物理化学复习提纲(上)课件.ppt

物理化学复习提纲 第一章 热力学第一定律与热化学 一、重要概念 系统与环境，隔离系统，封闭系统，(敞开系统)，广延量(加和性：V，U，H，S，A，G)，强度量(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，真空膨胀过程，标准态，标准反应焓，标准生成焓，标准燃烧焓 ; 物理化学复习提纲 第一章 热力学第一定律与热化学 二、重要公式与定义式 1. 体积功：δW= -p外dV 2. 热力学第一定律：Δ U = Q+W ， dU =δQ +δW 3．焓的定义： H=U + pV 4．热容：CV，m = δQ V /dT = (? Um/? T )V Cp，m = δQ p /dT = (? Hm/? T )P 理想气体：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Δ fHBθ (T)或标准燃烧焓Δ c HBθ (T)计算 Δ rHmθ = Σ vB Δ fHBθ (T) = -Σ vB Δ c HBθ (T) 6. 基希霍夫公式(适用于相变和化学反应过程) Δ rHmθ (T2)= Δ rHmθ (T1)+ 7. 恒压摩尔反应热与恒容摩尔反应热的关系式 Qp-QV = Δ rHm(T) -Δ rUm(T) = Δ nB(g)RT 8. 理想气体的可逆绝热过程方程： p1V1γ= p2V2γ ，p1V1/T1 = p2V2/T2 ，γ=Cp，m/CV，m ;三、各种过程Q、W、Δ U、Δ 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， Δ U=ΔH=0， Q=W 非恒温过程，Δ U = n CV，m Δ T， Δ H = n Cp，m Δ 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 Δ U≈Δ H= n Cp，m Δ T;2． 恒压过程：p外=p=常数，无其他功W=0 (1) W= -p外(V2-V1)， Δ H = Qp = n Cp，m dT， Δ U =Δ H-Δ(pV)，Q=Δ U-W (2) 真空膨胀过程p外=0，W=0，Q=Δ U 理想气体(Joule实验)结果：dT=0，W=0，Q=Δ U=0，Δ H=0 (3) 恒外压过程： ;3. 恒容过程 ：dV=0 W=0，QV =ΔU = n CV，mdT，ΔH=Δ U+VΔ p 4．绝热过程：Q=0 (1) 绝热可逆过程 W=-pdV = Δ U = n CV，mdT ， Δ H=ΔU+Δ pV (2) 绝热一般过程： 由方程W =-p外dV = Δ U = n CV，mdT建立方程求解。;例：已知1atm，-5℃过冷水1mol变成-5℃冰，求过程的Qp, Qv。;例：1mol压力为5atm理想气体在外压为5atm作用下吸热5000J，使气体由6升膨胀到10 升，已知膨胀时体系压力变化规律为PT=常数，计算该过程W，ΔU及ΔH。 解： 恒外压过程： 恒压过程：;5．相变过程 (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 (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△H3 ? H2O(l，1 mol，-5℃ ，pθ) △H1 H2O(s，1 mol，-5℃， pθ) ↓△H2 ↑△H4 H2O(l，1 mol， 0℃， pθ) △H3 H2O(s，1 mol，0℃， pθ) 7．化学过程：标准反应焓ΔrHmθ的计算 (1) 由298.15K时的标准摩尔生成焓或标准摩