物理化学复习资料.ppt

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1、复习内容复习内容 三部分内容：三部分内容： 一、热力学；一、热力学； 二、电化学；二、电化学； 三、化学动力学及表面现象三、化学动力学及表面现象第一部分第一部分 热力学热力学第一章第一章 热力学第一定律热力学第一定律了解热力学的一些基本概念，如系统、环境、功、了解热力学的一些基本概念，如系统、环境、功、状态函数等。状态函数等。明确热力学第一定律和内能的概念。明确热和功明确热力学第一定律和内能的概念。明确热和功只在系统与环境有能量交换时才有意义。只在系统与环境有能量交换时才有意义。明确明确U和和H都是状态函数，以及状态函数的特性。都是状态函数，以及状态函数的特性。熟练应用热力学第一定律计算理想气

2、体在等温、熟练应用热力学第一定律计算理想气体在等温、等压、绝热等过程中的等压、绝热等过程中的U ，H，Q和和W。能熟练应用生成热，燃烧热来计算反应热；会应能熟练应用生成热，燃烧热来计算反应热；会应用盖斯定律和基尔戈夫方程。用盖斯定律和基尔戈夫方程。本章基本公式21212121212112ln;0;VVVVVVsysVVVVVVefefVVnRTdVVnRTPdVWigdVPdVPWPdVWdVPWdVpWWWWWWWWQU等温可逆：等温可逆：可逆外外外)( ,(:;0211221221pPTPPTnRWigVVPVpWWUdVVconstWQVV）（恒外压：；绝热可逆：外外程适用于等压简单变温

3、过程适用于任意简单物理过程适用于任意系统任意过21,121122)(:)()(TTmPpTpTdTnCHTTnRUHigdTCdppHdTTHdppHdHVPVPUPVUH物理过程，此式可用于一切简单对于程适用于等容简单变温过程适用于任意简单物理过若适用于任意等容过程若适用于任意等压过程igdTnCUdVVUdTCdVVUdTTUdUUQWWUQHQWWHQTTmVTVTVVVpp)(0)( 0)( 21,RCCornRCCigVmpmVp：对于BmcBBBmfBBmrHvHvH,21)()(12TTpmrmrmrpmrpmrdTCTHTHCTH或：例题例题1 1HU 和有有3mol3mol双

4、原子分子理想气体由双原子分子理想气体由2525加热到加热到150150。试。试计算此过程的计算此过程的)(1009. 1125314. 8273)(1079. 7125314. 825327,254321212121JTnCdTCndTCHJTnCdTCndTCURCRCigpmTTpmTTpVmTTVmTTVpmVm有解：对双原子分子例题例题2无关，且与TRCmv23,设在设在273K和和1000KPa时，取时，取10dm3的的ig。今用下列几种不同过。今用下列几种不同过程膨胀到终态压力为程膨胀到终态压力为100KPa时（1）等温可逆膨胀；（）等温可逆膨胀；（2）绝）绝热可逆膨胀；（热可逆膨

5、胀；（3）恒外压）恒外压100KPa绝热不可逆膨胀。绝热不可逆膨胀。分别计算气体的终态体积和所做的功。设分别计算气体的终态体积和所做的功。设KJVVnRTpdVWVpVpdmKpadmKpapVpVmolRTpVnVV05.2310100ln273314. 841. 4ln)(100100101000) 1 (41. 4273314. 8101010000001212211332112321等温是解：KJTTnCUWKnRVpTdmVppVRRRCCVmVmpm03. 9)2736 .108(314. 82341. 4)(6 .108314. 841. 48 .39101008 .3910)1

6、001000()(352323)2(122322235311212绝热过程中：先算出热容比KJTTnCWKTpnRTpnRTpTTnCpnRTpnRTpVVpWTTnCUWWdTCdUVmVmVmV39. 5)273175(314. 82341. 4)(175)()()()(:)()3(12321122121122123123带入数据可求出即：有对于恒压下膨胀过程功有为是绝热过程，求出系统终态温度，因例题例题3 3计算计算1moL理想气体在下列四个过程中所作的体积理想气体在下列四个过程中所作的体积功。已知始态体积为功。已知始态体积为25dm3,终态体积为终态体积为100dm3；始态及终态温度均

7、为始态及终态温度均为100 。（1）向真空膨胀；）向真空膨胀；（2）在外压恒定为气体终态的压力下膨胀）在外压恒定为气体终态的压力下膨胀（3）先在外压恒定为体积等于）先在外压恒定为体积等于50dm3时气体的平时气体的平 衡压力下膨胀，当膨胀到衡压力下膨胀，当膨胀到50dm3（此时温度仍为（此时温度仍为100 ）以后，再在外压等于）以后，再在外压等于100dm3时气体的平时气体的平衡压力下膨胀；衡压力下膨胀；（4）定温可逆膨胀。）定温可逆膨胀。 00) 1 (VpWp外外、JVVnRTppnRTpnRTpnRTpVVpWpnRTVnRTpVig2326)100251 (15.373314. 81)

8、1 ()1 ()()()2(211212212外状态方程、由JVVnRTW429925100ln15.373314. 81ln)4(12、JVVnRTVVnRTVVVnRTVVVnRTVVpVVpW3102)100501 ()50251(15.373314. 81)1 ()1 () ()() ()( )3(21221221、第二章第二章 热力学第二定律热力学第二定律本章基本要求本章基本要求v了解自发过程的共同特征，明确热力学第二定律了解自发过程的共同特征，明确热力学第二定律的意义的意义 v了解热力学第二定律与卡诺定理的联系了解热力学第二定律与卡诺定理的联系v熟记热力学函数熟记热力学函数S的含义

