当前课程知识点：大学化学 > 第六章 化学反应中的能量变化与化学平衡 > 6.1化学反应中的能量变化-化学热力学基本概念(二) > Video
讲完了过程与途径
我们来看
热力学当中的标准态
IUPAC
对热力学的标准态
规定了只有一个
简单的参数
也就是p⊖为100kPa
它的来源呢
是来源于对我们的
一个大气压的量值的简化
因为通过这样一个简化呢
约简了我们影响不大的
尾数的部分
我们方便的利用压力状态
来比较不同物质
处在同样的压力状态下的
它的能量变化的行为
这样为我们热力学研究
提供了极大的方便
同时
压力呢 又是量度我们体系的
能量变化的一个重要的参数
所以 IUPAC在热力学当中
规定了物质的标准态
仅有压力一个参数
同学们也许会问
那IUPAC有没有规定
热力学当中的
温度的状态呢
告诉大家没有
为什么呢
同学们可以根据
我们后续展开的内容
对于温度的问题
加以不同程度的理解
如果我们热力学体系
研究的是气体对象
这时候
气体的标准态呢
就直接取100kPa
如果是溶液当中的
溶质的标准态
我们除了要考虑
环境当中的压力
是100kPa以外
我们还要注意浓度呢
如果是体积摩尔浓度
我们要取1mol·L-1
如果是质量摩尔浓度呢
这时候考虑温度变化
对于浓度影响的话
这时候我们要取标准的
质量摩尔浓度
为1mol·kg-1
同样对于液体和固体
由于它们的体积
受压力影响比较小
这时候
我们就可以直接沿用
关于热力学的
标准压力的定义
也就是100kPa
需要注意的是
热力学标准态当中
没有涉及温度的内容
因为温度的变化呢
是影响体系能量变化的
最直接的因素
同时为了方便
我们热力学参数的测量
与统一的规范
IUPAC呢只是把
298.15K规定为了
我们热力学的参考温度
因为我们绝大部分的
热力学的参数
都要在室温下来测量
同学们
在选用热力学参数的时候
在查表的时候
经常看到298.15K
这样一个测试的条件
需要注意的是
这个测试的条件
仅仅是作为
我们的参考温度
而不是热力学的标准态
从此以后呢
同学们再利用
热力学参数的时候
就不要为298.15K
到底是不是
我们热力学的标准态当中的
一个参量
而感到困惑了
那么这是我们学习热力学
正确把握热力学的
一个良好的开始
讲完了我们前边
关于标准态的量度
我们还要跟大家一起分享
状态与状态函数
所谓状态呢 是指系统的
一切宏观性质的
综合的表现
这样讲起来似乎有些抽象
宏观性质包括哪些性质呢
实际上
是我们再熟悉不过的
用于描述系统的热力学性质或
热力学量的这些参量
比如说前面我们谈到的
温度、压力、体积
能量等等
都是我们的体系的宏观性质的
描述的综合表现
在描述状态的这些物理参量当中
我们可以把它分为两类
一类所谓是广延量
这一类宏观性质的量呢
它的特点是
与系统内所含的物质的量相关
具有加和性
比如说
像物质的体积、质量以及
后面我们要讲的
体系的内能等等
它是与系统的物质量的多少
相关的
并且具有加和性
与之相对的
宏观性质
还可以用强度量来表示
所谓强度量呢
它是与系统的物质的量无关的
这一类的参量
比如说
像系统的温度和压力
对一个体系确定以后
温度和压力都是唯一确定的
所以它与物质量的多少
并没有直接的关系
而且不具有加和性
那么
了解了这些宏观参量
以及宏观性质的表示的
参量的分类的意义
我们就可以来了解
一个新的物理参数
我们叫它状态函数
状态函数
是由系统状态所决定的
宏观物理量
它是系统所处的状态的
一个单值函数
怎么理解这样的一个单值函数呢
我们可以从
这样的一个规律上
来对状态函数加以
细致和准确的把握
所谓单值函数也就是指
状态一旦确定
状态函数的值
也就唯一的确定了
其次如果状态与状态函数之间
有这样一对一的关系
那么
状态发生变化时
其变化值呢
仅与初态和终态有关
而与变化过程无关
这也就是
状态函数单值性的
最根本的体现
状态发生变化时
状态函数的变化量的大小
仅与我们的开始和终了的
状态有关
而与我们中间的
变化过程无关
这是状态函数的
最根本的特征
同学们在以后甄别
一个物理参量到底是状态函数
还是非状态函数时
我们更容易把握的
是这样一个参量
它的变化值是否与过程有关
状态函数
如果我们总结它的特点
就会发现
状态函数
是一种状态相关的函数
不同的途径
只要是初态和终态
两者之间是完全相同的
这时候
我们不同的途径
所导致的变化值
是完全相同的
如果一个过程
是一个循环的过程
这也就意味着
初态和终态是同一个状态
那么这种状况下
我们的状态函数呢
就会表现出
循环归零的特征
通过下边的例子
同学们就会进一步的了解
循环归零与殊途同归
两者之间的联系和差异
比如说
我们要加热一定量的水
我们要使它的温度升高10K
在室温298K的条件下
我们既可以先把它
升高60K到358K
然后再通过冷却50K
降到308K
这样
我们的始态和终态之间
只有10K的温度差
我们完成了
始态到终态的一个过程
同时我们还可以
走另外一种过程
也就是更简化更直接的过程
我们只要把室温的水
给它直接的加热
就可以取到升高10K的
这样一个目的
那么问题来了
同学们就发现
我们先前
这样一个复杂的过程
最后的终态和我们简单的加热
这样一个终态是完全一致的
如果从状态函数的特点来讲
终态和始态之间
状态函数的变化值
也就是10K
是完全相同的
但是
生活常识就会告诉我们
经历这样一系列的变化
和经历这样一个简单的变化
中间一定会有其它的参量
是不同的
那么这些不同的参量
就是我们在前边
没有涉及的非状态函数
状态函数与非状态函数
最大的区别就在于
它们的变化值
是否与过程有关
如果结合这样的特点
同学们就会马上冒出
另外一个问题
那么常见的非状态函数
老师能不能告诉我们
它们到底是谁呢
这里我们举两个最常见的
非状态函数
也就是
我们在热力学当中
经常要借助和讨论的问题
一个是热 一个是功
为什么热和功
它们都是非状态函数呢
我们还从刚才的例子
来加以分析
我们就会发现
如果我们直接去加热
这样一个10K的话
我们肯定所需要的热和功
是最省的
如果我们要经过
这样一个弯曲的过程
先升温再降温
虽然达到的终态和始态之间的
状态函数的差
都是相同的10K
但是
这样一个过程当中的
热和功的损耗量
一定和这样一个过程当中
有本质的差异
这也就说明
热和功是与我们的过程
密切相关的物理参量
而根据我们前边的状态相关
循环归零的状态函数的特性
我们就发现
它们不具有这样的
状态函数的特性
因此它们被归类于
非状态函数
在这里
关于非状态函数的特点呢
我们只是跟大家
开了一个头
在后续的章节当中
我们还会从多个侧面
给大家分析和讨论
热和功的不同的特点
来加深大家
对于状态函数与非状态函数
之间的差别与联系的理解
有关热力学的基本概念呢
这一节
我们就介绍到这儿
-1.1 不一样的大学化学
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-1.2 化学体系的建立
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-1.3 应该了解的化学
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-1.4 课程学习的必要准备
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-第一章 绪论--第一章 习题
-2.1 物质的聚集状态—物质的相与相变
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-2.1 物质的聚集状态—气体—理想气体与实际气体
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-2.1 物质的聚集状态—气体—实际气体的状态方程
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-2.1 物质的聚集状态—液体
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-2.1 物质的聚集状态—固体—单晶多晶与非晶结构；晶体的宏观性质
--Video
-2.1 物质的聚集状态—固体—晶体的对称性
