东南大学-物理化学-复习提纲

第一章气体一．重要概念理想气体，分压，分体积，临界参数，临界状态二．重要关系式(1)理想气体：pV=nRT,n=m/M(2)分压：pB=pyB(3)分压定律，分体积定律理想气体：nnVVppyBBBB第二章热力学第一定律与热化学一、重要概念系统与环境，状态与状态函数，强度性质与广度性质，功、热、内能、焓，节流膨胀二、重要公式与定义式1.体积功：W=-p外dV（适用于各种变化过程）2.热力学第一定律：U=Q+W，dU=Q+W3．焓的定义：H=U+pV4．热容：摩尔定容热容CV，m=QV/dT=（Um/T）V摩尔定压热容Cp，m=Qp/dT=（Hm/T）PJ·mol-1·K-1比定压热容Cp=Qp/dT=（h/T）PJ·g-1·K-15.标准摩尔反应焓：由标准生成焓fHm,B（T）或标准燃烧焓cHm,B（T）计算rHm=vBfHm,B（T）=-vBcHm,B（T）6.基希霍夫公式（适用于相变和化学反应过程）（状态函数法）rHm（T2）=rHm（T1）+rCp，mdT二、各种过程Q、W、U、H的计算1．pVT变化过程(1)理想气体pVT变化过程恒温过程dT=0，U=H=0，Q=－W；非恒温过程，U=nCV，mT，H=nCp，mT，单原子气体CV，m=3R/2，Cp，m=CV，m+R=5R/2双原子气体CV，m=5R/2，Cp，m=CV，m+R=7R/2理想气体恒温可逆过程功的计算：21lnVVnRTW理想气体绝热可逆过程功计算，W=U=nCV，mT（先根据可逆绝热方程计算出T2）理想气体绝热不可逆过程功计算，W=U=nCV，mT（先计算出T2）恒压过程：p外=p=常数，无其他功W'=0W=-p外（V2-V1），H=Qp=nCp，mdT，U=H-（pV），Q=U-W恒外压过程：W=-p外（V2-V1）真空膨胀过程p外=0，W=0，Q=U恒容过程：dV=0W=0，QVU=nCV，mdT，H=U+Vp（2）凝聚态的pVT变化过程由于压力对凝聚态的影响不大，当压力变化不大时，可以看成为恒压变化2.相变过程S（）→S（）：（1）可逆相变（正常相变或平衡相变）：如在温度T对应的饱和蒸气压下的相变，例：水在常压，100℃时的汽化或凝结过程。（2）不可逆相变：例1:水在常压，50℃时的汽化过程例2:水在50kPa，100℃时的汽化过程例3:1mol水100℃，真空膨胀至101.325kPa，100℃的水蒸气的过程利用状态函数法进行计算。3．化学过程：由298.15K时的标准摩尔生成焓或标准摩尔燃烧焓计算298.15K时标准摩尔反应焓，然后利用状态函数法设计始终态相同的过程，进行计算。（基希霍夫公式不适用于非等温过程的化学变化）第三章热力学第二定律一、重要概念热机效率，卡诺循环，熵判据，吉布斯函数判据，亥姆霍兹函数判据,热力学基本方程，麦克斯韦关系式（了解）二、主要公式与定义式1.S的计算（1）理想气体pVT过程的计算S=nCV，mln（T2/T1）+nRln（V2/V1）=nCp，mln（T2/T1）+nRln（p1/p2）（CV，m为常数）（2）恒压过程：S=（nCp，m/T）dT＝12,lnTTnCmp（凝聚态的PVT变化常常可看做是恒压过程变化）（3）相变过程：可逆相变S=H/T不可逆相变设计框图进行计算，需要Cp，m数据（4）化学变化过程：298K标准摩尔反应熵的计算rSm=vBSm（B，T）非298K标准摩尔反应熵的计算，设计框图进行计算，需要Cp，m数据（5）理想气体混合熵变的计算：分别计算各气体混合前后熵变，然后相加2．环境过程Samb的计算：认为环境是恒温的大热源，过程为可逆Samb=Qr（环）/T（环）=-Q（系）/T（环）隔离系统Siso=Ssys+Samb3．G的计算恒温过程：G=H-TS非恒温过程：G=H-（T2S2-T1S1）(其中S2=S1+S)4．