物理化學電子教案第一章(同名53)課件

第一章熱力學第一定律及其應用1.1熱力學概論1.2熱力學第一定律1.7

熱化學1.4等容過程熱、等壓過程熱與焓1.5熱容1.6熱力學第一定律對理想氣體的應用1.3準靜態(tài)過程和最大功2023/10/9第一章熱力學第一定律及其應用1.1熱力學概論1.2熱1.1

熱力學概論及熱力學基本概念熱力學的研究對象熱力學的方法和局限性體系與環(huán)境體系的分類強度性質(zhì)和廣延性質(zhì)狀態(tài)和狀態(tài)函數(shù)熱力學平衡態(tài)過程與途徑熱和功幾個基本概念：2023/10/91.1熱力學概論及熱力學基本概念熱力學的研究對象熱力學的方熱力學的研究對象研究熱、功和其他形式能量之間的相互轉(zhuǎn)換及其轉(zhuǎn)換過程中所遵循的規(guī)律；研究各種物理變化和化學變化過程中所發(fā)生的能量效應；研究化學變化的方向和限度。2023/10/9熱力學的研究對象研究熱、功和其他形式能量之間的相互轉(zhuǎn)換及熱力學的方法和局限性熱力學方法研究對象是大數(shù)量分子的集合體，研究宏觀性質(zhì)，所得結(jié)論具有統(tǒng)計意義。只考慮變化前后的凈結(jié)果，不考慮物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)和反應機理。能判斷變化能否發(fā)生以及進行到什么程度，但不考慮變化所需要的時間。局限性不知道反應的機理、速率和微觀性質(zhì)，只講可能性，不講現(xiàn)實性。2023/10/9熱力學的方法和局限性熱力學方法研究對象是大數(shù)量分子的集合體，體系與環(huán)境體系（System）在科學研究時必須先確定研究對象，把一部分物質(zhì)與其余分開，這種分離可以是實際的，也可以是想象的。這種被劃定的研究對象稱為體系，亦稱為物系或系統(tǒng)。環(huán)境（surroundings）與體系密切相關(guān)、有相互作用或影響所能及的部分稱為環(huán)境。2023/10/9體系與環(huán)境體系（System）在科學研究時必須先確定研體系分類根據(jù)體系與環(huán)境之間的關(guān)系，把體系分為三類：（1）敞開體系（opensystem）體系與環(huán)境之間既有物質(zhì)交換，又有能量交換。2023/10/9體系分類根據(jù)體系與環(huán)境之間的關(guān)系，把體系分為三類：（1）敞體系分類根據(jù)體系與環(huán)境之間的關(guān)系，把體系分為三類：（2）封閉體系（closedsystem）體系與環(huán)境之間無物質(zhì)交換，但有能量交換。2023/10/9體系分類根據(jù)體系與環(huán)境之間的關(guān)系，把體系分為三類：（2）封體系分類根據(jù)體系與環(huán)境之間的關(guān)系，把體系分為三類：（3）孤立體系（isolatedsystem）體系與環(huán)境之間既無物質(zhì)交換，又無能量交換，故又稱為隔離體系。有時把封閉體系和體系影響所及的環(huán)境一起作為孤立體系來考慮。2023/10/9體系分類根據(jù)體系與環(huán)境之間的關(guān)系，把體系分為三類：（3）孤體系分類2023/10/9體系分類2023/10/8體系的性質(zhì)用宏觀可測性質(zhì)來描述體系的熱力學狀態(tài)，故這些性質(zhì)又稱為熱力學變量?？煞譃閮深悾簭V延性質(zhì)（extensiveproperties）又稱為容量性質(zhì)，它的數(shù)值與體系的物質(zhì)的量成正比，如體積、質(zhì)量、熵等。這種性質(zhì)有加和性，在數(shù)學上是一次齊函數(shù)。強度性質(zhì)（intensiveproperties）它的數(shù)值取決于體系自身的特點，與體系的數(shù)量無關(guān)，不具有加和性，如溫度、壓力等。它在數(shù)學上是零次齊函數(shù)。指定了物質(zhì)的量的容量性質(zhì)即成為強度性質(zhì)，如摩爾熱容。2023/10/9體系的性質(zhì)用宏觀可測性質(zhì)來描述體系的熱力學狀態(tài)，故這狀態(tài)函數(shù)體系的一些性質(zhì)，其數(shù)值僅取決于體系所處的狀態(tài)，而與體系的歷史無關(guān)；它的變化值僅取決于體系的始態(tài)和終態(tài)，而與變化的途徑無關(guān)。具有這種特性的物理量稱為狀態(tài)函數(shù)（statefunction）。狀態(tài)函數(shù)的特性可描述為：異途同歸，值變相等；周而復始，數(shù)值還原。狀態(tài)函數(shù)在數(shù)學上具有全微分的性質(zhì)。2023/10/9狀態(tài)函數(shù)體系的一些性質(zhì)，其數(shù)值僅取決于體系所處的狀態(tài)熱力學平衡態(tài)當體系的諸性質(zhì)不隨時間而改變，則體系就處于熱力學平衡態(tài)，它包括下列幾個平衡：熱平衡（thermalequilibrium）體系各部分溫度相等。力學平衡（mechanicalequilibrium）體系各部的壓力都相等，邊界不再移動。如有剛壁存在，雖雙方壓力不等，但也能保持力學平衡。2023/10/9熱力學平衡態(tài)當體系的諸性質(zhì)不隨時間而改變，則熱力學平衡態(tài)相平衡（phaseequilibrium）多相共存時，各相的組成和數(shù)量不隨時間而改變?；瘜W平衡（chemicalequilibrium）反應體系中各物的數(shù)量不再隨時間而改變。當體系的諸性質(zhì)不隨時間而改變，則體系就處于熱力學平衡態(tài)，它包括下列幾個平衡：2023/10/9熱力學平衡態(tài)相平衡（phaseequilibrium）化過程從始態(tài)到終態(tài)的具體步驟稱為途徑。

