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《中公版·2018军队文职人员招聘考试专用辅导书：理工类化学》

全书严格依据考试大纲编写，分为四篇：*篇化学反应基本原理，第二篇物质结构及物质属性，第三篇化学反应、第四篇化学应用，第五篇化学实验操作，涵盖了大纲要求的考点。在讲完考点之后，设置有对应该考点的考题再现和实战演练练习题。全书内容精炼，适合高效备考。

章化学热力学基础

考纲解读

节化学热力学基本概念

第二节热力学定律

第三节化学反应的热效应

第四节化学反应进行的方向

实战演练

第二章化学动力学基础

考纲解读

节化学反应的速率及其反应机理

第二节化学反应速率的影响因素

第三节化学反应速率理论

实战演练

第三章化学平衡

考纲解读

节化学平衡基本概念和原理

第二节化学平衡的应用

实战演练

章原子结构

考纲解读

节核外电子运动状态

第二节元素周期律

实战演练

第二章分子结构

考纲解读

节化学键

第二节分子间力和氢键

实战演练

第三章物质状态

考纲解读

节气体

第二节液体与溶液

第三节固体

实战演练

章无机化学反应

考纲解读

节非金属元素

第二节金属元素

实战演练

第二章有机化学反应

考纲解读

节有机化合物概述

第二节烃

第三节烃类的衍生物

实战演练

章化学与能源

考纲解读

节能源概述

第二节常用能源

第三节合成能源

第四节电池

实战演练

第二章化学与材料

考纲解读

节化学与材料的关系

第二节有机高分子材料

第三节复合材料

实战演练

第三章化学与生命

考纲解读

节生物与生命的关系

第二节化学与健康

第三节生化战剂

实战演练

第四章化学与环境

考纲解读

节化学与环境的关系

第二节环境污染

实战演练

考纲解读

节化学实验操作与技术

第二节物质的制备与表征

第三节物理量及有关参数的测定

第四节仪器与设备

中公教育·全国分部一览表

李永新，中公教育首席研究与辅导专家。毕业于北京大学政府管理学院，具有深厚的公务员考试核心理论专业背景，对中央国家机关和地方各级公务员招录考试有着博大精深的研究，极具丰富的公务员考试实战经验。主持并研发了引领公考领域行业标准的深度辅导教材系列和辅导课程、专项突破辅导教材和辅导课程，帮助无数考生成就了梦想，备受考生推崇，是公考辅导领域行业标准的开创者和引领者。

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篇

　　化学反应基本原理

　　章

　　化学热力学基础

　　1.主要考查对化学热力学基本概念和原理的掌握程度。

　　2.了解系统、环境、系统的状态与状态函数等基本概念。

　　3.掌握热力学定律。

　　4.掌握焓、熵、吉布斯自由能的概念和物理意义。

　　5.掌握化学反应热效应和吉布斯自由能变的计算方法。

　　6.能够运用吉布斯自由能判据来判断化学反应方向。

　　7.能够利用理论知识解决和处理生产生活中的有关问题。

　　节化学热力学基本概念

　　一、基本概念

　　（一）系统与环境

　　1.系统与环境的含义

　　客观世界是由多种物质构成的，但是人们可能只研究其中一种或几种物质。为了明确讨论的对象，人为地将所研究的这部分物质或空间与其周围的物质或空间分开。被划出来作为研究对象的这部分物质或空间，被称为系统（又称为体系）。除系统以外与系统密切相关的其他部分，称为环境。例如研究盐酸与碳酸钠在水溶液中的反应，含有这两种物质的水溶液就是系统，而溶液之外的一切东西都是环境。

