第5章　化学热力学

5.1　反应热的测量

5.2　内能与焓

5.3　热化学方程式与热化学定律

5.4　生成焓

5.5　键焓

5.6　过程的性质

5.7　熵

5.8　Gibbs自由能

5.9　Gibbs－Helmholtz方程的应用

化学热力学的重要性不仅在于可以应用它的基本原理解释许多化学现象，而且还能依据这些原理去判断反应进行的方向，预测反应发生的可能性。在日常化学工作中我们总会遇到这样或那样的实际问题，其中有许多要借助于热力学方法才能得到解决。例如，高炉炼铁过程中的一个主要反应是

然而，我们是否有可能利用类似的反应进行高炉炼铝？又如，氢氟酸能刻蚀玻璃，而其同类盐酸却为什么不能？再如，NO和CO都是汽车尾气中的有毒成分，它们能否相互起反应生成无毒的N₂和CO₂？天然金刚石非常珍贵，但其同素异形体石墨却极其普通和价廉，能否找到一种实验条件使石墨转化为金刚石？已知用O₂或用H₂都可以固定大气中的N₂，反应为

那么，工业上进行人工固氮应该选用哪一种反应更为经济合理？……要回答诸如此类有趣而重要的问题，可求助于化学热力学，而我们首先需要懂得内能、焓、熵、自由能等热力学函数的基本含义。

作为化学学科的一个重要分支，化学热力学内容极其丰富，但本章仅就化学反应的热效应、反应的方向及限度等方面的基本部分作一些简单介绍，作为学习化学平衡、热化学、电化学等内容的基础，同时也可初步懂得如何应用热力学数据说明一些化学现象。化学反应总是伴随着吸热或放热，所以化学反应的热效应是最基本的、最直接的热力学数据之一。

本章首先从化学反应的热效应开始讨论。