在一定的環(huán)境條件下，系統(tǒng)發(fā)生了一個從始態(tài)到終態(tài)的變化，稱為系統(tǒng)發(fā)生了一個熱力學過程。(process)途徑(path)過程和途徑2023/10/9過程從始態(tài)到終態(tài)的具體步驟稱為途徑。在一定的環(huán)境條件下（1）等溫過程（2）等壓過程

（3）等容過程（4）絕熱過程（5）循環(huán)過程

常見的變化過程有：2023/10/9（1）等溫過程（2）等壓過程（3）等容過程（4）絕熱過程（熱和功功（work）Q和W都不是狀態(tài)函數(shù)，其數(shù)值與變化途徑有關(guān)。體系吸熱，Q>0；體系放熱，Q<0。熱（heat）體系與環(huán)境之間因溫差而傳遞的能量稱為熱，用符號Q

表示。Q的取號：體系與環(huán)境之間傳遞的除熱以外的其它能量都稱為功，用符號W表示。功可分為體積功和非體積功兩大類。W的取號：環(huán)境對體系作功，W>0；體系對環(huán)境作功，W<0。2023/10/9熱和功功（work）Q和W都不是狀態(tài)函數(shù)，其數(shù)值與變化途徑有1.2熱力學第一定律熱力學能第一定律的文字表述第一定律的數(shù)學表達式2023/10/91.2熱力學第一定律熱力學能第一定律的文字表述第一定律的數(shù)第一定律的文字表述熱力學第一定律（TheFirstLawofThermodynamics）

是能量守恒與轉(zhuǎn)化定律在熱現(xiàn)象領(lǐng)域內(nèi)所具有的特殊形式，說明熱力學能、熱和功之間可以相互轉(zhuǎn)化，但總的能量不變。也可以表述為：第一類永動機是不可能制成的。第一定律是人類經(jīng)驗的總結(jié)。2023/10/9第一定律的文字表述熱力學第一定律（TheFirstLaw第一定律的文字表述第一類永動機（firstkindofperpetualmotionmachine) 一種既不靠外界提供能量，本身也不減少能量，卻可以不斷對外作功的機器稱為第一類永動機，它顯然與能量守恒定律矛盾。 歷史上曾一度熱衷于制造這種機器，均以失敗告終，也就證明了能量守恒定律的正確性。2023/10/9第一定律的文字表述第一類永動機（firstkindof熱力學能

