大学化学│大化-第二周-第一章 化学反映基本规律

§2-2
吉布斯函数变
二、 ΔG 的计算与过程自发性的讨论 定温定压下，ΔG ＝ Δ H – TΔS 的讨论：
分组 ΔH － ＋ － ＋ ΔS ＋ － － ＋ ΔG ＝ Δ H – TΔS 自发性
符号相反
总为－ 总为＋ 低温为－，高温为＋ 低温为＋，高温为－
任何T自发 任何T非自发 低T自，高T非自 低T非自，高T自
§2-1
一、自发变化
熵增加原理
自然界中观察到的 变化都是不可逆的、自发的。 热由高温物体传给低温物体； 气体从高压扩散到低压；
T 0 p 0
正电荷从高电位迁移到低电位； E 0 不同种物质的相互混合、扩散； c 0
正向为自发过程，逆向为非自发过程 上述过程的推动力? 限度在哪里？ 化学反应的推动力?
m B
B
160.59 J K -1 mol -1 0 熵增
§2-1
三、讨论与例题
熵增加原理
例4、课本P52，计算凝固过程的熵变，例2.2 解：热力学第二定律指出，定温过程，系统熵变等 于可逆过程的热温商。 qr S T
qr qfus 6007 J mol -1 l s Sm -1 T Tf 273.15 K
符号相同
转向温度： H G H TS 0 T转 S
(2-2-3)
§2-2
吉布斯函数变
二、 ΔG 的计算与过程自发性的讨论 1、化学变化过程 反应标准摩尔吉布斯函数变的计算
rG (T ) r H (298.15K ) T r S (298.15K ) (2-2-4) θ θ 其中： r H m ( 298.15K ) B f H B ( 298.15K )

化学的研究对象
研究物质的组成、结构、性质以及变化规律的科学。
化学的内容
包括无机化学、有机化学、分析化学、物理化学等分支学科，以及化学工程、化学工艺等应用领域。
化学发展简史及趋势
化学发展简史
从炼金术到近代化学的演变，以及元 素周期表的发现等关键事件。
化学ห้องสมุดไป่ตู้展趋势
向着更加微观、精确和绿色的方向发展， 如纳米化学、生物化学、绿色化学等。
数据处理及结果表达
数据处理
包括数据整理、异常值剔除、平均值计算、标准偏差计算等步骤。
结果表达
将处理后的数据以表格、图形等形式呈现出来，便于分析和比较。
结果分析
通过对数据的比较和分析，得出实验结论或推论，为后续研究提供 参考。
2023-2026
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REPORTING
影响因素
电极电势、电解质浓度、温度等 均可影响氧化还原反应和电化学 过程。
PART 05
物质结构基础与化学键理 论
原子结构和元素周期律
原子结构模型
包括卢瑟福模型、玻尔模 型以及量子力学模型等， 描述原子内部结构和电子 排布。
元素周期律
元素性质随原子序数递增 呈现周期性变化，包括原 子半径、电离能、电子亲 和能等。
大学化学课程的任务和要求
大学化学课程的任务
培养学生掌握化学基础知识、基本技能和科学思维方法，为后续专业课程学习 和未来职业发展打下基础。
大学化学课程的要求
要求学生掌握化学基本概念、原理和实验技能，具备分析和解决化学问题的能 力，以及良好的科学素养和实验习惯。
PART 02
物质的聚集状态与分散系 统

微观粒子具有波粒二象性，就不能象宏观物体那样在确定的时间段内准确的描 述出其运动的轨迹。 微观粒子的运动符合下列关系：
x Px
Px 为动量在x方向的分量测不准量； h 为Planck常数。
h 2
X 为微观粒子在某一方向x上的位置（或坐标）测不准量；
也就是说，微观粒子运动的距离变化与动量变化不能同时测准，这就是有名 的海森堡测不准原理。 测不准原理是微观粒子的固有属性，不能用牛顿力学描述。 我们只能用统计的方法，描述大量微观粒子运动的行为，即在一定区域内出现 的概率，因而电子运动的轨道失去了其真正的含义。
——认为原子中心有一个小而重的带正电荷的原子核，核外
有电子绕核的外围作空间运动。
4．Bohr原子模型
——指出微观粒子运动具有量子化的特征，提出了关于原子轨道能级的概念。
1.1.2、原子结构的近代概念
1．波粒二相性
2．运动的统计性
1
波粒二象性
对于光的本性，曾经有微粒说、波动说的长期争论，后来确认光既具有 微粒性，又具有波动性，称为波粒二象性。 物质波的概念 1924年de Broglie在光的启发下提出一切物质都具有粒子性和波动性 ，
2、四个量子数
电子的波函数，通过求解薛定谔方程得到，在求解过程中，需要三个常数（n、
l、m）进行限制才有物理意义。这三个常数称为量子数， 每一组常数表示一个原子轨道（电子运动的一种状态）。
(1) 主量子数 （2）角量子数 （3）磁量子数 （4）自旋量子数
n l m ms
（1）主量子数
n
主量子数 n 表示电子层，其值越大，轨道距核越远，能量越高。
因此，对于电子、质子、中子、原子、分子等微观粒子，就必须考虑 其波动性，就是说，微观粒子都具有波粒二象性。

本章要点：
1. 化学反应热力学初步： 化学热力学的基本概念； 化学反应进行的方向； 化学反应进行的程度。 2. 化学反应速率： 反应速率的基本概念； 影响反应速率的因素。 3. 化学反应热力学与化学反应动力学的关系
第二章
化学反应的基本规律
第 二 章 化 学 反 应 的 基 本 规 律
上海交通大学化学化工学院 大学化学教研室
第 二 章 化 学 反 应 的 基 本 规 律
解：（1） 由热力学第一定律的数学表达式可知 Q＝＋50kJ，W＝＋30kJ ∴ Δ U体系=Q－W =50－30=20（kJ） 若将环境当做体系来考虑， 则有Q= 50kJ，W′= 30kJ， 故环境热力学能改变量Δ Ｕ′=Q′－W′ 第 二 ∴Δ Ｕ′环境= 50－（30）= 20（kJ） 章 （2） Q＝－40kJ，W＝ －60kJ 化 学 Δ U体系=Q－W ＝20kJ 反 应 ∴ UII＝UI＋20（kJ） 的
过程函数与状态函数的关系之二
在等温、等压、没有非体积功的条件下： Δ U＝QV Ｈ = Qp
第 二 章 化 学 反 应 的 基 本 规 律
2.反应热的求得
反应热求得的几种方法： 1. 盖斯定律——利用状态函数的性质； 2. 生成热法——热力学函数标准摩尔生成 热的导出。（定义一个起点） 3. 燃烧热——适用于有机化学反应（定义 一个终点）； 4. 键能估算——键焓的概念，适用于气体 反应。
反应热本是与过程有关的，但在一定的条 件下，其却具有了状态函数的性质——盖斯
第 二 章 化 学 反 应 的 基 本 规 律
定律
5
（1）盖斯定律的定义及计算 • 定义：一个化学反应若能分解为几步来完 成，总反应的焓变Δ rH 等于各部分反应的 焓变Δ rHi之和。