A的计算（1）恒温：A=U-TS=G-（pV）5.克拉佩龙方程与克劳修斯-克拉佩龙方程：相变过程S（）→S（）的压力（蒸气压）与温度的关系（1）克拉佩龙方程：dp/dT=Hm*/（TVm*）（2）克劳修斯-克拉佩龙方程：一相为气相且认为是理想气体；凝聚相为固相（升华过程）或液相（蒸发过程）的体积忽略，Hm*近似与温度无关，则ln（p2/p1）=Hm*（T2-T1）/RT1T2ln（p2/p1）=－Hm*/RT+C第四章多组分系统热力学一、偏摩尔量，化学势，多组分多相系统热力学基本方程，化学势判据，逸度，逸度因子，活度，活度因子二、重要定理与公式1．拉乌尔定律：稀溶液溶剂A的蒸气压与纯溶剂的蒸气压关系pA=pA*xA蒸气压缩凝结出第一滴液滴时，气态组成＝系统组成液体沸腾出现第一个气泡时，液态组成＝系统组成2．亨利定律：稀溶液挥发性溶质B的蒸气压pA=kxA，k为亨利常数3．稀溶液的依数性：（1）蒸气压下降：pA=pA*-pA=pA*xB（2）凝固点降低：Tf=KfbB，Kf–溶剂有关的凝固点降低常数AmfusfAfHTRMK,2*)(（3）沸点升高：Tb=KbbB，Kb–溶剂有关的沸点升高常数AmvapbAbHTRMK,2*)(（4）渗透压：在半透膜两边的平衡压力差=cRT（c单位mol﹒m-3）4.分配定律：在T，P下，某溶质B在溶剂，构成的两相达到平衡时有cB（）/cB（）=K（T，p）5.理想液态混合物的性质理想液态混合物：任一组分在全部组成范围内都符合拉乌尔定律的混合物。混合过程性质的变化量mixV=0，mixH=0，mixU=0，mixS=-nRxblnxB，mixG=nRTxblnxB，第五章化学平衡一、主要概念摩尔反应吉布斯函数变，亲和势，压力商，标准平衡常数，转化率，产率，惰性组分在恒容或恒压下对平衡转化率的影响二、主要公式与方程1．理想气体反应的等温方程：rGm=rGm+RTlnJp（1）压力商Jp=错误!未找到引用源。B注意：对于多相反应，通常只考虑气相组分，固相或液相的活度近似认为不变。（2）标准反应摩尔吉布斯函数变：rGm-RTlnK（3）标准平衡常数：K=exp（-rGm/RT）=JP（平衡）（即平衡常数的两种计算方法）（4）恒温恒总压时，rGm=rGm+RTlnJp=RTln（Jp/K0即JpK时反应正向进行2．平衡常数与温度的关系-化学反应的等压方程dlnK/dT=rHm/（RT2）（微分式）（）rHm为常数ln（K2/K1）=-（rHm/R）（1/T2-1/T1）（定积分）lnK=-（rHm/R）（1/T）+C（不定积分）（2）rHm与温度有关：rHm（T）=rHm（T1）+CpdTCp=vBCp,m（B）第六章相平衡一、重要定律与公式1、相律：F=C-P+n,其中：C=S-R-R’2、相图3、单组分系统的典型相图对于单组分系统C=1，F=C-P+2=3-P。当相数P=1时，自由度数F=2最大，即为双变量系统。（a）水的相图各区，各条线的含义，解释线的斜率的正负，三相点与冰点的区别4、二组分系统的相图掌握二组分系统典型相图（气-液平衡、液-液平衡、固-液平衡）的特点，能对相图进行分析和应用；能够用杠杆规则进行分析与计算；了解由实验数据绘制相图的方法，掌握步冷曲线的绘制恒压下的温度－组成图（1）气液相图（a）理想混合物（b）最大正偏差、最大负偏差的液态混合物（c）有最高会溶点的部分互溶系统（d）沸点与会溶点分离（e）液相部分互溶的典型系统（f）液相有转沸点的部分互溶系统（g）液相完全不互溶的系统（2）凝聚态系统相图：简单的相图也可分为液相完全互溶,固相部分完全互溶（形成固溶体，）、固相部分互溶（细分为有一低共溶点和有一转变温度的系统）、固相完全不互溶（形成低共熔混合物）、固相形成稳定化合物和固相形成不稳定化合物的相图。