熱力學能（thermodynamicenergy）以前稱為內(nèi)能（internalenergy）,它是指體系內(nèi)部能量的總和，包括分子運動的平動能、分子內(nèi)的轉(zhuǎn)動能、振動能、電子能、核能以及各種粒子之間的相互作用位能等。熱力學能是狀態(tài)函數(shù)，用符號U表示，它的絕對值無法測定，只能求出它的變化值。2023/10/9熱力學能熱力學能（thermodynamicen第一定律的數(shù)學表達式

U=Q+W對微小變化：dU=

Q+

W因為熱力學能是狀態(tài)函數(shù)，數(shù)學上具有全微分性質(zhì)，微小變化可用dU表示；Q和W不是狀態(tài)函數(shù)，微小變化用

表示，以示區(qū)別。也可用

U=Q-W表示，兩種表達式完全等效，只是W的取號不同。用該式表示的W的取號為：環(huán)境對體系作功，W<0；體系對環(huán)境作功，W>0

。2023/10/9第一定律的數(shù)學表達式U=Q+W對微小變化：dU1.3等壓過程熱、等容過程熱與焓等容熱效應

過程在等容下進行所產(chǎn)生的熱效應為

,如果不作非膨脹功，

,氧彈熱量計中測定的是

等壓過程熱

過程在等壓下進行所產(chǎn)生的熱效應為，如果不作非膨脹功，則

注意此二式的適用條件。2023/10/91.3等壓過程熱、等容過程熱與焓等容熱效應過程根據(jù)熱力學第一定律當若發(fā)生一個微小變化等容且不做非膨脹功的條件下，系統(tǒng)的熱力學能的變化等于等容熱效應等容過程熱與熱力學能變2023/10/9根據(jù)熱力學第一定律當若發(fā)生一個微小變化等容且不做非膨脹功的條根據(jù)熱力學第一定律若發(fā)生一個微小變化當?shù)葔哼^程熱與焓變2023/10/9根據(jù)熱力學第一定律若發(fā)生一個微小變化當?shù)葔哼^程熱與焓變202定義:等壓且不做非膨脹功的條件下，系統(tǒng)的焓變等于等壓熱效應等壓過程熱與焓變2023/10/9定義:等壓且不做非膨脹功的條件下，系統(tǒng)的焓變等于等壓熱效應等焓不是能量 雖然具有能量的單位，但不遵守能量守恒定律焓是狀態(tài)函數(shù)定義式中焓由狀態(tài)函數(shù)組成為什么要定義焓？

為了使用方便，因為在等壓、不做非膨脹功的條件下，焓變等于等壓熱效應

。較容易測定，可用焓變求其它熱力學函數(shù)的變化值。2023/10/9焓不是能量 雖然具有能量的單位，但不遵守能量守恒定律焓是1.4可逆過程和最大功功與過程準靜態(tài)過程可逆過程2023/10/91.4可逆過程和最大功功與過程準靜態(tài)過程可逆過程2023/功與過程設(shè)在定溫下，一定量理想氣體在活塞筒中克服外壓,經(jīng)4種不同途徑，體積從V1膨脹到V2所作的功。1.自由膨脹（freeexpansion）

2.等外壓膨脹（pe保持不變）因為

體系所作的功如陰影面積所示。

2023/10/9功與過程設(shè)在定溫下，一定量理想氣體在活塞筒中克服外壓功與過程2023/10/9功與過程2023/10/8功與過程3.多次等外壓膨脹(1)克服外壓為，體積從膨脹到；(2)克服外壓為，體積從膨脹到；(3)克服外壓為，體積從膨脹到。可見，外壓差距越小，膨脹次數(shù)越多，做的功也越多。

所作的功等于3次作功的加和。2023/10/9功與過程3.多次等外壓膨脹(1)克服外壓為，體積從膨功與過程2023/10/9功與過程2023/10/8功與過程4.外壓比內(nèi)壓小一個無窮小的值外相當于一杯水，水不斷蒸發(fā)，這樣的膨脹過程是無限緩慢的，每一步都接近于平衡態(tài)。所作的功為：這種過程近似地可看作可逆過程，所作的功最大。2023/10/9功與過程4.外壓比內(nèi)壓小一個無窮小的值外相當功與過程2023/10/9功與過程2023/10/8功與過程1.一次等外壓壓縮

