第1章 化学热力学基础
化学工作者在研究化学反应时,*关心下列问题:
(1)在指定的反应条件下,该化学反应是否能进行?如果不能进行,能否改变反应条件促成其进行?(即反应进行的可能性)
(2)在指定的反应条件下,反应的理论转化率是多少,即反应进行的限度如何?
(3)反应的进行伴随着怎样的能量变化?
(4)反应进行的速率和反应进行的历程如何?前三个问题属于化学热力学和化学平衡的研究范畴,而第四个问题则是化学反应动力学的主要研究内容。本章对化学热力学进行初步介绍。
热力学是研究宏观系统在能量相互转化过程中所遵循规律的学科。化学热力学主要研究体系能量变化与化学变化之间的关系,具体研究内容是反应进行的方向和可能性、反应进行的程度及伴随的能量变化。其研究特点是:只研究体系的宏观性质,不涉及物质的微观结构;只研究体系的始态和终态,不涉及物质变化的具体历程,不涉及时间。
1.1 物质与化学反应的计量
化学是研究物质的组成、结构、性质及化学反应的学科。因此,首先需要掌握物质与化学反应的计量和相应的表达方法。
1.1.1 物质的计量
1.相对原子质量
相对原子质量(符号Ar)定义为元素的平均原子质量与核素12C原子质量的1/12之比,以前称为原子量,例如:Ar,H=1.0079
Ar ,O = 15.999
英国科学家道尔顿(J.Dalton,1766~1844)是**个测定相对原子质量的人。现在通过质谱仪测定各核素的原子质量及其在自然界的丰度后,可以确定各元素的相对原子质量。北��大学张青莲教授等测定的铟(In)、锑(Sb)、铱(Ir)及铕(Eu)的相对原子质量值先后被国际原子量委员会采用为国际标准,说明我国相对原子质量测定的**度已达到国际先进水平。
2.相对分子质量
相对分子质量(符号Mr)定义为物质的分子或特定单元的平均质量与核素12C原子质量的1/12之比,以前称为分子量,例如:
Mr,H2 O=18.0148≈18.01
Mr,NaCl=58.443≈58.44