物理化学总复习PPT

总复习第一章热力学第一定律1.热力学第一定律ΔU=Q+W2.体积功ambWpdV①自由膨胀过程：pamb=0210VambVWpdV2.恒容过程：dV=0210VambVWpdV3.恒压过程：pamb=psys=常数2121()VambambambVWpdVpVVpV4.液体的气化过程：恒温、恒压，且液体体积与气体体积相比可忽略，因此()glgWpVpVVpVnRT5.外界压力与系统压力始终相差一无穷小量的过程：此过程有21212121()()VVambVVVVVVWpdVpdpdVpdVdpdVpdVambppdp7.对于理想气体的恒温过程：22112112lnlnVVVVVpnRTWpdVdVnRTnRTVVp或8.对于理想气体的绝热可逆过程：,,/pmVmCC12211()()1TVTV1/2211()()1TpTp2211()()1pVpV221100001121,2111/()1()VVVVVmpVWpdVpVdVVVVWUnCTT对于理想气体：单纯的p、V、T变化时，CV，m；Cp，m为常数，由定容热容和定压热容分别可得：2,,211()TVVmVmTUQnCdTnCTT2,,211()TppmpmTHQnCdTnCTT（恒容过程）（恒压过程）2.热量计算3.焓的计算：（1）相变焓B()B()()()pQHHH纯物质的相变化是在恒定压力和温度下进行的，所以对于蒸发和升华过程，气体的摩尔体积远大于液体和固体摩尔体积()()()WpVpVgnRTUHpVHpVgHnRT（2）标准摩尔反应焓：()()rmBfmBrmBcmBHHBHHB（4）节流膨胀：节流膨胀过程为恒焓过程，H2=H1节流膨胀系数：(/)JTHTp由于膨胀过程dp0。故当J-T0时，dT0,表明节流膨胀后致冷，反之致热。1.将H2（g）与O2（g）以2：1的比例在绝热刚性密闭容器中完全反应，则该过程中应有（）A.0B.p=0C.U=0D.H=0TC2.非理想气体在绝热条件下，向真空膨胀后，下述答案中不正确的是A.Q=0B.ΔU=0C.W=0D.ΔH=0（D）3.某体系经不可逆循环后，下列答案中不正确的是（）A.Q=0B.ΔU=0C.ΔH=0D.0PCA4.下列说法正确的是（）A.水的标准摩尔生成焓即是氧气的标准摩尔燃烧焓B.水蒸气的标准摩尔生成焓即是氧气的标准摩尔燃烧焓C.水的标准摩尔生成焓即氢气的标准摩尔燃烧焓D.水蒸气的标准摩尔生成焓即氢气的标准摩尔燃烧焓5.焓的定义式中H=U+pV，式中p代表（）A.体系的总压力B.体系中各组分的分压C.100kPaD.外压CA6.1mol理想气体由同一始态出发，分别经（1）等温可逆膨胀至T、p（2）绝热可逆膨胀至T′，p。两终态温度之间的关系为（）A.TT′B.T=T′C.TT′D.无法确定7.功的计算公式为W=nCv,m（T2-T1），下列过程中不能用此式的是A.理想气体的可逆绝热过程B.理想气体的绝热恒外压过程C.实际气体的绝热过程D.凝聚系统的绝热过程AC8.体积是广度性质的状态函数。在有过剩NaCl（s）存在的饱和水溶液中，当温度、压力一定时，系统的体积与系统中水和NaCl的总量成正比。（）9.某气体始态压力为1MPa，反抗恒定外压100kPa膨胀，则Q=ΔH。（）10.因Qp=ΔH，QV=ΔU，所以Qp-QV=ΔH-ΔU=Δ（pV）=-W。（）11.100ºC、101.325kPa时，将水蒸发为水蒸气（可视为理想气体），因为dT=0，所以ΔU=0、ΔH=0，又因为Qp=ΔH，所以Q=0。（）错错错错12.对于一定量的理想气体，当温度一定时，内能与焓的值一定，其差值也一定。（）13.根据道尔顿分压定律，压力具有加和性，因此压力是广延性质。（）BBpp对错1.10dm3单原子分子理想气体从0℃、1013.25kPa的初态经过（1）恒温可逆膨胀；（2）绝热可逆膨胀；（3）反抗恒定外压pamb=101.325kPa下的绝热膨胀，最后的压力为101.325kPa。计算各过程中气体的最终体积，温度及过程的Q、W、ΔU、ΔH。解：物质的量为331111013.25101010()4.46mol8.314273.2pVnRT（1）T2=T1=273.2K333112321013.25101010100dm101.32510pVVp理想气体恒温110,0UH31132111013.2510ln4.468.314273.2ln101.3251023.33kJ=23.33kJpWnRTpQW（2）绝热可逆,,133312132531013.25103()[()1010]39.81dm101.325105pmVmCCpVVp3322222101.3251039.8110108.8K4.4618.314=0,pVTnRQUW2,2122,213()[4.468.314(108.8273.2)]9.146kJ2=9.146kJ5()[4.468.314(108.8273.2)]15.24kJ2VmpmUnCTTWHnCTT2.测得1kg水在100和100kPa下完全变成水蒸气时吸收2246.8kJ的热量。