在外壓為下，一次從壓縮到，環(huán)境對體系所作的功（即體系得到的功）為：壓縮過程將體積從壓縮到，有如下三種途徑：2023/10/9功與過程1.一次等外壓壓縮在外壓為下，功與過程2023/10/9功與過程2023/10/8功與過程2.多次等外壓壓縮

第一步：用的壓力將體系從壓縮到；第二步：用的壓力將體系從壓縮到；第三步：用的壓力將體系從壓縮到。整個過程所作的功為三步加和。2023/10/9功與過程2.多次等外壓壓縮第一步：用功與過程2023/10/9功與過程2023/10/8功與過程3.可逆壓縮如果將蒸發(fā)掉的水氣慢慢在杯中凝聚，使壓力緩慢增加，恢復到原狀，所作的功為：則體系和環(huán)境都能恢復到原狀。2023/10/9功與過程3.可逆壓縮如果將蒸發(fā)掉的水氣慢慢在功與過程2023/10/9功與過程2023/10/8功與過程從以上的膨脹與壓縮過程看出，功與變化的途徑有關(guān)。雖然始終態(tài)相同，但途徑不同，所作的功也大不相同。顯然，可逆膨脹，體系對環(huán)境作最大功；可逆壓縮，環(huán)境對體系作最小功。功與過程小結(jié)：

2023/10/9功與過程從以上的膨脹與壓縮過程看出，功與變化的準靜態(tài)過程（guasistaticprocess）在過程進行的每一瞬間，體系都接近于平衡狀態(tài)，以致在任意選取的短時間dt內(nèi)，狀態(tài)參量在整個系統(tǒng)的各部分都有確定的值，整個過程可以看成是由一系列極接近平衡的狀態(tài)所構(gòu)成，這種過程稱為準靜態(tài)過程。準靜態(tài)過程是一種理想過程，實際上是辦不到的。上例無限緩慢地壓縮和無限緩慢地膨脹過程可近似看作為準靜態(tài)過程。2023/10/9準靜態(tài)過程（guasistaticprocess）可逆過程（reversibleprocess）體系經(jīng)過某一過程從狀態(tài)（1）變到狀態(tài)（2）之后，如果能使體系和環(huán)境都恢復到原來的狀態(tài)而未留下任何永久性的變化，則該過程稱為熱力學可逆過程。否則為不可逆過程。上述準靜態(tài)膨脹過程若沒有因摩擦等因素造成能量的耗散，可看作是一種可逆過程。過程中的每一步都接近于平衡態(tài)，可以向相反的方向進行，從始態(tài)到終態(tài)，再從終態(tài)回到始態(tài)，體系和環(huán)境都能恢復原狀。2023/10/9可逆過程（reversibleprocess）體系可逆過程（reversibleprocess）可逆過程的特點：（1）狀態(tài)變化時推動力與阻力相差無限小，體系與環(huán)境始終無限接近于平衡態(tài)；（3）體系變化一個循環(huán)后，體系和環(huán)境均恢復原態(tài)，變化過程中無任何耗散效應；（4）等溫可逆過程中，體系對環(huán)境作最大功，環(huán)境對體系作最小功。（2）過程中的任何一個中間態(tài)都可以從正、逆兩個方向到達；2023/10/9可逆過程（reversibleprocess）可逆過程的特1.5熱容（heatcapacity）對于組成不變的均相封閉體系，不考慮非膨脹功，設(shè)體系吸熱Q，溫度從T1

升高到T2,則：(溫度變化很小)平均熱容定義：單位2023/10/91.5熱容（heatcapacity）對于組摩爾熱容比熱容：它的單位是 或 。 規(guī)定物質(zhì)的數(shù)量為1g（或1kg）的熱容。規(guī)定物質(zhì)的數(shù)量為1mol的熱容。摩爾熱容Cm：單位為：。2023/10/9摩爾熱容比熱容：它的單位是 或 。 規(guī)定摩爾熱容等壓熱容Cp：等容熱容Cv：2023/10/9摩爾熱容等壓熱容Cp：等容熱容Cv：2023/10/8 熱容與溫度的函數(shù)關(guān)系因物質(zhì)、物態(tài)和溫度區(qū)間的不同而有不同的形式。例如，氣體的等壓摩爾熱容與T的關(guān)系有如下經(jīng)驗式：熱容與溫度的關(guān)系熱容與溫度的關(guān)系：或式中a,b,c,c’,...

