【正文】 葛華才編. 華南理工大學(xué)本科《物理化學(xué)》課程考試復(fù)習(xí)提綱.物理化學(xué)復(fù)習(xí)提綱(I) （華南理工大學(xué)物理化學(xué)教研室 ）第1章 熱力學(xué)第一定律與熱化學(xué)第2章 熱力學(xué)第二定律第5章 多組分系統(tǒng)熱力學(xué)第3章 化學(xué)平衡第六章 相平衡第七－十二章第1章 熱力學(xué)第一定律與熱化學(xué) 一、重要概念 系統(tǒng)與環(huán)境，隔離系統(tǒng)，封閉系統(tǒng)，(敞開系統(tǒng))，廣延量(加和性：V，U，H，S，A，G)，強(qiáng)度量(摩爾量，T，p)，功，熱，內(nèi)能，焓，熱容，狀態(tài)與狀態(tài)函數(shù)，平衡態(tài)，過程函數(shù)(Q，W)，可逆過程，節(jié)流過程，真空膨脹過程，標(biāo)準(zhǔn)態(tài)，標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)焓，標(biāo)準(zhǔn)生成焓，標(biāo)準(zhǔn)燃燒焓二、重要公式與定義式1. 體積功：dW= p外dV2. 熱力學(xué)第一定律：D U = Q+W ， dU =dQ +dW 3．焓的定義： H=U + pV4．熱容：定容摩爾熱容 CV，m = dQ V /dT = (182。 Um/182。 T )V 定壓摩爾熱容 Cp，m = dQ p /dT = (182。 Hm/182。 T )P 理性氣體：Cp，m CV，m=R ；凝聚態(tài)：Cp，m CV，m≈0 理想單原子氣體CV，m =3R/2，Cp，m= CV，m+R=5R/2 5. 標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓：由標(biāo)準(zhǔn)生成焓D fHBq (T)或標(biāo)準(zhǔn)燃燒焓D c HBq (T)計算 D rHmq = S vB D fHBq (T) = S vB D c HBq (T)6. 基?；舴蚬?適用于相變和化學(xué)反應(yīng)過程) D rHmq(T2)= D rHmq(T1)+ D rCp，m dT 7. 恒壓摩爾反應(yīng)熱與恒容摩爾反應(yīng)熱的關(guān)系式 QpQV = D rHm(T) D rUm(T) =S vB(g)RT 8. 理想氣體的可逆絕熱過程方程： p1V1g= p2V2g ， p1V1/T1 = p2V2/T2 ， g=Cp，m/CV，m 三、各種過程Q、W、D U、D H 的計算1．解題時可能要用到的內(nèi)容(1) 對于氣體，題目沒有特別聲明，一般可認(rèn)為是理想氣體，如N2，O2，H2等。 恒溫過程dT=0， D U=D H=0， Q=W 非恒溫過程，D U = n CV，m D T， D H = n Cp，m D T 單原子氣體CV，m =3R/2，Cp，m = CV，m+R = 5R/2(2) 對于凝聚相，狀態(tài)函數(shù)通常近似認(rèn)為只與溫度有關(guān)，而與壓力或體積無關(guān)，即 D U≈D H= n Cp，m D T2． 恒壓過程：p外=p=常數(shù)，無其他功W39。=0(1) W= p外(V2V1)， D H = Qp = n Cp，m dT， D U =D HD(pV)，Q=D UW(2) 真空膨脹過程p外=0，W=0，Q=D U 理想氣體(Joule實(shí)驗(yàn))結(jié)果：dT=0，W=0，Q=D U=0，D H=0(3) 恒外壓過程： 例1： 1mol 理想氣體于27℃ 、101325Pa狀態(tài)下受某恒定外壓恒溫壓縮到平衡，再由該狀態(tài)恒容升溫到97 ℃ 。求整個過程的W、Q、D U及D H。已知該氣體的CV，m mol1 K1。 解題思路：需先利用理想氣體狀態(tài)方程計算有關(guān)狀態(tài)： (T1=27℃, p1=101325Pa，V1)→(T2=27℃, p2=p外=?，V2=?)→(T3=97℃, p3=，V3= V2) 首先計算功W，然后計算D U，再計算Q，D H。3. 恒容過程 ：dV=0 W=0，QV =D U = n CV，mdT， D H=D U+V D p 4．