　　2.系统的分类

　　根据系统与环境之间有无物质和能量交换可将系统分成三类：

　　敞开系统：系统与环境之间既有能量交换，又有物质交换。

　　封闭系统：系统与环境只有能量交换，没有物质交换。

　　孤立系统：系统与环境既没有能量交换，也没有物质交换。

　　世界上一切事物总是有机地相互联系、相互依赖、相互制约的，因此不可能有的孤立系统。但是，为了研究方便，在适当的条件下可以近似地把一个系统看成是孤立系统。

　　3.系统的状态

　　系统的状态是指系统中所有物理性质和化学性质的总和。也就是说一个体系的物理性质和化学性质都确定了，则称为一种状态。

　　如气体的状态可由压强、体积、温度及各组分的物质的量等物理量来决定。如果其中的一个或多个物理量发生改变，系统由一种状态变为另一种状态。

　　（二）过程与途径

　　1.过程

　　体系的终态发生变化，从始态到终态，我们说体系经历了一个热力学过程，简称过程。有一些过程是在特定条件下进行的如恒压过程、恒温过程、恒容过程、绝热过程等。

　　（1）恒温过程：体系由始态到终态，温度保持不变。

　　（2）恒压过程：体系由始态到终态，压力保持不变。

　　（3）恒容过程：体系的体积始终保持不变的过程。

　　（4）绝热过程：体系与环境之间没有热交换的过程。

　　（5）循环过程：体系经过一系列变化后又恢复到起始状态的过程。

　　2.途径

　　体系由始态变化到终态，完成一个变化过程。完成这个过程的具体步骤称为途径。

　　完成一个过程可有若干个途径，但状态函数的变化值不变，与途径无关。

　　二、状态函数

　　1.状态函数的含义

　　状态函数是指描述系统状态的宏观物理量如温度、压力、体积、物质的量等。

　　2.状态函数的性质

　　（1）系统的状态一定，状态函数的值就一定；系统的任何一个或者几个状态函数发生了变化，则系统的状态也发生变化。

　　（2）在系统状态变化时，状态函数的改变量只与系统的始末状态有关，而与变化过程的具体途径无关。

　　（3）对于任意循环过程（始态与终态相同），任何一个状态函数的变化均为零。

　　（4）状态函数的组合（和、差、积及商）也是状态函数。如已知气体的体积（V）、温度（T）、压力（p）为系统的状态函数，当系统的状态确定时，V、T、p均有确定的值，而三者的组合也必有确定的值，即状态函数的组合也是状态函数。

　　有些状态函数，如V和n所表示的体系的性质具有加和性称系统的量度性质或广延性质。有些状态函数如p和T等所表示的性质不具有加和性，称系统的强度性质。

　　第二节热力学定律

　　一、热力学能

　　1.热力学能

　　热力学能是热力学系统各种形式的能量总和，也叫内能。它包括组成系统的各种粒子（如分子、原子、电子、原子核等）的动能以及粒子间相互作用的势能。一般用符号U表示，单位是J或kJ。

　　热力学能的大小与系统的温度、体积、压力以及物质的量等有关。温度反映体系中各粒子运动的激烈程度，温度越高，粒子运动越剧烈，体系的能量就越高。体积（或压力），反映粒子间的相互距离，因而反映了粒子间的相互作用势能。物质与能量两者是不可分割的，在一定条件下，系统体系的热力学能与体系中物质的量成正比，即热力学能具有加和性。可见，热力学能是温度、体积（或压力）及物质的量的函数，因而是状态函数。

　　虽然热力学能是体系的状态函数，由于体系内部质点的运动及相互作用很复杂，因此无法知道一个系统热力学能的值，但系统状态变化时，热力学能的改变量（ΔU）则可以从过程中体系和环境所交换的能量的数值来确定，而这正是解决热力学实际问题的基本方法。

　　分子都在不停地做无规则的热运动，因此一切物体都具有热力学能。

　　2.热力学能变

　　改变物体热力学能有两种方式：做功和热传递。

　　外界对物体做功，物体的内能增加，如压缩气体做功，气体内能增加，温度一般会升高。

　　物体对外界做功，物体内能减少，如气体推动活塞做功，气体内能会减少，温度一般会降低。

　　在热传递的过程中，物体吸热，内能增加。物体放热，内能减少。

　　二、热与功

　　系统处于一定状态时，具有一定的热力学能。系统状态发生变化的过程中，系统与环境之间可能发生能量交换或传递，使系统和环境的热力学能发生变化。这种能量的交换通常有热和功两种形式。

　　1.热

　　系统与环境之间由于温度差的存在而引起传递的能量称为热，用符号Q表示，单位为J或kJ。热力学中用Q值的正、负表示热的传递方向：系统从环境吸收热量，Q为正值，即Q>0；系统向环境放热，Q为负值，即Q<0。热除了与系统的始态、终态有关之外，还与变化的途径有关，所以热不是状态函数。

　　2.功

　　功是指由于系统与环境间压力差或其他机电“力”的存在引起的能量传递形式。一般用符号W表示，单位为J或kJ，热力学中也用W值的正、负号表示功的传递方向：环境对系统做功，W为正值，即W>0；系统对环境做功，W为负值，即W<0。功也像热一样，与系统变化的途径有关，所以功也不是状态函数。