是經(jīng)驗常數(shù)，由各種物質(zhì)本身的特性決定，可從熱力學數(shù)據(jù)表中查找。2023/10/9 熱容與溫度的函數(shù)關(guān)系因物質(zhì)、物態(tài)和溫度區(qū)間的不同而有一般封閉體系Cp與Cv的關(guān)系根據(jù)復合函數(shù)的偏微商公式（見下頁）Cp與Cv的關(guān)系2023/10/9一般封閉體系Cp與Cv的關(guān)系根據(jù)復合函數(shù)的偏微商公式（見下頁對理想氣體，所以代入上式，得：Cp與Cv的關(guān)系2023/10/9對理想氣體，所以代入上式，得：Cp與Cv的關(guān)系2023/10氣體的Cp恒大于Cv。對于理想氣體：

因為等容過程中，升高溫度，體系所吸的熱全部用來增加熱力學能；而等壓過程中，所吸的熱除增加熱力學能外，還要多吸一點熱量用來對外做膨脹功，所以氣體的Cp恒大于Cv

。Cp與Cv的關(guān)系2023/10/9氣體的Cp恒大于Cv。對于理想氣體：因為等容過程中1.6熱力學第一定律的應用蓋

呂薩克—焦耳實驗理想氣體的熱力學能和焓絕熱過程相變過程2023/10/91.6熱力學第一定律的應用蓋呂薩克—焦耳實驗理想氣體的熱Gay-Lussac-Joule實驗將兩個容量相等的容器，放在水浴中，左球充滿氣體，右球為真空（如上圖所示）。水浴溫度沒有變化，即Q=0；由于體系的體積取兩個球的總和，所以體系沒有對外做功，W=0；根據(jù)熱力學第一定律得該過程的 。蓋

呂薩克1807年，焦耳在1843年分別做了如下實驗：打開活塞，氣體由左球沖入右球，達平衡（如下圖所示）。2023/10/9Gay-Lussac-Joule實驗將兩個容量相等的Gay-Lussac-Joule實驗2023/10/9Gay-Lussac-Joule實驗2023/10/8理想氣體的熱力學能和焓從蓋

呂薩克—焦耳實驗得到理想氣體的熱力學能和焓僅是溫度的函數(shù)，用數(shù)學表示為：即：在恒溫時，改變體積或壓力，理想氣體的熱力學能和焓保持不變。還可以推廣為理想氣體的Cv,Cp也僅為溫度的函數(shù)。2023/10/9理想氣體的熱力學能和焓從蓋呂薩克—焦耳實驗得到理想絕熱過程（addiabaticprocess)絕熱過程的功在絕熱過程中，體系與環(huán)境間無熱的交換，但可以有功的交換。根據(jù)熱力學第一定律：這時，若體系對外作功，熱力學能下降，體系溫度必然降低，反之，則體系溫度升高。因此絕熱壓縮，使體系溫度升高，而絕熱膨脹，可獲得低溫。2023/10/9絕熱過程（addiabaticprocess)絕熱過程的功絕熱過程（addiabaticprocess)絕熱可逆過程方程式理想氣體在絕熱可逆過程中，三者遵循的關(guān)系式稱為絕熱過程方程式，可表示為：式中，均為常數(shù)，。在推導這公式的過程中，引進了理想氣體、絕熱可逆過程和是與溫度無關(guān)的常數(shù)等限制條件。2023/10/9絕熱過程（addiabaticprocess)絕熱可逆過程絕熱過程（addiabaticprocess)絕熱可逆過程的膨脹功理想氣體等溫可逆膨脹所作的功顯然會大于絕熱可逆膨脹所作的功，這在P-V-T三維圖上看得更清楚。在P-V-T三維圖上，黃色的是等壓面；蘭色的是等溫面；紅色的是等容面。體系從A點等溫可逆膨脹到B點，AB線下的面積就是等溫可逆膨脹所作的功。2023/10/9絕熱過程（addiabaticprocess)絕熱可逆過程絕熱過程（addiabaticprocess)絕熱可逆過程的膨脹功如果同樣從A點出發(fā)，作絕熱可逆膨脹，使終態(tài)體積相同，則到達C點，AC線下的面積就是絕熱可逆膨脹所作的功。顯然，AC線下的面積小于AB線下的面積，C點的溫度、壓力也低于B點的溫度、壓力。2023/10/9絕熱過程（addiabaticprocess)絕熱可逆過程絕熱過程（addiabaticprocess)2023/10/9絕熱過程（addiabaticprocess)2023/1絕熱過程（addiabaticprocess)從兩種可逆膨脹曲面在PV面上的投影圖看出：兩種功的投影圖AB線斜率：AC線斜率：同樣從A點出發(fā)，達到相同的終態(tài)體積，等溫可逆過程所作的功（AB線下面積）大于絕熱可逆過程所作的功（AC線下面積）。因為絕熱過程靠消耗熱力學能作功，要達到相同終態(tài)體積，溫度和壓力必定比B點低。2023/10/9絕熱過程（addiabaticprocess)絕熱過程（addiabaticprocess)2023/10/9絕熱過程（addiabaticprocess)2023/1絕熱過程（addiabaticprocess)絕熱功的求算（1）理想氣體絕熱可逆過程的功所以因為2023/10/9絕熱過程（addiabaticprocess)絕熱功的求算絕熱過程（addiabaticprocess)（2）絕熱狀態(tài)變化過程的功因為計算過程中未引入其它限制條件，所以該公式適用于定組成封閉體系的一般絕熱過程，不一定是理想氣體，也不一定是可逆過程。2023/10/9絕熱過程（addiabaticprocess)（2）絕熱狀理想氣體對相變過程的應用相相變及其分類相變焓第一定律對可逆相變的應用第一定律對不可逆相變的應用2023/10/9理想氣體對相變過程的應用相2023/10/81.7熱化學反應進度等壓、等容熱效應熱化學方程式壓力的標準態(tài)蓋斯定律2023/10/91.7熱化學反應進度等壓、等容熱效應熱化學反應進度（extentofreaction）20世紀初比利時的Dekonder引進反應進度