9、及的含义及A、G的定义，了解其的定义，了解其物理意义物理意义v能熟练计算一些简单过程中的能熟练计算一些简单过程中的 S、 G、 H和和 A，学会如何设计可逆过程学会如何设计可逆过程 v了解熵的统计意义了解熵的统计意义 v了解热力学第三定律的内容，知道规定熵的意义、了解热力学第三定律的内容，知道规定熵的意义、计算及应用计算及应用 本章基本公式)(:21计算熵变的通式TTrrTQSorTQdS适用于系统的任意过程定义式适用于系统的任意过程定义式)()()()(:)()()(pVATSpVUTSHGorpVATSpVUTSHGTSUATSUA)(1)(121212环不可逆循环，可逆循对于可逆热机：任

10、意热机效率rrTTQQQW麦克斯韦关系式麦克斯韦关系式PTTVPSVTTPVSVSSPVTPSSVPT关于熵变的计算关于熵变的计算)()()()(lnln212121211212等温可逆程适用于等容简单变温过程适用于等压简单变温过程适用于理想气体等温过TQSdTTnCdTTCSdTTnCdTTCSppnRVVnRSTTVmTTVTTpmTTp)15.298(),(ln,KSSvSigxnRSTHSmrBmBBmrBBBmix各种化学反应的合过程理想溶液等温等压的混不同积功）（等温等压且没有非体关于关于Gibbs自由能的计算自由能的计算)(),298(298),(ln)()(212122112多

11、用于相变及化学反应化学反应合过程理想溶液等温等压的混等温过程等温过程dTTHTGTGPKSHGigxnRTGigVVnRTppnRTGSTHGTTmrmrmrBBBmix例题例题1 10)1000,(?/61900)1000()1000,()1000,(23)1000,(21322KPGPmolJKGKPgNHKPgHKPgNmrmrGmr时计算)1000,()1000,(23)1000,(213)1000(22KPgNHKPgHKPgNKGmr解：)1000,()1000,(23)1000,(21322KPgNHKPgHKPgNmrG1G2GPPPPPPGPPRTGGPPRTPPRTGGPP

12、RTdPPRTGPPRTdPPRTGigdPVdPVGdPVGGGGGGGGGmrmrmrmrmrPPPPPPPPPPmrmrmrmr17111000314. 861900ln0ln1000314. 861900lnlnln2lnln22:,21221112121设为)(,5)(,513566,66sHCpClHCpCmolGSm。程：苯为研究对象，设计过解：以：习题)(,566lHCpCs。)(,2280,5)(,566166gHCPapCgHCpCs。)(,2280,5661sHCPapC。1G2G3G4G5G例题例题2 2PappppnRTSTHSTHGppnRTdpVGGGGGGGGG

13、GGGGsssmmmmmsppmms26322280ln314. 81)65.35(2689874lnln0; 0)4()2(11335432151421；而受压力影响很小对凝聚态而言，过程均为可逆过程、对例题例题31mol理想气体由初态（理想气体由初态（T1,V1）经某过程达到末）经某过程达到末态（态（T2,V2），求系统熵变。设气体），求系统熵变。设气体CVm为常数为常数.设计可逆过程设计可逆过程1 1：分两步：分两步1211211ln1,) 1 (2121TTCTdTCTQSVTVTVmTTVmTTR）（）、（等容可逆升温)/(ln11111,)2(122222222222122121K

14、JVVRdVVRTTPdVTWTWTQTTQSVTVTVVVVRRRR）（）、（等温可逆膨胀)/(lnln121221KJVVRTTCSSSVmtotal)/(ln11111,) 1 (121111111121112121KJVVRdVVRTTPdVTWTWTQTTQSVTVTVVVVRRRR）（）、（等温可逆膨胀1222221ln1,)2(2121TTCTdTCTQSVTVTVmTTVmTTR）（）、（等容可逆升温)/(lnln121221KJTTCVVRSSSVmtotal1212lnln,1),(VVRTTCSdVVRdTTCdSVRTPRTPVmolndVTPdTTnCdSdVVSdT

15、TSdSVTSSVmVmVVVmTV例题例题4 4已知已知Hg（s）的熔点为）的熔点为-39，熔化热，熔化热-2343J/g,CP,m(Hg,l)=29.7-0.0067T(J/mol/K), CP,m(Hg,s)=26.78(J/mol/K),求求50的的Hg(l)和和-50的的Hg(s)的摩尔熵之差。的摩尔熵之差。2122213122234234323223,)(,)(,)(,)(,mTmmmSmmSSSSSlHgKTsHgKTSSlHgKTsHgKTTmm 解：设计过程如下：解：设计过程如下：)/(1002. 2)/(234)/(6 .200)/(2343)/()/(32,1 ,2,)(

16、 ,2,)( ,1 ,223221KmolJSSSSKmolJKmolggJTHSKmolJTdTCSKmolJTdTCSmTmmmmfusTmTTlHgPmmTTsHgPmm例题例题5在在100Kpa和和388K时，把时，把1（mol）的）的H2O(g)可可逆压缩为液体，计算该过程的逆压缩为液体，计算该过程的SAGUHWQ,。已知该条件下水的蒸发热为已知该条件下水的蒸发热为2258（KJ/Kg），），M(H2O)=18.0(g/mol)，水蒸气视为理想气体。，水蒸气视为理想气体。 )(0),/(40644)/(168.37418832.322540644)/(832.3225388314. 81)()/(40644)/(018. 0/2258112可逆相变解：外GmolJQHmolJWQUmolJnRTPVVVPWmolJmolKgKgKJQQPP)/(752.10438840644)/(832.3225KmolJTQSmolJWWARR第三章第三章 化学势化学势本章基本要求本章基本要求掌握偏摩尔量和化学势的定义，了解它们之间的区别掌握偏摩尔量和化学势的定义，了解它们之间的区别和在多