热力学第一定律研究的是化学反应的( )。A. 能量转化B. 方向和限度C. 结构和性质D. 速率和机理

热力学第一定律的核心是能量守恒，它研究化学反应中能量的转化形式（如热能、化学能等）以及能量的转移和守恒关系。

• 关键区分点：
  • 方向和限度属于热力学第二定律（如判断反应自发性）。
  • 速率和机理属于化学动力学领域。
  • 结构和性质与物质结构理论相关。
    因此，本题需明确热力学第一定律的核心功能是能量转化的描述。

热力学第一定律的数学表达式为：
$\Delta U = Q + W$
其中，$\Delta U$ 是系统内能变化，$Q$ 是吸收的热量，$W$ 是外界对系统做的功。

• 定律本质：化学反应中能量既不会消失也不会凭空产生，只会以不同形式转化或转移。
• 选项分析：
  • A. 能量转化：正确，直接对应定律的核心内容。
  • B. 方向和限度：错误，属于热力学第二定律（如$\Delta G$判断反应方向）。
  • C. 结构和性质：错误，与化学反应的微观结构无关。
  • D. 速率和机理：错误，属于化学动力学研究范畴。