的定義為：

和

分別代表任一組分B在起始和t時刻的物質(zhì)的量。

是任一組分B的化學計量數(shù)，對反應物取負值，對生成物取正值。設(shè)某反應單位：mol2023/10/9反應進度（extentofreaction）20世紀初反應進度（extentofreaction）引入反應進度的優(yōu)點：在反應進行到任意時刻，可以用任一反應物或生成物來表示反應進行的程度，所得的值都是相同的，即：反應進度被應用于反應熱的計算、化學平衡和反應速率的定義等方面。注意：應用反應進度，必須與化學反應計量方程相對應。例如：當

都等于1mol

時，兩個方程所發(fā)生反應的物質(zhì)的量顯然不同。2023/10/9反應進度（extentofreaction）引入反應進化學反應的熱效應反應熱效應當體系發(fā)生反應之后，使產(chǎn)物的溫度回到反應前始態(tài)時的溫度，體系放出或吸收的熱量，稱為該反應的熱效應。等容熱效應

反應在等容下進行所產(chǎn)生的熱效應為

,如果不作非膨脹功，

,氧彈量熱計中測定的是

。等壓熱效應

反應在等壓下進行所產(chǎn)生的熱效應為，如果不作非膨脹功，則。2023/10/9化學反應的熱效應反應熱效應當體系發(fā)生反應之后，使產(chǎn)物的溫

與的關(guān)系當反應進度為1mol時：

式中

是生成物與反應物氣體物質(zhì)的量之差值，并假定氣體為理想氣體?；?/p>

化學反應的熱效應2023/10/9與的關(guān)系當反應進度為1mol時： 式中反應物生成物

（3）

（2）等容

與

的關(guān)系的推導生成物

化學反應的熱效應2023/10/9反應物生成物（3）（2）等容與反應物生成物

（3）

（2）等容

生成物

對于理想氣體，

所以：化學反應的熱效應2023/10/9反應物生成物（3）（2）等容生成物例如：298.15K時

式中：

表示反應物和生成物都處于標準態(tài)時，在298.15K，反應進度為1mol

時的焓變。代表氣體的壓力處于標準態(tài)。因為U,H的數(shù)值與系統(tǒng)的狀態(tài)有關(guān)，所以方程式中應該注明物態(tài)、溫度、壓力、組成等。對于固態(tài)還應注明結(jié)晶狀態(tài)。熱化學方程式2023/10/9例如：298.15K時式中：