　　功可分为体积功和非体积功：

　　体积功指系统在抵抗外压的条件下体积发生变化而引起的功，一般用W表示；非体积功指除体积功以外的其他所有的功，一般用W′表示。

　　由于液体和固体在变化过程中体积变化较小，因此体积功的讨论经常是对气体而言。

　　在有气体参加的反应中，体系反抗恒外力所做的体积功为：

　　W=-p外ΔV

　　其中，W为体积功，p外为外界压力，ΔV为终态气体体积与始态气体体积之差。

　　热和功都是系统的状态发生改变时与环境之间发生的能量交换或传递的两种形式，因此热和功不仅与系统的始态和终态有关，而且与过程的具体途径有关。所以热和功不是状态函数。

　　三、热力学定律

　　（一）热力学定律

　　1.热力学定律的文字表述

　　在19世纪中叶人们总结出了能量守恒和转化定律：自然界的一切物质都具有能量，能量有各种不同的形式，能够从一种形式转化为另一种形式，在转化过程中，能量总值不变。把能量守恒与转化定律应用于热力学体系，就称为热力学定律。

　　2.热力学定律的公式表述

　　热和功是热力学中能量交换的两种形式，在封闭体系中，若环境对系统做功为W，系统从环境吸热为Q，则系统的能量必有增加。根据能量守恒与转化定律，这部分能量必然使系统的热力学能增加。系统热力学能的改变值ΔU为W与Q之和：

　　ΔU=W Q

　　此为热力学定律的数学表达式。它表明，系统状态变化时，其热力学能的变化量等于系统和环境之间传递的热和功的总和。例如，某封闭系统吸收了45kJ的热量，并对环境做了29kJ的功，即W=-29kJ，则系统热力学能的变化量：

　　ΔU=W Q=45kJ-29kJ=16kJ

　　（二）热力学定律的应用

　　热力学定律的表达式ΔU=Q W，揭示了包括内能在内的能的转化和守恒定律，在实际中具有很广泛的应用。

　　应用热力学定律解题的步骤

　　（1）确定研究对象就是要明确内能变化的是哪一个物体或哪一个热力学系统。

　　（2）定性分析研究对象的内能变化是由外界哪些物体或系统通过哪些过程引起的。

　　（3）根据符号法则，确定ΔU、Q、W的正负号，代入公式ΔU＝Q＋W进行计算。

　　第三节化学反应的热效应

　　一、焓

　　对于有气体参加或生成的恒压反应，系统对环境所做的体积功W为：

　　W=-p（V2-V1）=-pΔV

　　如果在这一过程系统只做体积功，热力学定律可写为：

　　ΔU=Qp W=Qp-p（V2-V1）

　　则：

　　Qp=（U2 pV2）-（U1 pV1）

　　由于U、p和V都是状态函数，故它们的组合U pV也是状态函数，定义一个新的状态函数，以符号H表示，称作焓，即

　　H=U pV

　　因此，当体系的状态改变时：

　　Qp=H2-H1=ΔH

　　ΔH是状态函数焓的改变量，叫作焓变。ΔH只与系统的始态和终态有关，与变化途径无关。由于在恒压条件下，反应热等于系统的焓变。如果反应是放热反应，ΔH为负值；如果反应是吸热反应，ΔH为正值。

　　二、化学反应的热效应

　　1.化学反应热效应的定义

　　当生成物与反应物的温度相同时，系统不做非体积功，化学反应过程中吸收或放出的热量称为化学反应的热效应。化学反应热效应一般称为反应热。由于热与过程有关，在讨论反应热时，不但要明确系统的始态与终态，还应指明具体的过程。

　　2.盖斯定律的含义

　　1840年化学家G.H.Hess根据大量的实验结果总结出一条重要规律：一个化学反应不论是一步完成还是分几步完成，其反应热总是相同的。也就是说，反应的焓变只与反应的始态和终态有关，而与反应的途径无关。这一规律叫作盖斯定律。盖斯定律的实质是焓的状态函数，其变化与途径无关。

　　盖斯定律是一个热化学基本定律。根据盖斯定律可以间接的计算难以用实验的方法直接测定的化学反应热。例如，碳燃烧时可以有两种产物CO和CO2。后者可从碳直接燃烧得到，其反应热容易测定。而C和O2反应生成CO的反应热却很难直接测定，因为很难控制C和O2反应只生成CO，而不生成CO2。若先用其他方法制取CO，再用CO与O2反应生成CO2，根据盖斯定律则可以较容易地间接求出C与O2反应生成CO的反应热。

　　3.化学反应热效应的计算

　　（1）物质的标准摩尔生成焓

　　热力学规定，在标准状态时，由元素的稳定单质生成1mol纯物质时的反应焓变称为该物质的

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《中公版·2018军队文职人员招聘考试专用辅导书：理工类化学》

本书根据2018年军队文职人员招聘专业考试科目考试大纲编写，全书体系健全，内容精简，每一章设有考纲解读，帮助考生了解大纲中所有的考点及其内在联系。

正文部分对大纲的考点进行解读，其中穿插往年的考试真题，并附有详细解析。每一章结束后都配有适当的练习题，帮助考生巩固所学。