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-2.1 物质的聚集状态—等离子体
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-2.1 物质的聚集状态—液晶
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-2.1 物质的聚集状态—等离子、液晶与平板显示技术
--Video
-2.2 溶液的性质—溶液的特点与分类
--Video
-2.2 溶液的性质—气体、液体和固体的溶解
--Video
-2.2 溶液的性质—非电解质稀溶液的依数性—饱和蒸气压降低
--Video
-2.2 溶液的性质—非电解质稀溶液的依数性—稀溶液的沸点升高
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-2.2 溶液的性质—非电解质稀溶液的依数性—溶液的凝固点降低
--Video
-2.2 溶液的性质—非电解质稀溶液的依数性— 溶液的渗透压
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-2.2 溶液的性质—非电解质稀溶液的依数性—反渗透现象
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-第二章 物质的聚集状态与溶液的性质--第二章习题
-3.1原子核外电子运动的描述-原子结构理论的发展
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-3.1原子核外电子运动的描述-核外单电子运动的量子化模型
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-3.1原子核外电子运动的描述-电子运动的特点
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-3.2电子运动的波函数与原子轨道- 电子运动的波函数与原子轨道
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-3.2电子运动的波函数与原子轨道-量子数的取值与原子轨道
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-3.2电子运动的波函数与原子轨道-自旋量子数的取值原则
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-3.3核外电子排布-多电子原子核外电子运动的描述
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-3.3核外电子排布-基态原子核外电子的排布
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-3.4元素周期律-元素周期律与元素周期表
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-3.4 元素周期律-元素性质的周期性
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-3.4元素周期律-电子结构与元素性质
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-第三章 原子结构与元素周期律--第三章 小论文
-第三章 原子结构与元素周期律--第三章 习题
-4.1 离子键理论—离子键理论
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-4.1 离子键理论—离子键价键构型
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-4.1 离子键理论—离子半径与离子晶体的结构
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-4.2 共价键理论—经典路易斯理论
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-4.2 共价键理论—现代价键理论
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-4.2 共价键理论—共价键的性质
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-4.3 杂化轨道理论—杂化轨道的理论要点
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-4.3 杂化轨道理论—杂化轨道类型（一）
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-4.3 杂化轨道理论—杂化轨道类型（二）
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-4.3 杂化轨道理论—不等性杂化轨道理论
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-4.4 价层电子对互斥理论（VSEPR）I
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-4.4 价层电子对互斥理论（VSEPR）II
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-4.5 分子轨道理论-分子轨道的建立
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-4.5 分子轨道理论-分子轨道能级图
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-4.5 分子轨道理论-异核双原子分子和离子
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-4.6 分子间作用力-分子的极性
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-4.6 分子间作用力-分子间作用力
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-4.7 氢键
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-第四章 分子结构与化学键理论--第四章 小论文
-第四章 分子结构与化学键理论--第四章 习题
-5.1 配合物的基本特征-配合物的形成
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-5.1 配合物的基本特征-配合物的命名规则
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-5.2 配合物的化学键理论-配位学说
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-5.2 配合物的化学键理论-配合物价键理论
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-5.2 配合物的化学键理论-晶体场理论
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-5.3 配合物化学键理论的应用-配合物的几何异构现象
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-5.3 配合物化学键理论的应用晶体场理论的应用（一）
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-5.3 配合物化学键理论的应用晶体场理论的应用（二）
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-第五章 配位化学概论--第五章 习题
-6.1化学反应中的能量变化-化学热力学基本概念(一)
