大学化学---刘克松---第一-

而反应进度ξ就不同。
涉及反应进度时，必须指明化学反 应方程式
实例见课本P11
6 化学计量数和反应进度
当反应从零开始按计量数完成1单位反应时，即 反应进度ξ＝1 mol，简称为摩尔反应。
化学反应：N 2(g 3 )2 H (g 2 )N3(H g) 当有1 mol N2与3 mol H2反应生成2 mol NH3时，称反应进度为1 mol。
6 化学计量数和反应进度
化学反应：N 2(g 3 )2 H (g 2 )N3(H g) 化学计量数：化学式前面的系数。
反应物取负值，生成物取正值
v(N2)=-1, v(H2)=-3, v(NH3)=2.
-N2(g)-3H2(g)+2NH3=0
化学反应：1 2N2(g)2 3H2(g)NH 3(g) 化学计量数v(N2)=-1/2, v(H2)=-3/2, v(NH3)=1.
其中T、p、V、m为化学热力学四个可直接测量的基本量。
3 状态与状态函数
3）始态：系统发生变化前的状态 终态：系统发生变化后的状态
4）状态函数的两个基本特征：
a.系统的状态确定后，它的每一个状态函数都有单 一的确定值，而不会有多个不等值（系统的宏观 性质是状态的单值函数）。 b.当系统的状态发生变化时，状态函数的变化值 只与变化过程的始态和终态有关，而与变化途径 无关。
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热力学是研究热、和其它形式能量之间的转换关 系，它包含当体系变化时所引起的这些物理量的 变化。
广义地说，热力学是研究体系宏观性质变化之间 的关系。
化学热力学是指把热力学中的基本原理用来研究化 学现象以及和化学有关的物理现象。
化学热力学的核心：（1）利用热力学第一定律来 计算变化中热效应；（2）利用热力学第二定律来 解决变化的方向和限度问题以及相平衡和化学平衡 中的有关问题；（3）利用热力学第三定律解决有 关化学平衡的计算问题。
5 过程和途径
可逆过程：
体系经过某一过程，由状态Ⅰ变到状态Ⅱ之后，若系统沿 该过程的逆过程回到原来状态时，若原来过程对环境产生 的一切影响同时被消除（即环境也同时被复原），这种理 想化的过程称为可逆过程。它是在一系列无限接近平衡条 件下进行的过程。
一般情况下系统的理想过程分为以下四类： a.等温过程：系统的状态变化是在等温条件下进行的。
a.敞开系统（open system） 系统与环境之间既有物质交换，又有能量交换。
敞开系统 有物质和能量交换
b.封闭系统（closed system） 系统与环境之间无物质交换，但有能量交换。
封闭系统 只有能量交换
c.孤立系统又称为隔离系统（isolated system） 系统与环境之间既无物质交换，又无能量交换。
3 状态与状态函数
以下例子说明：当系统由始态变到终态时，系统的 状态函数压力p和体积V的变化量与途径无关。
系统压力从3pº变为pº
4 广度性质和强度性质
状态函数按照其性质可分为两类： 广度性质：其量值具有加和性，如体积、质量等。 强度性质：其量值不具有加和性，如温度、压力等。
思考：力和面积是什么性质的物理量？它们的商即压强 (热力学中称为压力)是强度性质的物理量。由此可以得 出什么结论？ 力和面积都是广度性质的物理量。结论是两个广度性质 的物理量的商是一个强度性质的物理量。
或：
1
3
2N2(g)2H2(g)NH 3(g)
反应进度为1 mol是指：有0.5 mol N2与 1.5 mol H2反应生成1 mol NH3。
课后要求
复习今天所学内容 预习p12-p24内容
隔离系统 无物质和能量交换
2相
系统中具有相同的物理和化学性质的均匀部分称为相
（所谓均匀是指其分散度达到分子或离子大小的数量级）。
系统按照相的组成可分为：
➢单相（均匀）系统 ➢多相（不均匀）系统
思考：
相与相之间有明确的界面。
1) 101.325kPa，273.15K(0 oC)下，H2O(l), H2O(g)和 H2O(s)同时共存时系统中的相数为多少。 2) CaCO3(s)分解为CaO (s)和CO2(g)并达到平衡的系统中 的相数。
b.等压过程：系统的状态变化是在等压条件下进行的。
c.等容过程：系统的状态变化是在等容条件下进行。 d.绝热过程： 系统和环境之间没有热量交换 。
可逆过程的特点：
（1）可逆过程是以无限小的变化进行的，整个过 程是由一连串非常接近于平衡的状态所构成。 （2）在反向的过程中，用同样的手续，循着原来 过程的逆过程，可以使体系和环境都完全恢复到原 来的状态。 （3）可逆过程是一种理想的过程，是一种科学的 抽象，客观世界中并不真正存在可逆过程，实际过 程只能无限地趋近于它。
推论：密度(质量除以体积的量)是什么性质的物理量？
5 过程和途径
➢ 系统状态发生任何的变化称为过程；
➢ 实现一个过程的具体步骤称为途径。 思考：过程与途径的区别。
（1）设想如果你要把20oC的水烧开，要完成“水烧开” 这个过程，你可以有多种具体的“途径”：如可以在水 壶中常压烧；也可以在高压锅中加压烧。（2）北京到上 海这个过程可以有什么途径？
-1/2N2(g)-3/2H2(g)+NH3=0
化学计量数与化学反应方程式的写法有关！
6 化学计量数和反应进度
反应进度ξ：描述化学反应的程度，SI单位为mol
nBB nBBnB,0
nB：物质B的物质的量，vB为B的化学计量数。反应进度ξ与反Fra bibliotek方程式的写法有关：
反应方程式写法不同，化学计量数vB就不同，因
3 状态与状态函数
1)）状态：状态就是系统一切性质的总和。有平衡和非平 衡态之分。如系统的宏观性质都处于定值，则系统为平 衡态。状态变化时，系统的宏观性质也必然发生部分或 全部变化。
2）状态函数: 用来描述系统状态的物理量。如：温度T、 压力p、体积V、质量m、热力学内能U、焓H、熵S和吉 布斯函数G等。