一化學熱力學
1.定義:化學熱力學是將「熱力學」運用於化學領域而產生的一門研究化學反應過程中能量變化的科熱力學——是研究能量相互轉換規律的科學。
研究的主要內容（1）化學反應能否發生，若發生，其能量如何變化；（2） 化學反應的方向、限度及轉化率特點1）只能解決化學反應能否發生，反應進行的方向、限度及反應過程中能量的變化問題；
（2）不能解決反應機理，反應速度問題。
2.化學反應方向的判斷（自發過程、熱力學判據）
自發過程定義：在一定條件下不需要外力作用或人為干預而能自動進行的過程。
特徵：（1）自發過程具有不可逆性，即它們只能朝某一確定的方向進行。（2）過程有一定的限度——平衡狀態。
（3）有一定的物理量判斷變化的方向和限度。影響熱力學自發過程自發進行方向的因素：（1）熱量（2）系統混亂度任何自發過程都傾向於：
（1）取得最低的能量（焓效應）；（2）取得最大的混亂度（熵效應）。
熵判據：q/t=△s——可逆過程，系統處於平衡狀態；
q/t<△s——不可逆過程，系統為自發過程；
q/t>△s——非自發過程。
亥姆霍茲函式判據：在定溫、定容且w′＝0時，只能自發地向a 減小的方向進行, 直到δat,v＝0 時,系統達到平衡。
吉布斯函式判據：定溫,定壓且w′＝0時,過程只能向吉布斯函式g減小的方向進行,直到δgt,p＝0時,系統達到平衡。
δrh、δrs和δrg的符號與化學反應的自發性
（3）耦合反應:工業上常利用這種加和性，將乙個不能自發進行的反應和乙個自發趨勢很大的反應相耦合，組成乙個可以自發進行的反應，稱作耦合反應
常用的反應很多，可以進行適當的耦合反應，例如：
（1）銅不溶於稀硫酸，但如充足供給氧氣，則反應可以進行。
（2）配合物的生成往往也能促進反應的進行。
（3）h+與oh-的水合，也常常作為耦合反應的物件。
（4）難溶鹽的溶解。
（4）反應條件的控制與選擇（呂·查得裡原理）如果改變平衡系統的條件之一（濃度、壓力和溫度），平衡就向能減弱這種改變的方向移動。
1、濃度對化學平衡的影響對於溶液中的化學反應：
①當反應物濃度增大或產物濃度減小時，平衡向正向移動。
②如果反應物濃度減小或產物的濃度增大,平衡向逆向移動。
2、壓力對化學平衡的影響
（1）恆溫恆容條件下部分物種分壓的變化
增大反應物的分壓或減小生成物的分壓,平衡向正向移動。
減小反應物的分壓或增大生成物的分壓,平衡向逆向移動。
2）體積改變引起壓力的變化
氣體分子數增加的反應，平衡向逆向移動，即向氣體分子數減小的方向移動。
氣體分子數減小的反應，平衡向正向移動，即向氣體分子數減小的方向移動。
氣體分子數前後不變的反應，平衡不移動。
3）惰性氣體的影響
在惰性氣體存在下達到平衡後,再恆溫壓縮, σvb≠0，平衡向氣體分子數減小的方向移動σvb=0，平衡不移動。
對恆溫恆容下已達到平衡的反應，引入惰性氣體，反應物和生成物分壓不變，平衡不移動。
對恆溫恆壓下已達到平衡的反應，引入惰性氣體，總壓不變，體積增大，反應物和生成物分壓減小，如果σvb≠0，平衡向氣體分子數增大的方向移動。
3、溫度對化學平衡的影響
對放熱反應,△rhm <0，溫度公升高，k⊙減小，平衡向逆向移動。
對吸熱反應，△rhm>0，溫度公升高，k⊙增大，平衡向正向移動。
總之，在平衡系統中，溫度公升高，向吸熱方向移動；降低溫度，則向放熱方向移動。
2、化學動力學
化學反應進度隨時間的變化率叫做化學反應速率。
乙個化學反應的速率首先決定於參加反應各物質的化學性質，同時還要受到參加反應各物質濃度、壓力、催化劑等許多因素的影響。
（1）影響化學反應速率的因素
2、濃度對反應速率的影響在一定溫度下，加大反應物濃度，單位體積內的總分子數增多，活化分子數也隨之增加，分子間的碰撞次數增多，從而也增加了有效碰撞的次數，導致反應速度加快。
3、溫度對反應速率的影響公升高溫度，對於吸熱反應，平衡向正方向移動，溫度越高，反應速率增加，轉化率也越高.