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-6.1化学反应中的能量变化-化学热力学基本概念(二)
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-6.1化学反应中的能量变化-热力学第一定律
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-6.1化学反应中的能量变化-恒温与恒压热效应(一)
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-6.1化学反应中的能量变化-恒温与恒压热效应(二)
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-6.1化学反应中的能量变化-反应进度
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-6.1化学反应中的能量变化-热化学方程式与盖斯定律(一)
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-6.1化学反应中的能量变化-热化学方程式与盖斯定律(二)
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-6.1化学反应中的能量变化-标准摩尔反应热的计算(一)
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-6.1化学反应中的能量变化-标准摩尔反应热的计算(二)
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-6.2 化学平衡-可逆反应与平衡常数
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-6.2 化学平衡-化学平衡的规则
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-第六章 化学反应中的能量变化与化学平衡--第六章 习题
-7.1 自发过程与自发反应（一）
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-7.1 自发过程与自发反应（二）
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-7.2 熵与热力学第二定律—熵
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-7.2 熵与热力学第二定律—熵与Entropy
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-7.2 熵与热力学第二定律—热力学第二定律
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-7.3 热力学第三定律与与孤立系统熵判据—热力学第三定律
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-7.3 热力学第三定律与与孤立系统熵判据—孤立系统熵判据
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-7.4 吉布斯自由能判据-吉布斯自由能（一）
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-7.4 吉布斯自由能判据-吉布斯自由能（二）
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-7.4 吉布斯自由能的判据—标准吉布斯自由能的计算
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-7.4 吉布斯自由能的判据—反应方向的标准吉布斯自由能判据
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-7.4 吉布斯自由能的判据—非标准状态下自发反应方向性的判据
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-7.4 吉布斯自由能判据—吉布斯-亥姆霍兹方程
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-7.5 化学反应方向的影响因素—勒夏特列原理与化学反应的方向（一）
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-7.5 化学反应方向的影响因素—勒夏特列原理与化学反应的方向（二）
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-7.5 化学反应方向的影响因素—温度、压力对化学反应方向的影响实例（一）
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-7.5 化学反应方向的影响因素—温度、压力对化学反应方向的影响实例（二）
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-第七章 化学反应的方向--第七章 小论文
-第七章 化学反应的方向--第七章 习题
-8.1 化学反应速率-化学反应的方向与反应速率
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-8.1 化学反应速率-化学反应速率的表示方式
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-8.2 化学反应的速率方程-化学反应的速率方程的建立（一）
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-8.2 化学反应的速率方程-化学反应的速率方程的建立（二）
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-8.2 化学反应的速率方程-化学反应级数与速率方程
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-8.2 化学反应的速率方程-化学反应级数与速率方程-一级反应速率方程
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-8.2 化学反应的速率方程-化学反应级数与速率方程-二级反应速率方程
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-8.3 浓度和温度对化学反应速率的影响-温度对化学反应速率的影响
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-8.3 浓度和温度对化学反应速率的影响-碰撞理论（一）
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-8.3 浓度和温度对化学反应速率的影响-碰撞理论（二）
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-8.3 浓度和温度对化学反应速率的影响-过渡态理论（一）
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-8.3 浓度和温度对化学反应速率的影响-过渡态理论（二）
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-8.4 催化剂对化学反应速率的影响
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-第八章 化学动力学基础--第八章 习题
-9.1 酸碱平衡—酸碱定义（一）
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-9.1 酸碱平衡—酸碱定义（二）
