華南理工大學(xué)物理化學(xué)復(fù)習(xí)提綱i(存儲(chǔ)版)
【正文】 (T1/ p1) p2] = nR(T2 T1/2) ∴ n(R)(T2 T1) = nR(T2 T1/2) T2 = = 273K = K W=DU=nCV,m(T2 T1) =1mol( 例3(02年題) 水的蒸汽壓與溫度之間可用如下關(guān)系式表示： lg (p/Pa) ＝－A/T＋B若已知水在77℃，求： (1)常數(shù)A，B的值以及水的摩爾蒸發(fā)焓； (2)在多大外壓下水的沸點(diǎn)可以改變?yōu)?01℃；(共8分)解：(1) 給出的關(guān)系式實(shí)際上為克－克方程的不定積分式。又理想氣體恒溫 DH3=0 ，所以 DH=DH1+DH2+DH3=DH2= nD vapHm則 Q=n DvapHm pq (VgVl)= n DvapHm pq Vg ≈ n DvapHm nRT = 130770 J 1mol JK1)= (2) 化學(xué)反應(yīng)：恒溫恒壓下自發(fā)過程方向 D vBmB 0。103 kgmol1dm－3。mol－1mol－1=(3) 已知T=＝101325Pa，利用克－克方程求T’=’：ln(p’/p)= －[DvapHmq(H2O)/R](1/T’－1/T)ln(p’/101325Pa)=－(40670 J3．各種平衡常數(shù)的關(guān)系與影響理想氣體反應(yīng)平衡的其它因素 Kq = Kpq (pq)D v = Ky (p/pq)D v= Kcq (cqRT / pq)D v= Kn (p/pqS nB)D v其中： D v =S vB ，pB = p yB = p nB / S nB = (cB/cBq) cBq RT (1) 若反應(yīng)的D v0，總壓p增大，Kq 不變，Ky 減少，產(chǎn)物分壓減少，反應(yīng)朝反應(yīng)物方向移動(dòng)。mol1)Smq/(JK1mol1) = 2871 Jmol－1ln(10－5)/()K =常用如下四種方法得到。 (a) 理想混合物 (b) 最大負(fù)偏差的混合物 (c) 最大正偏差的混合物圖62 二組分系統(tǒng)恒溫下的典型氣液px相圖 (a) 理想或偏差不大的混合物 (b) 具有最高恒沸點(diǎn)(大負(fù)偏差) (c) 具有最低恒沸點(diǎn)(大正偏差)(d) 有最高會(huì)溶點(diǎn)的部分互溶系統(tǒng) (e)有最高和最低會(huì)溶點(diǎn)的部分互溶系統(tǒng) (f) 沸點(diǎn)與會(huì)溶點(diǎn)分離 (g) 液相部分互溶的典型系統(tǒng) (h)液相有轉(zhuǎn)沸點(diǎn)的部分互溶系統(tǒng) (i) 液相完全不互溶的系統(tǒng)圖63 二組分系統(tǒng)恒壓下的典型氣液相圖 從上可知，只要知道氣液系統(tǒng)或液固系統(tǒng)的相圖特征，便可知道另一系統(tǒng)的相圖特征。 對(duì)于三相線，其相態(tài)由左右鄰單相區(qū)或單相線和上鄰區(qū)域?qū)?yīng)的相態(tài)組成。三相線：在相區(qū)中平行于組成軸的直線。(2) 分析各組分存在的相平衡。 (12分) 解：(1) 系統(tǒng)相圖如下圖 MnOFeO系統(tǒng)的液固恒壓相圖和a點(diǎn)的步冷曲線(4) 當(dāng)一含74％FeO的二相組分系統(tǒng)，由1650℃緩慢冷至無限接近1430℃，試分析此時(shí)各相的組成和質(zhì)量?！鏁r(shí)(NH4)2SO4飽和溶液(％)沸騰。兩相區(qū)特征：若左鄰和右鄰僅涉及一個(gè)單相區(qū)域或一條單組分(單相)線，也就是說左鄰和右鄰僅是一條連續(xù)的直線或曲線邊時(shí)，則這區(qū)域一定是兩相區(qū)。若有多個(gè)固溶體，可依次按a、b、g、d命名。 (a) 固相部分互溶系統(tǒng) (b) 固相有轉(zhuǎn)溶點(diǎn)的部分互溶系統(tǒng) (c) 固相完全不互溶的系統(tǒng)(1)氣液相圖 根據(jù)液態(tài)的互溶性分為完全互溶(細(xì)分為形成理想混合物、最大正偏差和最大負(fù)偏差)、部分互溶(細(xì)分為有一低共溶點(diǎn)和有一轉(zhuǎn)變溫度的系統(tǒng))和完全不溶(溶液完全分層)的相圖。相圖(1)相圖：相態(tài)與T，p，x的關(guān)系圖，通常將有關(guān)的相變點(diǎn)聯(lián)結(jié)而成。（8分）解：(1) 平衡時(shí)H2O和CO2的分壓p=p總/2，Kq= p(H2O) p(CO2)/pq2=( p總/2 pq)2所以 T1=，K1q= [(2100kPa)]2 =10－5 T2=，K2q= [(2100kPa)]2 = DrHmq =RT1T2ln(K2q/ K1q)/(T2－T1) =mol1 298K( Jmol1) = kJ3．典型題型例題1(2000年題)：有關(guān)金剛石和石墨在298K時(shí)的熱力學(xué)數(shù)據(jù)如下表所示：( D rGmq /T) /182。m－3mol－1)/1kg=kg，DvapHmq(H2O) = kJ mol1)=n(甲苯)=200g/(92gmol1，平均摩爾氣化焓為 5．過程方向判據(jù)：dT=0，dp=0，W39。K1 D . 可用熵判據(jù)判斷過程的性質(zhì)，此過程 DS隔=DS系+DS環(huán)= A．計(jì)算該過程苯吸收的熱量和做的功；B．求過程的 DG和DS；C．求環(huán)境的熵變；D．可以使用何中判據(jù)判斷過程的性質(zhì)。K1 +( 273K)100JK1(207K273K) = 5228 J 過程為非恒溫過程，不能用DG來判斷過程的方向。K1mol－1=mol－1(600K300K)= 6506JDH= n cp,m (T2T1) =1molK－1 = D T,V A，(2) 恒溫恒壓過程非體積功：Wr39。 (3)燃燒反應(yīng)系統(tǒng)的最高溫度計(jì)算：整個(gè)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(jì)算。 T/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(jì)算 D rHmq = S vB D fHBq (T) = S vB D c HBq (T)6. 基希霍夫公式(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(jì)算1．解題時(shí)可能要用到的內(nèi)容(1) 對(duì)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。求整個(gè)過程的W、Q、D U及D H。 例2：水在 5℃ 的結(jié)冰過程為不可逆過程，計(jì)算時(shí)要利用0℃ 結(jié)冰的可逆相變過程，即△H1一、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不可逆可逆具體看書中有關(guān)部分。mol－1。K－1K－1K1(可逆過程為恒熵過程) 單原子理想氣體的絕熱系數(shù) g=，利用絕熱可逆公式 = 207K ∴W=DU=nCV,m(T2 T1) =1mol
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