反应的焓变△H即为定压反应热。△H>0,反应吸热:△H<0,反 H一焓,是状态函数。 应放热。在不做非体积功的条件下,系统在定压过程中吸收的热全部用来增加系统的焓。 Q=l2-H=△H 由焓的定义可知: (1)焓(0与热力学能一样,人们只能得到其变化值(△0,无法得到其绝对值: 定压热Q等于体系焓的变化。 (2)焓是状态函数,当状态发生变化时,焓变只与系统的终态和始态有关,与变化的途径无关: (3)焓是容量性质的函数,具有加和性,整个系统的焓值是各个部分焓值的总和。 化学反应的焓变通常用符号△H(TD表示,当反应进度为1mol时.则称为摩尔焓变,符号△H(T①, 当系统和环境之间发生能量交换时,系统的状态 单位为kJ-mol1,若反应是在标准状态下进行,则为标准摩尔焓变记为△Hme(T). 要发生变化。假如有一封闭系统由状态1(具有 第五次课: 的热力学能为),与环境之间交换了的功为W、 14
14 ② 体系不做其它功 ∵ △V=0 ∴ W 体=0 W’=0 此时:QV=△U 定容热 QV 等于体系热力学能的变化。 2.1.4.2 定压热 Qp ①p 始= p 终 ② 体系不做其它功 Qp=△U- W’= △U+p 外·△V = (U2- U1)+(p2V2-p1V1) Qp= (U2+p2V2)- (U1-p1V1) 定义:H=U+pV H—焓,是状态函数。 Qp= H2-H1 = △H 定压热 Qp 等于体系焓的变化。 当系统和环境之间发生能量交换时,系统的状态 要发生变化。假如有一封闭系统由状态 I(具有 的热力学能为 U1),与环境之间交换了的功为 W、 交换的热为 Q 后变化到状态Ⅱ(具有的热力学能为 U2),由热力学第一定律可知,其热力学能的改变 量等于在系统变化过程中,系统和环境之间传递的热量和所做功的代数和, 即 U=Q-W 。 五、过程的热 为了定量研究化学反应过程中的热量变化,人们提出了反应热的概念。 反应热是指化学反应发生后,使产物的温度回到反应物的温度,且系统不做非体积功时,系统 所吸收或放出的热量。由于热与过程有关,通常用到的有定压反应热和定容反应热。 (1) 定容反应热 化学反应在定容条件下进行,这时的反应热即为定容反应热,用符号 Qv 表示, 由热力学第一定律可知,V=0,W=0 则有 U=Qv 恒容过程的反应热等于系统热力学能的变化,即系统吸热,热力学能升高,系统放热,热力学能降低。 (2) 定压反应热 如果反应是在定压条件下进行,这时的反应热称为定压反应热,用符号 Qp 表示, U=Qp—pV Qp=U+pV 若将U=U2-U1,V=V2-V1,p=p1=p2 代入上式则有: Qp=(U2+p2V2)-(Ul+p1V1) 由状态函数的性质可知,U, p,V 都是状态函数,其组合也必为状态函数,热力学将它们的组合 定义为一个新的状态函数—焓,符号 H,即 H≡U+pV 则有 Qp=H 上式表明,在定压条件下,化学反应的焓变H 即为定压反应热。H >0,反应吸热;H <0,反 应放热。在不做非体积功的条件下,系统在定压过程中吸收的热全部用来增加系统的焓。 由焓的定义可知: (1)焓(H)与热力学能一样,人们只能得到其变化值(H),无法得到其绝对值; (2)焓是状态函数,当状态发生变化时,焓变只与系统的终态和始态有关,与变化的途径无关; (3)焓是容量性质的函数,具有加和性,整个系统的焓值是各个部分焓值的总和。 化学反应的焓变通常用符号rH(T)表 示,当反应进度为 1mol 时.则称为摩尔焓变,符号rHm(T), 单位为 kJ·mol-1,若反应是在标准状态下进行,则为标准摩尔焓变记为rHm (T)。 第五次课:
的状态时,其性质是不同的.为了研究的方便,热力学对物质和系统规定了标准状态,简称标准状态。 本课主要内容: 物质的标准状态是指在1×10Pa的压力(或100kPa)和某一指定温度下物质的物理状态.热力学对 物质的标准状态规定(GB3102·8一93)如下: 热化学方程式、 ①气体物质的标准状态是指该物质的物理状态为气态,并且气体的压力或混合气体中的分压值为1 ×105Pa即100kPa)。热力学将1X10Pa(100kPa)规定为标准压力,用符号p9表示,即p9=100kPa。 廉尔姑, ②液体和固体物质的标准状态是指处于一个标准压力下纯物质的物理状态。 ③溶液中溶质的标准状态是指在标准压力下(p=p),溶质的质量摩尔浓度b=lmol·kg时的状态。 热化学定律(熟练掌握) 热力学用be表示标准浓度,即b-1mol·kg。