试计算110℃过热的水在100kPa下蒸发为110℃水蒸气需要吸收多少的热：已知水蒸气和水的比热容分别为1.866kJ﹒kg-1﹒K-1和4.184kJ﹒kg-1﹒K-1110℃100kPa1kgH2O（l）ΔH110℃100kPa1kgH2O（g）100℃100kPa1kgH2O（l）ΔH2（1）100℃100kPa1kgH2O（g）（2）ΔH1ΔH3（3）37311()3832238333()37312314.184(373383)41.8kJQ=2246.8kJQ=11.866(383373)18.7kJ=2223.7kJplpgpQHCdTHHCdTQHHHH第二章热力学第二定律1121121/()/()/WQQQQTTT1.热机效率2.熵（1）定义：在用卡诺循环推导熵函数时，定义：rQdST或2211rQSSST式中，S1与S2分别为系统在状态1和2时的熵值；Qr为系统从状态1到状态2过程中与环境交换的可逆热。2.熵判据与熵增原理0isosysambSSS自发（不可逆）平衡（可逆）隔离系统中，一切可能发生的过程，必然是向熵增大的方向进行，绝不可能出现熵减小的现象，这就是熵增原理。3.熵变计算的主要公式：（1）环境熵变△Samb的计算通常，假定环境为一无限大的热源，它的温度在与系统交换有限的热后并不改变而是保持恒定，即热源变化总是可逆的。因此无论实际过程是否可逆，系统与环境实际交换的热Qsys即为环境的可逆热Qamb，仅符号相反。所以sysambambambambQQSTT（2）单纯p、V、T改变的过程中系统的ΔS恒温过程：2112lnlnVpSnRnRVp对凝聚系统，在压力改变不很大时，ΔU≈0，ΔV≈0，所以ΔS≈0恒压变温过程：2,1lnpmTSnCT恒容变温过程：212,1lnTVmTTSnCT对p、V、T同时改变的过程22,11lnlnVmTVSnCnRTV22,11lnlnpmTpSnCnRTp22,,11lnlnVmpmpVSnCnCpV（3）相变过程ΔS的计算可逆相变，过程恒温恒压无非体积功，故Qp=ΔH，所以rQHSTT不可逆相变，因ΔH≠Qr，不能用上式计算，计算时必须设计可逆途径。（4）化学反应ΔS的计算热力学第三定律：0K时纯物质完美晶体的熵等于零。标准摩尔反应熵()rmBmBSSB5.亥姆霍兹函数与吉布斯函数（1）亥姆霍兹函数（A）A=U-TSΔA≤0自发（不可逆）平衡（可逆）表明在恒温恒容非体积功为零时，系统自发过程只能是向A减小的方向进行，当ΔA=0时，系统达到平衡。（2）吉布斯函数（G）G=H-TSΔG≤0自发（不可逆）平衡（可逆）表明在恒温恒压非体积功为零时，系统自发过程只能是向G减小的方向进行，当ΔG=0时，系统达到平衡。（3）ΔA与ΔG的计算对于恒温过程：2211lnlnpVGAnRnRpV恒温恒压可逆相变ΔG=0，ΔA=-pΔV，若有气相参与，ΔA=-ΔnRT化学反应恒温时rmrmrmGHTSrmBfmB(B)GGdUTdSpdVdHTdSVdpdASdTpdVdGSdTVdp6.热力学基本方程7.麦克斯韦关系式SVpSTpTVVSpS，VTpTpSVSTVTp，()()VpUHSTS()()STpUAVV()()STHGpVp()()VpSAGTT9.克拉佩龙方程（1）克拉佩龙方程对纯物质，两相平衡mmHdpdTTV（2）克劳修斯－克拉佩龙方程有一相是气相的纯物质两相平衡，液体或固体的体力忽略不计，气体为理想气体2lnvapmHdpdTRT212111lnlnvapmvapmHHppCpRTTRT，1.理想气体由状态1向真空膨胀至状态2，下列哪个状态函数的变化可用于判别过程的自发性（）A.ΔGB.ΔSC.ΔAD.ΔH2.理想气体在等温条件下，经恒外压压缩至稳定，此变化中的系统熵变ΔS系和环境熵变为（）•ΔS系0,ΔS环0B.ΔS系0,ΔS环0C.ΔS系0,ΔS环=0D.ΔS系0,ΔS环=03.对CO2（g）的不可逆循环过程（）A.ΔH=0，ΔG=0B.ΔH=0，ΔG0C.ΔH0，ΔG=0D.ΔH0，ΔG0BBA4.对于封闭系统单纯pVT变化过程，的值（）A.大于零B.小于零C.等于零D.正负不定TVA)(5.在101.325kPa下，-10ºC时过冷水结成冰是一个自发过程，该过程中（）A.ΔS=0，ΔG=0B.ΔS0，ΔG0C.ΔS0，ΔG0D.ΔS0，ΔG06.气体CO和O2在一个坚固的绝热箱内发生化学反应，系统的温度升高，该过程（）A.ΔU=0B.ΔH=0C.ΔS=0D.ΔG=0BCA7.自发过程一定是不可逆过程。（）8.熵增加的过程一定是自发过程。（）9.自然界存在温度降低，但熵值增加的过程。（）10.凡是ΔG0的过程一定是自发过程，凡是ΔG0是过程一定不能发生。（）11.绝热不可逆由状态A到状态B过程，为求此过程的ΔS，可在A与B之间设计一绝热可逆过程，因为绝热可逆过程ΔS=0，所以从A到B的绝热不可逆过程ΔS=0。（）12.平衡态熵最大。（）对错对错错错1.有两个可逆卡诺热机，在高温热源温度皆为500K，低温热源分别为300K和250K之间工作，若两者分别经一个循环作的功相等。试问：（1）两个热机的效率是否相等：（2）两个热机自高温热源吸收的热量是否相等：向低温热源放出的热量是否相等？解（1）两热机的效率分别为：1212111121211150030040%50050025050%500aabbWQQTTQQTWQQTTQQT（2）因为11,,ababWWQQ且所以21112111(1)(0.41)0.6(1)(0.51)0.5aaQQQ