絕熱過程：Q=0(1) 絕熱可逆過程 W=pdV = D U = n CV，mdT ，D H=D U+D pV 理想氣體：p1V1g = p2V2g， p1V1/ T1= p2V2/ T2(2) 絕熱一般過程：由方程W =p外dV = D U = n CV，m dT 建立方程求解。5．節(jié)流過程(等焓過程)：D H=0，Q=0 焦耳湯姆遜系數(shù) mJT = (182。 T/182。p)H，理想氣體mJT =0，實(shí)際氣體mJT ≠06. 相變過程S(a)→S(b)：(1) 可逆相變(正常相變或平衡相變)：在溫度T對應(yīng)的飽和蒸氣壓下的相變，如水在常壓下的0℃ 結(jié)冰或冰溶解，100 ℃ 時的汽化或凝結(jié)等過程。 由溫度T1下的相變焓計算另一溫度下的相變焓T D Hmq(T2)= D Hmq(T1)+ D Cp，m dT (2) 不可逆相變：利用狀態(tài)函數(shù)與路徑無關(guān)的特點(diǎn)，根據(jù)題目所給的條件，設(shè)計成題目給定或根據(jù)常識知道的(比如水的正常相變點(diǎn))若干個可逆過程，然后進(jìn)行計算。 例2：水在 5℃ 的結(jié)冰過程為不可逆過程，計算時要利用0℃ 結(jié)冰的可逆相變過程，即△H1 H2O(l，1 mol，5℃ ，pq) H2O(s，1 mol，5℃，pq)△H3 ↓△H2 ↑△H4 H2O(l，1 mol， 0℃，pq H2O(s，1 mol，0℃，pq)7．化學(xué)過程：標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)焓DrHmq的計算(1) ， DrHmq＝SvB DfHmq(B) ＝－SvB DcHmq(B)再利用基?；舴蚬接嬎懔硪粶囟萒時的標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)焓。 注意：生成反應(yīng)和燃燒反應(yīng)的定義，以及標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓或標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓存在的聯(lián)系。 例如 H2O(l)的生成焓與H2的燃燒焓，CO2 的生成焓與C(石墨)的燃燒焓數(shù)值等同。 (2)一般過程焓的計算：基本思想是(1)，再加上相變焓等。 (3)燃燒反應(yīng)系統(tǒng)的最高溫度計算：整個系統(tǒng)作為絕熱系統(tǒng)看待處理由系統(tǒng)焓變 D H=0 建立方程計算。返回第2章 熱力學(xué)第二定律一、重要概念 卡諾循環(huán)，熱機(jī)效率，熵，摩爾規(guī)定熵，標(biāo)準(zhǔn)熵，標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)熵，亥姆霍茲函數(shù)，吉布斯函數(shù)二、主要公式與定義式1. 熱機(jī)效率：h = W / Q1 =(Q1+Q2)/ Q1 = 1 T2 / T1 (T2 , T1 分別為低溫，高溫?zé)嵩?2．卡諾定理：任何循環(huán)的熱溫熵小于或等于0不可逆可逆 Q1 / T1 + Q2 / T2 ≤0 不可逆可逆 克老修斯() 不等式： D S≥ dQr / T 3．熵的定義式：dS = dQr / T 4．亥姆霍茲(helmholtz)函數(shù)的定義式： A=UTS5．吉布斯(Gibbs)函數(shù)的定義式：G=HTS，G=A+pV6．熱力學(xué)第三定律：S*(0K，完美晶體)= 07．過程方向的判據(jù)：(1) 恒T、恒p、W ’=0過程(最常用)：dG0，自發(fā)(不可逆)；dG=0，平衡(可逆)。(2) 一般過程：D S(隔離)0，自發(fā)(不可逆)； D S(隔離)=0，平衡(可逆)。(3) 恒T、恒V、W ’=0過程： dA0，自發(fā)(不可逆)；dA=0，平衡(可逆)。8．可逆過程非體積功的計算(1) 恒溫可逆過程功：Wr = D T A，Wr 39。 = D T,V A，(2) 恒溫恒壓過程非體積功：Wr39。 =D T，p G9. 熱力學(xué)基本方程(封閉系統(tǒng)，不需可逆) 關(guān)鍵式： dU =T dSpdV (源由： dU =dQ +dW ，可逆過程：dQr = T dS，dWr = p dV )其他式重點(diǎn)掌握： dG = SdT + V dp