在通常的化学计算中,作近似处理,用物质的量 标准康尔生成特(熟练掌握) 浓度(c)代替质量摩尔浓度b,这样溶质的标准状态近似地看成是溶质的物质的量浓度为Imol 'L, 符号为ce,c9=lmol·Ll. 2.2化学反应的热力学能和焓 若热力学系统内所有的物质都处于标准状态,则该系统处于标准状态:对于一个化学反应,若参 2.2.1反应的摩尔热力学能 加反应的物质(产物和反应物)都处于标准状态,该反应为标准状态下的反应。 在热力学的有关计算中,状态函数及其变化要注明其状态,如标准状态下的焓变记为△,标 △U.=△U/△ξ 单位:KJ·o 准状态下的熵变记为△S9,标准状态下的吉布斯自由能变记为△G9。非标准态下则分别记为AH、△S, 2.2.2反应的摩尔焓 △G。需要注意的是标准状态没有具体的温度规定。 2、化学反应进度反应进度是表示反应进行程度的物理量,用符号表示,单位为ol。 △H.=△H/△ 单位:KJ·mo1 =地·△阳 反应的摩尔焓在一般情况下主要用来 当A二lmol,表明反应进度为1mol,即进行了1mol反应。 表示反应的热效应。是一个非常重要的概 需要注意的是反应进度与化学反应方程式的写法有关,与选择系统中何种物质无关。 例如: 反应 O2(g)+2H2(g)=2H2O(g) 念。因为化学反应多在等压、不做非体积 反应的=1mol,说明2molH2与1molO2完全作用,生成了2molH20。 功情况下进行。 若将上面反应写成、O2(g)+H(g)上HO(g), 热力学的标准状态 六、热化学方程式 则反应的=1mol,说明1molH与二molO2完全作用,生成了1molH:0. 1、热力学的标准状态 对于同一系统在不同 15
15 本课主要内容: 热化学方程式、 摩尔焓, 热化学定律(熟练掌握) 标准摩尔生成焓(熟练掌握) 2.2 化学反应的热力学能和焓 2.2.1 反应的摩尔热力学能 △rUm = △U/△ξ 单位: KJ·mol-1 2.2.2 反应的摩尔焓 △rHm = △H/△ξ 单位: KJ·mol-1 反应的摩尔焓在一般情况下主要用来 表示反应的热效应。是一个非常重要的概 念。因为化学反应多在等压、不做非体积 功情况下进行。 热力学的标准状态 六、热化学方程式 1、热力学的标准状态 对于同一系统在不同 的状态时,其性质是不同的.为了研究的方便,热力学对物质和系统规定了标准状态,简称标准状态。 物质的标准状态是指在 1×105Pa 的压力(或 100kPa)和某一指定温度下物质的物理状态.热力学对 物质的标准状态规定(GB3102·8-93)如下: ① 气体物质的标准状态是指该物质的物理状态为气态,并且气体的压力或混合气体中的分压值为 l ×l05Pa(即 100kPa)。热力学将 l×l05Pa (100kPa)规定为标准压力,用符号 p 表示,即 p =100kPa。 ② 液体和固体物质的标准状态是指处于一个标准压力下纯物质的物理状态。 ③ 溶液中溶质的标准状态是指在标准压力下(p= p ),溶质的质量摩尔浓度 b= lmol·kg-1 时的状态。 热力学用 b 表示标准浓度,即 b =1mol·kg-1。在通常的化学计算中,作近似处理,用物质的量 浓度(c)代替质量摩尔浓度 b,这样溶质的标准状态近似地看成是溶质的物质的量浓度为 lmol·L -1, 符号为 c ,c =lmol·L -1。 若热力学系统内所有的物质都处于标准状态,则该系统处于标准状态;对于一个化学反应,若参 加反应的物质(产物和反应物)都处于标准状态,该反应为标准状态下的反应。 在热力学的有关计算中,状态函数及其变化要注明其状态,如标准状态下的焓变记为H ,标 准状态下的熵变记为S ,标准状态下的吉布斯自由能变记为G。非标准态下则分别记为H、S、 G。需要注意的是标准状态没有具体的温度规定。 2、化学反应进度 反应进度是表示反应进行程度的物理量,用符号表示,单位为 mol。 =B - 1·nB 当=1mol,表明反应进度为 1mol,即进行了 1mol 反应。 需要注意的是反应进度与化学反应方程式的写法有关,与选择系统中何种物质无关。 例如: 反应 O2(g)+2H2(g)=2H2O(g) 反应的 =1mol,说明 2molH2 与 1mol O2 完全作用,生成了 2molH2O。 若将上面反应写成 2 1 O2(g)+ H2(g)= H2O(g) , 则反应的 =1mol,说明 1molH2 与 2 1 mol O2 完全作用,生成了 1molH2O