文档介绍：第 一 章
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化学反应的热效应及体积功
焓及焓变
赫斯定律
标准生成焓及反应的标准焓变
选读材料 I 能源
本章小结
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学习要求：
理解等压热效应与反应焓变的关系、等容热表示系统失去能量并传递给环境
始态和终态分别表示反应物和产物所处的状态。
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系统与环境
状态与状态函数
过程与途径
热力学第一定律
内能
封闭系统与环境之间以功（W）和热（Q）的方式交换能量。
热力学第一定律的代数式：
∆U = Q + W
系统内能的改变量等于系统吸收或放出的热量加上环境对系统所做的功或系统对环境所做的功。
内能的改变量与热和功的关系
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放热过程(exthothermic course): 过程中向环境中释放热量。
热: 在物理或化学变化的过程中，系统与环境存在温度差而交换的能量称为热。
符号：Q 单位：kJ；
非状态函数：取决于过程变化的途径；
系统吸热为正 Q > 0 ，系统放热为负Q < 0 ;
吸热过程(endothermic course): 过程中从环境中吸收热量。
如：冰融化、固体NH4SCN与Ba(OH)2·8H2O
在室温下混合
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符号：w ；
单位：kJ。
w 不是状态函数，取决于过程变化的途径；
分类：体积功（机械功或膨胀功）
非体积功(电功，本章不讲)
系统对环境作功: w < 0（为负）；
环境对系统作功: w > 0 （为正） 。
只讲恒压体积功：
体积功 = w = -p(环) ΔV = - p(V2-V1 )
p是系统内压，p = p(环) = 常数
对理想气体满足理气方程：PV=nRT
功：在物理或化学变化的过程中，系统与环境除热以外的方
式交换的能量都称为功。
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思考：1mol理想气体，密闭在1)气球中，2) 钢瓶中；将理想气体的温度提高20ºC时，是否做了体积功？
1)做体积功，
2)未做体积功。
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例 点燃图中所示汽缸中的氢气和氧气。 kJ热。由于气体受热膨胀， 引起了活塞上升， kJ的功，系统内能的变化量是多少？
解 已知热由系统传给环境，且系统对环境做功。
因此Q和W都是负值：
Q＝－ kJ，W＝－ kJ。
根据方程式ΔU = Q + W ，体系内能的变化量ΔU为
kJ
系统吸收热和环境对系统做功都能增加系统的内能。
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体积功w体的计算
等外压膨胀过程中，系统对环境做体积功
w体 = –p 外(V2 – V1)
= – p外ΔV
p
p外 = F / A
l
w体= –F · l F为外界环境作用在活塞上的力
p外 = F / A，l = ΔV / A2，因此，体积功
w体= –(p外· A) ·(ΔV/A) = – p外 Δ V
系统膨胀做功示意图
活塞移动方向
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理想气体的体积功
理想气体的定义：
气体分子不占有体积，气体分子之间的作用力为 0的气态系统被称为理想气体。
理想气体的状态方程：
例 1 mol理想气体从始态100kPa, = 50kPa膨胀到平衡，求系统所做的功。
解 终态平衡时的体积为：
负值表示系统对外做功。
n： 物质的量 mol; R：摩尔气体常数 ·k-1·mol-1 T：温度 k
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热力学第一定律数学表达式
ΔU = U2-U1 = q + w
某封闭系统，热力学能U1，从环境得到热q，从环境得功W，变到状态2，热力学能U2，则
有：
q
w
2
U2
1
U1
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化学计量数
一般用化学反应计量方程式表示化学反应中质量守恒关系， 通式为：
B 称为B 的化学计量数。
符号规定： 反应物： B为负；产物：B为正。
例 应用化学反应通式形式表示下列合成氨的化学反应计量方程式： N2 + 3H2 == 2NH3
解 用化学反应通式表示为： 0 = - N2 - 3H2 + 2NH3
. 焓及焓变
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反应进度
思考：反应进度与化学反应方程式的书写有关吗？
有关。如对于反应： 0 = –N2 – 3H2 + 2NH3