對於放熱反應，平衡向逆方向移動，溫度越高，反應速率增加，但轉化率低。
對於絕大多數化學反應，公升高溫度，反應速率增大。 溫度每公升高10℃，化學反應速率一般增加2至4倍。當溫度降低時，化學反應速率則以相同的比例減慢。
(1)溫度公升高，活化分子百分數增加，有效碰撞次數增加，反應速率增大。
(2)當然溫度公升高，分子運動速度加快，單位時間內分子碰撞總次數增加，有效碰撞次數增加，也使反應速度加快。前者是主要原因，後者是次要的。
4、溶劑對反應速率的影響
溶劑在反應中的作用：
(1)提供反應的場所；
(2)發生溶劑效應。
溶劑效應——因溶劑的存在而使化學平衡或化學反應的速率發生改變的效應。
溶劑對反應的影響有物理效應和化學效應兩種：
(1)物理效應即溶劑化作用，在溶劑中常見，另外溶劑的粘度等動力性質，直接影響反應的傳能傳質速率，溶劑的介電性質對離子反應的相互作用影響。
(2)化學效應主要有溶劑分子的催化作用和溶劑分子作為反應物或產物參與了化學反應。
（2）化學反應機理
定義：反應機理是指一總反應所包含的各個基元反應的集合，也就是說乙個化學反應究是由哪些基反應所組成的，是對反應歷程的一種描述。
第二章1、溶劑的作用與分類
溶劑的作用： （1）使反應物充分接觸（2）易流動、攪拌（3）熱量均勻分散（4）對反應條件不敏感，具有穩定性（5）可利用溶解度的差異分離副產物
分類：按溶劑分子中所含的化學基團分：水系溶劑；氨系溶劑、
按溶劑親質子的效能分酸性溶劑；鹼性溶劑；兩性溶劑；非質子溶劑
按溶劑對典型電解質所表現的性質分：拉平溶劑；分辨溶劑
按酸鹼質子理論分：質子溶劑；惰性溶劑；熔鹽
2、溶劑的選擇原則
1. 使反應物充分溶解形成均相溶液
（1）「相似相溶」 原理： 組成、結構相似互溶性好。
（2） 規則溶液理論： 溶解度引數相同或接近互溶性好（不考慮化學反應和溶劑化效應）。
（3）溶劑化能和born方程
反應產物不能和溶劑作用 .使副反應最少溶劑與產物易分離. 考慮溶劑化效應
如水可用蒸餾、離子交換、電滲析等方法淨化；
熔鹽溶劑主要是無機鹽的提純；
有機溶劑的提純主是要除水、除雜質。
3、有機溶劑的乾燥從有機溶劑中除水的方法主要是用乾燥劑。乾燥劑應具備的條件：
（1）乾燥劑及其吸水後的產物都不能與被乾燥的溶劑發生化學反應，並且能夠容易地與乾燥後的溶劑分離。
（2）乾燥劑的乾燥效率高，能使大部分甚至全部的水除去。
提純無機溶劑，如水可用蒸餾、離子交換、電滲析等方法淨化； 熔鹽溶劑主要是無機鹽的提純； 有機溶劑的提純主是要除水、除雜質。
分餾——應用分餾柱將幾種沸點相近的混合物進行分離的方法。
1）無水乙醚
（2）無水乙醇
3）甲醇
工業甲醇含水量在0.5%~1%，含醛酮（以丙酮計）約0.1%。由於甲醇和水不形成共沸混合物，因此可用高效精餾柱將少量水除去。
精製甲醇中含水0.1%和丙酮0.02%，一般已可應用。若需含水量低於0.1%，可用3a分子篩乾燥，也可用鎂處理（同無水乙醇的製備）。
（4）丙酮
（5）乙酸乙酯
（6）二硫化碳
（7）氯仿除去乙醇
精製（8）吡啶
（9）n，n-二甲基醯胺
（10）四氫呋喃
4、氣體淨化（乾燥劑的選擇）（1）乾燥劑吸附水的容量越大越好；（2）吸附速率越快越好；
（3）吸附達平衡後，氣體中殘留水蒸氣壓越小越好；4）乾燥劑的再生能力強和容易處理。
氣體乾燥的三個步驟：（1）粗脫 （2）精細脫水（3）冷陷阱進行低溫冷卻
常用氣體乾燥劑
5、真空、高溫、低溫的獲得與測量
真空—— 壓力小於標準大氣壓的氣態空間稱為真空。
真空度——氣體的稀薄程度，以壓強值(pa)表示。
產生真空的過程稱為抽真空、排氣或抽氣。用於產生真空的工具稱為真空幫浦，常用的有水
幫浦、機械幫浦和油擴散幫浦等。
u形壓力計、薄膜壓力計、麥氏真空規等。 真空檢漏可用真空火花檢漏器。
獲得高溫的方法各種高溫電阻爐聚焦爐閃光放電爐等離子體電爐雷射原子核**和聚變高溫粒子
2.5.1 低溫的獲得
1. 低溫冷浴：（1）自來水冷卻 （2）冰-鹽體系（ 0℃～-25℃）（3）冰-酸體系（ 0℃～-25℃）（4）非水冷浴1）乾冰（固體co2） 2）液態空氣 3）低沸點液體
2. 相變製冷浴（恆溫冷浴）
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