(三)化学热力学解决什么问题 例:298.15K,各气体分压101.325KPa下, 女 N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) △Gm/kJ/mol0 0 -16.5 △,Gmo=2(-16.5)-0-3×0=-33kJ/mol 女指定条件(标准状态)下,正反应自发进行。 1.反应的方向(△,Gm。<0?) 指定条件下,正反应可否自发进行: 上页下页 节首 节尾
6 (三)化学热力学解决什么问题 R 例:298.15K,各气体分压101.325KPa下, R N2 (g) + 3H2(g) = 2 NH3 (g) △fGm ø / kJ/mol 0 0 -16.5 △rGm ø = 2 (-16.5) – 0 –3× 0 = -33kJ/mol R 指定条件(标准状态)下,正反应自发进行。 R 1.反应的方向 (△rGm ø﹤0 ?) 指定条件下,正反应可否自发进行;
2.反应的限度 如果能,正反应能否 进行到底(K大小): 3.反应过程的能量转换 放热?吸热? (△,Hm<0,放热;△,Hm>0,吸热) 4.反应机理一 反应是如何进行的? 5.反应速率。 化学热力学回答前3个问题,但不能 回答后2个问题,后2个问题由“化学动 力等”回答。 上页下页 节首节尾
7 2. 反应的限度——如果能,正反应能否 进行到底 (K大小); 3. 反应过程的能量转换——放热?吸热? ( △rHm ﹤0,放热; △rHm﹥0,吸热) 4. 反应机理——反应是如何进行的? 5. 反应速率。 R 化学热力学回答前3个问题,但不能 回答后2个问题,后2个问题由“化学动 力等”回答
(四)热力学方法的特点 1.研究体系的宏观性质 即大量质点的平均行为,所得结论具有统计 意义;不涉及个别质点的微观结构及个体行为, 不依据物质结构的知识。 2.不涉及时间概念。 无机化学课的“化学热力学初步”,着重应 用热力学的一些结论,去解释一些无机化学现 象;严格的理论推导、详细地学习“化学热力 学”,是“物理化学”课程的任务之一。 上页 下页 节首 节尾
8 (四)热力学方法的特点 R 1.研究体系的宏观性质 R 即大量质点的平均行为,所得结论具有统计 意义;不涉及个别质点的微观结构及个体行为, 不依据物质结构的知识。 R 2.不涉及时间概念。 R 无机化学课的“化学热力学初步” ,着重应 用热力学的一些结论,去解释一些无机化学现 象;严格的理论推导、详细地学习“化学热力 学” ,是“物理化学”课程的任务之一
(五)热力学四大定律 热力学第一定律(能量守恒与转化定律) 一自然界的一 切物质都具有能量,能量有各种不同形式,能够从一种形 式转化为另一种形式,在转化中能量的总数量不变。或第 一类永动机是不可能造成的。 热力学第二定律一凡是自发过程都是不可逆的,而且 切不可逆过程都可以与热功交换的不可逆相联系。或第二 类永动机是不可能造成的。 克劳修斯:不可能把热从低温物体转到高温物体而不引起 其他变化。 开尔文:不可能从单一热源取出热使之完全变为功而不发 生其他变化。 上页下页 节首节尾
9 (五) 热力学四大定律 热力学第一定律 (能量守恒与转化定律) ——自然界的一 切物质都具有能量,能量有各种不同形式,能够从一种形 式转化为另一种形式,在转化中能量的总数量不变。或第 一类永动机是不可能造成的。 热力学第二定律 ——凡是自发过程都是不可逆的,而且一 切不可逆过程都可以与热功交换的不可逆相联系。或第二 类永动机是不可能造成的。 克劳修斯:不可能把热从低温物体转到高温物体而不引起 其他变化。 开尔文:不可能从单一热源取出热使之完全变为功而不发 生其他变化
热力学第零定律 如果两个热力学系统中的每一个都与 第三个热力学系统处于热平衡(温度相同),则它们彼此也 必定处于热平衡。热力学第零定律是进行体系测量的基本 依据。 热力学第三定律一 绝对零度不可达到但可以无限趋近。 热力学四大定律小总结:18世纪,卡诺等科学家发现在诸如机车 人体、太阳系和宇宙等系统中,从能量转变成功的四大定律。没有这 四大定律的知识,很多工程技术和发明就不会诞生。 热力学的四大定律简述如下: 热力学第零定律一如果两个热力学系统中的每一个都与第三个热力 学系统处于热平衡(温度相同,则它们彼此也必定处于热平衡。 热力学第一定律一 能量守恒定律在热学形式的表现。 热力学第二定律一 力学能可全部转换成热能,但是热能却不能以有 限次的实验操作全部转换成功(热机不可得)。 热力学第三定律 绝对零度不可达到但可以无限趋近。 10 上页下页 节首 节尾
10 热力学第零定律 ——如果两个热力学系统中的每一个都与 第三个热力学系统处于热平衡(温度相同),则它们彼此也 必定处于热平衡。热力学第零定律是进行体系测量的基本 依据 。 热力学第三定律 ——绝对零度不可达到但可以无限趋近。 热力学四大定律小总结:18世纪,卡诺等科学家发现在诸如机车、 人体、太阳系和宇宙等系统中,从能量转变成功的四大定律。没有这 四大定律的知识,很多工程技术和发明就不会诞生。 热力学的四大定律简述如下: 热力学第零定律-如果两个热力学系统中的每一个都与第三个热力 学系统处于热平衡(温度相同),则它们彼此也必定处于热平衡。 热力学第一定律-能量守恒定律在热学形式的表现。 热力学第二定律-力学能可全部转换成热能, 但是热能却不能以有 限次的实验操作全部转换成功 (热机不可得)。 热力学第三定律-绝对零度不可达到但可以无限趋近