热化学笔记:焓变、吉布斯函变与热力学基本概念

(专业课和数学最近上的比较多,代码也没时间敲,过一阵还有期中考试,12月还有四级考试,敲代码不妨留给寒假吧\doge)

今天讲了无机化学中的热化学部分,突然蹦出许多概念,在这里整理了一下,还是比较模糊,需要反复打磨和纠正。遗留问题:非标准吉布斯函变和标准吉布斯函变差了个RTlnJp,但是不知道原因,通过查找知道了是范特霍夫方程,推导过程数学能力不足。

焓:为U(热力学能),V,p定义的一个新状态函数H=U+pV,等压反应热Qp=ΔH(往往针对一种物质来说)

焓变:焓变ΔH针对一个过程而言,对于一个化学反应来说,焓变记作ΔrH(r代表reaction)

摩尔焓变:记作ΔrHm,称为摩尔焓变,代表反应进度ξ=1mol时的化学反应焓变

摩尔热力学能变:记作ΔrUm,和摩尔焓变类似

由定义

H=U+pV

对于一个理想气体的升温变化过程来说

ΔH=Δ(U+pV)=ΔU+Δ(pV)

而由理想气体状态方程:

pV=nRT

ΔH=ΔU+Δ(pV)= ΔU+nRΔT

对于等温化学变化:

ΔrHm=ΔrUm+Δ(pV)

若有气体:

ΔrHm=ΔrUm+RT Σv(B)(g){化学计量数之差}

没有气体:

ΔrHm=ΔrUm,Qp=Qv

标准摩尔焓变:在热力学标准状态下(pθ=100kPa,T=298.15K)的焓变,记作ΔrHmΘ

标准摩尔生成焓:标准状态T(K),由参考态(稳定态)单质生成1 mol聚集态某物质,此过程的焓变成为生成焓,记作ΔfHm(T)

熵:为了描述混乱度,引入一个新的热力学函数——熵,记作S

摩尔规定熵:该物质从0K升温到TK时的熵变即为此物质的摩尔规定熵,记作Sm(T)

标准熵:标准状态下摩尔规定熵就是标准熵,记作SmΘ(T)

熵变:熵的变化量

标准摩尔熵变:针对一个化学反应,记作ΔrSΘ(T)

吉布斯函数:引入用于判断反应能否自发进行,记作G,G=H-TS

吉布斯函变(吉布斯自由能变):ΔG=ΔH-TΔS,ΔrGm=ΔrHm-TΔrSm(吉布斯—亥姆霍兹公式)

标准摩尔吉布斯函变:标准状态下的ΔrGm,记作ΔrGmΘ

标准摩尔生成吉布斯函数:由标准态生成1mol聚集态该物质时的标准吉布斯函数,记作

ΔfGm(T)

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