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-9.1 酸碱平衡—水的解离平衡
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-9.1酸碱平衡—弱酸、弱碱的解离平衡（一）
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-9.1酸碱平衡—弱酸、弱碱的解离平衡（二）
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-9.1酸碱平衡—弱酸、弱碱的解离平衡（三）
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-9.1 酸碱平衡—同离子效应
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-9.1 酸碱平衡—缓冲溶液（一）
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-9.1 酸碱平衡—缓冲溶液（二）
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-9.1 酸碱平衡—缓冲溶液（三）
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-9.2 配位平衡—配合物的解离平衡
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-9.2 配位平衡—配合物解离平衡的移动
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-9.3 沉淀溶解平衡—溶度积常数
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-9.3 沉淀溶解平衡—溶度积规则（一）
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-9.3 沉淀溶解平衡—溶度积规则（二）
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-第九章 酸碱平衡与沉淀溶解平衡--第九章 习题
-10.1 氧化还原反应方程式配平
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-10.2 原电池与电极电势—原电池
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-10.2 原电池与电极电势—电极电势（一）
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-10.2 原电池与电极电势—电极电势（二）
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-10.3 影响电极电势的因数—能斯特方程—浓度或分压对电池电动势的影响（一）
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-10.3 影响电极电势的因数—能斯特方程—浓度或分压对电池电动势的影响（二）
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-10.3 影响电极电势的因数—能斯特方程—浓度或分压对电极电势的影响
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-10.4 电极电势的应用—判断氧化还原反应的方向性
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-10.4 电极电势的应用—判断元素的氧化还原能力
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-10.4 电极电势的应用—判断氧化还原反应进行的程度
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-10.4 电极电势的应用—元素电势图及其应用（一）
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-10.4 电极电势的应用—元素电势图及其应用（二）
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-10.4 电极电势的应用—金属的电化学腐蚀与防护
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-第十章 氧化还原反应与电化学基础--第十章 小论文
-第十章 氧化还原反应与电化学基础--第十章 习题
-无机元素化学-s区元素
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-无机元素化学-p区元素
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-无机元素化学-过渡元素
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-生命化学概论-生命有机化合物官能团
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-生命化学概论-生命元素-碳
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-生命化学概论-生命元素-氧
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-生命化学概论-蛋白质
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-生命化学概论-核酸
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-生命化学概论-糖
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-生命化学概论-金属酶与金属蛋白
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-生命化学概论-药物
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-第十一章 元素与生命化学概论--第十一章 习题
-纳米科学与化学-自然界中的纳米现象
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-纳米科学与化学-微观结构与仿生
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-纳米科学与化学-纳米结构的观察
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-纳米科学与化学-纳米结构与特殊浸润性
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-化学与材料-材料科学领域中的化学问题
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-化学与材料-正渗透与水处理技术
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-化学与材料-相变材料（一）
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-化学与材料-相变材料（二）
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-化学与材料-范德华力与二维材料
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-第十二章 化学与现代科学--第十二章 习题
-大学化学期末考试
