物理化学复习(上).ppt

热 力 学 单组分 热力学 多组分 热力学 热一定律 热二定律 化学平衡 熵判据 dS≥δQ/T 熵增原理 dS绝热或孤立≥0 亥氏判据 dA≤0 吉氏判据 dG≤0 恒温可逆 理气 ΔH=ΔU=0 绝热可逆 ΔS=0 可逆相平衡 ΔG=0 恒压热 Qp=ΔH 恒容热 Qv=ΔU 体积功 δW=－p环境dV 热容 Cp,m=a+bT+cT2 反应的方向 反应的限度 反应的热效应 化学等温式 ΔG=ΔG*+RTlnJa 标准平衡常数 K* 活度商规则 Ja / K* ≤0 化学等压式 dlnK* /dT=－ΔH*/RT2 偏摩尔量及集合公式 X = ∑nBXB 化学势及表达式 μ=μ*+ RTln a 化学势判据 ∑νBμB≥0 稀溶液依数性 热力学第一定律 目的：解决过程的能量问题—化学反应热效应 数学式： 特定过程 恒容过程： 恒压过程： 化学反应 体积功 δW=－P环境dV 热力学第二定律 目的：解决过程的方向和限度问题 数学式 通过卡诺热机得到 孤立系统或绝热过程 特定过程 恒容过程： 恒压过程： 热力学基本方程 派生公式 麦克斯韦关系式 吉~亥方程 热力学状态方程 演绎 推导 应用 化 学 反 应 热效应 等温 反 应 非等温 反 应 化 学 反 应 方向 反应方向 反应限度 恒容过程： 恒压过程： 任何过程： 绝热过程： 熵判据 熵增原理 计算 1、主要公式 凝聚态： Cp,m= Cv,m ΔH= ΔU Qp= Qv 2、题目类型与典型例题 (1) 简单PVT过程热力学量计算 解题要点：直接代公式，确定公式所需物理量，可借助于 P~V图形象表示。 (2) 过程方向的判断： 解题要点：PVT过程用熵判据，△S ≥ ∑δQ / T 恒温恒压相变和化学反应用熵、吉布斯函数判据 (3) 化学反应中的应用： 求化学反应的反应热； △H=Qp； △U=Qv； 判断化学反应方向。 例：1 mol双原子分子理想气体在 0 ℃、101.3 kPa下恒 温可逆膨胀到0.224 m-3,试计算此过程 Q, W, ΔU,ΔH, ΔS, ΔS(环)及ΔG。 解：ΔU = ΔH = 0 V1= 1×8.314×273.2/(101.3×103) = 22.4×10-3m-3 Q = － W = 1×8.314×273.2 ln (0.224/22.4×10-3) = 5.23 kJ ΔS = Q/T = 5.23×103/273.2 = 19.15 J/K ΔG = ΔH － TΔS = － 273.2×19.15 = － 5.23×103J ΔS(环) = － Q(可)/T = － 5230/273.2 = － 19.15 J/K 例：1 mol单原子分子理想气体,初态为 25 ℃, 202.6 kPa: (1)向真空膨胀至体积为原来的2倍; (2)可逆绝热膨胀到 - 86 ℃. 分别计算这两种过程的 W, Q,ΔU, ΔH, ΔS及ΔG (已知初态时该气体的摩尔熵 Sm= 163.8 J.K-1.mol-1). 解: (1) W = Q =ΔU =ΔH = 0 ΔS = nR ln ( V2/V1) = 1×8.314×ln (2V/V) = 5.76 J.K ΔG = ΔH - TΔS = 0 － 298×5.76 = - 1717J = － 1.72 kJ (2) Q = 0 ΔU = nCv( T2 － T1)= (3/2)×8.314×(187 － 298) = － 1384 J = － 1.38 kJ W = ΔU = － 1.38 kJ ΔH = nCp( T2 － T1)= (5/2)×8.314×(187 － 298) = － 2307 J ΔS = 0 ΔG = ΔH － ( T2S2 － T1S1) =ΔH － SΔT = － 2307 － 163.8×(187 － 298) = 15875 J = 15.9 kJ 例：1molCO(g)(设为理想气体）在298.