什么是標準態(tài)？隨著學科的發(fā)展，壓力的標準態(tài)有不同的規(guī)定：用

表示壓力標準態(tài)。最老的標準態(tài)為1atm1985年GB規(guī)定為101.325kPa1993年GB規(guī)定為1

105Pa。標準態(tài)的變更對凝聚態(tài)影響不大，但對氣體的熱力學數(shù)據(jù)有影響，要使用相應的熱力學數(shù)據(jù)表。熱力學標準態(tài)2023/10/9什么是標準態(tài)？隨著學科的發(fā)展，壓力的標準態(tài)有不同的

氣體的標準態(tài)為：溫度為T、壓力時且具有理想氣體性質(zhì)的狀態(tài)

液體的標準態(tài)為：溫度為T、壓力時的純液體固體的標準態(tài)為：溫度為T、壓力時的純固體標準態(tài)不規(guī)定溫度，每個溫度都有一個標準態(tài)。一般298.15K時的標準態(tài)數(shù)據(jù)有表可查。熱力學標準態(tài)2023/10/9氣體的標準態(tài)為：溫度為T、壓力時焓的變化反應物和生成物都處于標準態(tài)反應進度為1mol反應（reaction）反應溫度標準摩爾焓變?nèi)魠⒓臃磻奈镔|(zhì)都處于標準態(tài)，當反應進度為1mol時的焓變，稱為標準摩爾焓變用符號表示2023/10/9焓的變化反應物和生成物都處于標準態(tài)反應進度為1mol反應（例如：求C(s)和

生成CO(g)的摩爾反應焓變

已知：（1）

（2）

則：Hess定律（Hess’slaw）2023/10/9例如：求C(s)和生成CO(g)的摩爾反應Hess定律（Hess’slaw）1840年，Hess(赫斯)根據(jù)實驗提出了一個定律：不管反應是一步完成的，還是分幾步完成的，其熱效應相同，當然要保持反應條件（如溫度、壓力等）不變。應用：對于進行得太慢的或反應程度不易控制而無法直接測定反應熱的化學反應，可以用Hess定律，利用容易測定的反應熱來計算不容易測定的反應熱。反應的熱效應只與起始和終了狀態(tài)有關(guān)，與變化途徑無關(guān)。2023/10/9Hess定律（Hess’slaw）1840年，Hess(赫幾種熱效應化合物的生成焓離子生成焓燃燒焓2023/10/9幾種熱效應化合物的生成焓離子生成焓燃燒焓2023/10/8沒有規(guī)定溫度，一般298.15K時的數(shù)據(jù)有表可查。生成焓僅是個相對值，相對于標準狀態(tài)下穩(wěn)定單質(zhì)的生成焓等于零。標準摩爾生成焓（standardmolarenthalpyof

formation）在標準壓力下，反應溫度時，由最穩(wěn)定的單質(zhì)合成標準狀態(tài)下單位量物質(zhì)B的焓變，稱為物質(zhì)B的標準摩爾生成焓，用下述符號表示： （物質(zhì)，相態(tài)，溫度）標準摩爾生成焓2023/10/9沒有規(guī)定溫度，一般298.15K時的數(shù)據(jù)有表可查。生成焓僅例如：在298.15K時這就是HCl(g)的標準摩爾生成焓：

反應焓變?yōu)椋?/p>

利用標準摩爾生成焓求焓變

2023/10/9例如：在298.15K時這就是HCl(g)的標準摩爾生成焓利用標準摩爾生成焓求焓變例如有反應根據(jù)狀態(tài)函數(shù)性質(zhì)2023/10/9利用標準摩爾生成焓求焓變例如有反應根據(jù)狀態(tài)函數(shù)性質(zhì)2023/為計量方程中的系數(shù)，對反應物取負值，生成物取正值。在標準壓力

和反應溫度時（通常為298.15K）利用標準摩爾生成焓求焓變2023/10/9為計量方程中的系數(shù)，對反應物取負值，生成物取正值。在標準標準摩爾離子生成焓因為溶液是電中性的，正、負離子總是同時存在，不可能得到單一離子的生成焓。其它離子生成焓都是與這個標準比較的相對值。所以，規(guī)定了一個目前被公認的相對標準：標準壓力下，在無限稀薄的水溶液中，的摩爾生成焓等于零。2023/10/9標準摩爾離子生成焓