物理化学-复习提要.doc

物理化学

第一章气体
重要概念
理想气体，分压，分体积，临界参数，压缩因子
二、重要关系式
(1)理想气体：pV=nRT,n=m/M
(2)分压或分体积：pB=cBRT＝pyB
(3)压缩因子：Z=pV/RT

第二章热力学第一定律
一、重要概念
系统与环境，系统的类型，广度性质(加和性：V，U，H，S，A，G)，强度性质(摩尔量，T，p)，功，热，内能，焓，热容，状态与状态函数，平衡态，过程函数(Q，W)，可逆过程，节流过程，标准态，标准反应焓，标准生成焓，标准燃烧焓
二、重要公式与定义式
1.体积功：W=-p外dV
2.热力学第一定律：U=Q+W，dU=Q+W
3．焓的定义：H=U+pV
4．热容：定容摩尔热容CV，m=QV/dT=(Um/T)V
定压摩尔热容Cp，m=Qp/dT=(Hm/T)P
理性气体：Cp，m-CV，m=R；凝聚态：Cp，m-CV，m≈0
理想单原子气体CV，m=3R/2，Cp，m=CV，m+R=5R/2
5.标准摩尔反应焓：由标准生成焓fHB(T)或标准燃烧焓cHB(T)计算
rHm=vBfHB(T)=-vBcHB(T)
6.基希霍夫公式(适用于相变和化学反应过程)
rHm(T2)=rHm(T1)+rCp，mdT
7.恒压摩尔反应热与恒容摩尔反应热的关系式
Qp-QV=rHm(T)-rUm(T)=vB(g)RT
8.理想气体的可逆绝热过程方程：
p1V1=p2V2，p1V1/T1=p2V2/T2，=Cp，m/CV，m
三、各种过程Q、W、U、H的计算
1．解题时可能要用到的内容
(1)对于气体，题目没有特别声明，一般可认为是理想气体，如N2，O2，H2等。
恒温过程dT=0，U=H=0，Q=W
非恒温过程，U=nCV，mT，H=nCp，mT
单原子气体CV，m=3R/2，Cp，m=CV，m+R=5R/2
(2)对于凝聚相，状态函数通常近似认为只与温度有关，而与压力或体积无关，即
U≈H=nCp，mT
2．恒压过程：p外=p=常数，无其他功W'=0
(1)W=-p外(V2-V1)，H=Qp=nCp，mdT，U=H-(pV)，Q=U-W
(2)真空膨胀过程p外=0，W=0，Q=U
理想气体(Joule实验)结果：dT=0，W=0，Q=U=0，H=0
(3)恒外压过程：

3.恒容过程：dV=0
W=0，QVU=nCV，mdT，H=U+Vp
4．绝热过程：Q=0
(1)绝热可逆过程W=-pdV=U=nCV，mdT，H=U+pV
(2)绝热一般过程：由方程W=-p外dV=U=nCV，mdT建立方程求解。
5．节流过程(等焓过程)：H=0，Q=0
焦耳-汤姆逊系数J-T=(T/p)H，理想气体J-T=0，实际气体J-T≠0
6.相变过程S()→S()：
(1)可逆相变(正常相变或平衡相变)：在温度T对应的饱和蒸气压下的相变，如水在常压下的0℃结冰或冰溶解，100℃时的汽化或凝结等过程。
由温度T1下的相变焓计算另一温度下的相变焓T
Hm(T2)=Hm(T1)+Cp，mdT
(2)不可逆相变：利用状态函数与路径无关的特点，根据题目所给的条件，设计成题目给定或根据常识知道的(比如水的正常相变点)若干个可逆过程，然后进行计算。
7．化学过程：标准反应焓rHm的计算
(1)由298.15K时的标准摩尔生成焓或标准摩尔燃烧焓计算标准摩尔反应焓，
rHm＝vBfHm(B)＝－vBcHm(B)
再利用基希霍夫公式计算另一温度T时的标准反应焓。
注意：生成反应和燃烧反应的定义，以及标准摩尔生成焓或标准摩尔燃烧焓存在的联系。例如H2O(l)的生成焓与H2的燃烧焓，CO2的生成焓与C(石墨)的燃烧焓数值等同。
(2)一般过程焓的计算：基本思想是(1)，再加上相变焓等。
(3)燃烧反应系统的最高温度计算：整个系统作为绝热系统看待处理由系统焓变
H=0建立方程计算。

第三章热力学第二定律

一、重要概念
卡诺循环，热机效率，熵，摩尔规定熵，标准熵，标准反应熵，亥姆霍兹函数，吉布斯函数
二、主要公式与定义式
1.热机效率：η=-W/Q1=(Q1+Q2)/Q1=1-T2/T1(T2,T1分别为低温，高温热源)
2．卡诺定理：任何循环的热温熵小于或等于0
不可逆
可逆

Q1/T1+Q2/T2≤0
不可逆
可逆
克老修斯(R.Clausius)不等式：
S≥Qr/T
3．熵的定义式：dS=Qr/T
4．亥姆霍兹(helmholtz)函数的定义式：A=U-TS
5．吉布斯(Gibbs)函数的定义式：G=H-TS，G=A+pV
6．热力学第三定