华南理工大学物理化学复习提纲IWord版Word文件下载.docx

1、 U H= n Cp，m T2 恒压过程：p外=p=常数，无其他功W=0（1） W= -p外（V2-V1）， H = Qp = n Cp，m dT， 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： 例1： 1mol 理想气体于27 、101325Pa状态下受某恒定外压恒温压缩到平衡，再由该状态恒容升温到97 ，则压力升到1013.25kPa。求整个过程的W、Q、 U及 H。已知该气体的CV，m 恒定为20.92Jmol-1 K-1。 解题思路：需先利用理想气体状态方

2、程计算有关状态： （T1=27, p1=101325Pa，V1）（T2=27, p2=p外=?，V2=?）（T3=97, p3=1013.25kPa，V3= V2） 首先计算功W，然后计算 U，再计算Q， H。3. 恒容过程 ：dV=0 W=0，QV U = n CV，mdT， H= U+V p 4绝热过程：Q=0（1） 绝热可逆过程 W=-pdV = U = n CV，mdT ， H= U+ pV 理想气体：p1V = p2V ， p1V T1= p2V T2（2） 绝热一般过程：由方程W =-p外dV = U = n CV，m dT 建立方程求解。5节流过程（等焓过程）： H=0，Q=0

3、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 06. 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，m dT （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。 例2：水在 -5 的结冰过程为不可逆过程，计算时要利用0 结冰的可逆相变过程，即 H2O

4、（l，1 mol，-5 ，p ） H2O（s，1 mol，-5，p ） H2 H4 H2O（l，1 mol， 0，p H2O（s，1 mol，0，p ）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。

5、（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。返回 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： = -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 Q1 / T1 + Q2 / T2 0 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-TS5吉布斯（Gibbs）函

6、数的定义式：G=H-TS，G=A+pV6热力学第三定律：S*（0K，完美晶体）= 07过程方向的判据：（1） 恒T、恒p、W =0过程（最常用）：dG S（隔离）=0，平衡（可逆）。（3） 恒T、恒V、W =0过程： dA 0故为不可逆过程。第四章 多组分系统热力学 混合物（各组分标准态相同）与溶液（分溶剂和溶质，标准态不同）， 组成表示：物质B的摩尔分数xB、质量分数wB、（物质的量）浓度cB、质量摩尔浓度bB，理想稀溶液，理想液态混合物，偏摩尔量（X/nB）T, p, nc，化学势 B，稀溶液的依数性，逸度与逸度系数，活度与活度系数二、重要定理与公式1拉乌尔定律：稀溶液溶剂 pA = pA

7、*xA 或 pA = pA* aA2亨利定律：稀溶液溶质 pB = k xB或pB = k aB3稀溶液的依数性：（1） 蒸气压下降： pA = pA* - pA = pA* xB （2） 凝固点降低： Tf =Kf bB，Kf 溶剂有关的凝固点降低常数（3） 沸点升高： Tb =Kb bB ，Kf 溶剂有关的沸点升高常数（4） 渗透压：在半透膜两边的平衡压力差 B = cBRT4. 化学势定义 GB =（ G/ nB）T，p，ncnB （1）理想气体的化学势 = +RTln（p/p ）（2）分配定律：在T，P下，某溶质B在溶剂A构成的两相达到平衡时有 cB（ ）/cB（ ） =K（T，p）（

8、3） 实际气体的化学势与逸度 = +RTln（B/p ） 其中逸度因子 B = B / pB ，理想气体 B =1。5过程方向判据：dT=0，dp=0，W=0时（1） 相变过程：自发过程方向 0。（2） 化学反应：恒温恒压下自发过程方向 vB B 6. 理想液态混合物的性质理想液态混合物：任一组分在全部组成范围内都符合拉乌尔定律的混合物。（1） 化学势 = +R T ln x 恒T，p混合过程的变化量 mixV=0， mixH=0， mixS= -nR xBlnxB， mixG= mixH - T mixS = nRT xBlnxB，7. 真实液态混合物：浓度用活度代替 = +R T ln a

9、 其中a = fB xB， fB 活度因子。若知气相B的分压，则a = p / p ， fB a /xB = p / p xB 8. 真实溶液： 溶剂： = A +R T ln a = A R T MA b 其中渗透因子定义为： ln a / MA b 溶质： = B +R T ln aBaB = B bB / b ，活度因子 B三、常见的计算题型1根据稀溶液的性质作依数性等方面的计算2在相平衡一章中常用拉乌尔定律和亨利定律。3典型题形例1（99年题）：已知甲苯的摩尔质量为 9210-3 kgmol-1，沸点为383.15K，平均摩尔气化焓为 33.84kJmol-1；苯的摩尔质量为 78mo

10、l-1，沸点为353.15K，平均摩尔气化焓为 30.03kJ有一含苯 100g 和甲苯 200g 的理想液态混合物，在373.15K，101.325 kPa下达气液平衡。求（1）373.15K 时苯和甲苯的饱和蒸气压；（2）平衡时液相和气相的组成；（3）由两组分物质形成该理想液态混合物时的混合焓和混合熵。解: （1） 求p*（苯）和p*（甲苯），可由克-克方程：得 p*（苯）=175.30kPa同理 p*（甲苯）=76.20kPa（2） 液相组成及气相组成可由拉乌尔定律求得：p（总） = p*（苯） x（苯）+p*（甲苯） 1-x（苯）x（苯） = p（总） - p*（甲苯） / p*（苯）

11、 - p*（甲苯） =（101.325-76.20）kPa /（175.30-76.20）kPa =0.2535x（甲苯）=1 - x（苯） = 1- 0.2535 = 0.7465y（苯）= p*（苯）x（苯）/ p（总） = 175.30kPa0.2535/101.325kPa = 0.4386y（甲苯）=1- y（苯）=1 - 0.4386 = 0.5614（3） mixH = 0n（苯）=100g/（78gmol-1）=1.282moln（甲苯）=200g/（92gmol-1）=2.174molmixS = - R n（苯）lnx（苯） + n（甲苯） ln x（甲苯） = - 8.3

12、145 Jmol-1（1.282ln0.2535+2.174ln0.7465） mol = 19.91 J例2. 1kg 纯水中，溶解不挥发性溶质B 2.22g，B在水中不电离，假设此溶液具有稀溶液的性质。已知B的摩尔质量为111.0gmol1, 水的Kb=0.52Kmol1kg， vapHm （H2O） = 40.67 kJ mol1 为常数，该溶液的密度近似为1 kgdm3。试求：（1） 此溶液的沸点升高值。（2） 此溶液在25 时的渗透压 。（3） 纯水和此溶液25时的饱和蒸气压。已知纯水100的饱和蒸气压为101325Pa。（1） bB=（2.22g/111.0 gmol1）/1kg=0.02molkg1 Tb=KbbB=0.52Kkg0.02molkg1 =0.01K（2） cBbB 0.02molkg11 kgdm3=0.02moldm3 = cB RT=0.021000 molm3298.15K=49.58kPa（3） 已知T=373.15K时水饱和蒸气压p101325Pa，利用克克方程求T=298.15K时的饱和蒸气压p：ln（p/p）= vapHm （H2O）/R（1/T1/T）ln（p/101325Pa）=（40670 Jmol1/8.315Jmol1）（1/298.15K1/373.15K） p=3747PaxA= nA/（nA+ nB）=（1000/