傅献彩物理化学-第五版总结

物理化学总复习一、气体1.理想气体定义、微观特征、PVT关系凡是在任何T、P下均符合理想气体状态方程的气体称为∽。①分子本身不具有体积②分子间无相互作用力微观特征PVT关系nRTPVRTMmPV2.实际气体对理想气体的偏差、范德华方程RTbVVaPmm))((2nRTnbVVanP))((223.实际气体液化的条件实际气体方程—压缩因子图ZnRTPV对于理想气体1Z*TCPPTT必要条件充分条件二、热力学基础及应用1.热力学第一、二定律表述、数学表达式WQU第一类永动机不能实现第二类永动机不能实现TQdS过程可逆过程不可逆2.基本概念体系、环境及体系分类；状态函数及其特点；功与热及热力学能；焓的定义：PVUH)(PVUH一定量理想气体的U、H都仅是温度的函数)(TfH)(TfU恒压摩尔热容、恒容摩尔热容：PmmPTHC,VmmVTUC,理想气体：RCCmVmP,,标准生成热、标准燃烧热与标准反应热关系：),()(TBHTHmfBmr),(TBHmCB)()(22)(gCOgOC石反应)298,()298(KHKHmCmr石)298,()298(2KCOHKHmfmr反应)()(5.0)(222lOHgOgH)298,()298(2KHHKHmCmr)298,,(2KlOHHmf反应的恒压热效应与恒容热效应的关系：RTgKUKHBmrmr)()298()298()()(5.0)(222lOHgOgH如反应RTRTRTgB5.1)15.00()(若反应的0)(RTgB则)298()298(KUKHmrmr熵函数、亥姆霍兹自由能、吉布斯自由能定义及判据：TQdSr0,VUS自发过程可逆过程21TQSr第三定律熵：TSUA)(TSUA恒温、恒容及无其它功，00,,'WVTA自发过程可逆过程TSHG)(TSHG恒温、恒压及无其它功，00,,'WPTG自发过程可逆过程TKrTTQS0偏摩尔量、化学势及化学势判据：mBnPTBZnZc,,,SGAVHUZ,,,,,mBnPTBBGnGc,,,0BB有可能发生过程可逆过程W、Q、U、H、S、A及G的计算：3.基本过程、基本公式理想气体自由膨胀2112lnlnPPnRVVnRS0HUQW21lnVVnRTSTAG理想气体等温可逆过程2112lnlnPPnRTVVnRTQW0HU2112lnlnPPnRVVnRS21lnVVnRTSTAG理想气体等容可逆过程0WTnCdTnCQUmVTTmVV,,21TnCdTnCHmPTTmP,,2112,,ln21TTnCdTTnCSmVTTmVV)(TSUA)(TSHG理想气体等压可逆过程VPPdVWVV21TnCdTnCQHmPTTmPP,,21TnCdTnCUmVTTmV,,2112,,ln21TTnCdTTnCSmPTTmPP)(TSUA)(TSHG理想气体绝热可逆0,0rQSTnCdTnCUWmVTTmV,,211)(2121TTnRPdVWVVTnCdTnCHmPTTmP,,21)(TSUA)(TSHG可逆相变化过程VPPdVWVV21PQHnH相VPHWQUP相相THnS0G)(TSUA4.例题1.298K时，将2mol的N2理想气由0.1MPa恒温可逆压缩到2MPa，试计算此过程的W、Q、U、H、S及G。如果被压缩了的气体做恒温膨胀再回到原来状态，问此过程的W、Q、U、H、S及G又是多少？2.根据下列数据，求乙烯C2H6(g)在298K时的标准摩尔生成热与标准摩尔燃烧热：11,.1560)298(molkJKHmr12,.393)298(molkJKHmr13,.0.286)298(molkJKHmr(1)C2H6(g)+7/2O2(g)==2CO2(g)+3H2O(l)(2)C(石墨)+O2(g)==CO2(g)(3)H2(g)+1/2O2(g)==H2O(l)3.苯在正常沸点353K时摩尔汽化焓为3075kJ·mol1。今将353K、101325kPa下的1mol液态苯在恒温恒压下蒸发为苯蒸气（设为理想气体）。1）求此过程的Q，W，U，H，S，A和G；2）应用有关原理，判断此过程是否为可逆过程。4.气相反应A(g)+B(g)==Y(g)在500℃，100kPa进行，试计算该反应的及过程的Q、W各为多少(气体可视为理想气体)物质)298(KHmr/kJ.mol-1Cp,m/J.K-1.mol-1A(g)－23519.1B(g)524.2Y(g)－24130.0)773(KHmr)773(KUmr解：773298,)()298()773(dTBCKHKHmPBmrmr)298,()298(KBHKHmfBmr1.)235(52241molkJ1.58molkJ1,.)1.192.430()(KJBCmPB1.7.6KJ773298,)()298()773(dTBCKHKHmPBmrmr117732983.2.61.107.658molkJmolkJdTRTgKHKUBmrmr)()773()773(1.2.61)773(molkJKHQmrP113.6.67.10773314.8)111(2.61molkJmolkJQKUWmr)773(11.4.6.)2.616.67(molkJmolkJ或者RTgVPWBe)(11.6427.773314.8)111(molJmolJ三、溶液、相平衡及化学平衡理想溶液、理想稀溶液、独立组分数、自由度数、相律、标准生成吉布斯自由能、标准平衡常数等。▶基本概念：▶概念题辨析(1)克拉佩龙方程式用于纯物质的任何两相平衡。(2)一定温度下的乙醇水溶液，可应用克—克方程计算其饱和蒸气压。(3)任一化学反应的标准平衡常数都只是温度的函数。(4)理想稀溶液中的溶质遵守拉乌尔定律；溶剂遵守亨利定律。(5)相是指系统处于平衡时，系统中物理性质及化学性质都完全相同的均匀部分。(6)依据相律，纯液体在一定温度下，蒸气压应该是定值。(7)范特荷夫等温方程pmrmrJRTTGTGln)()(表示系统标准状态下性质的是,用来判断反应进行方向的是。(8)A(l)与B(l)可形成理想液态混合物，若在一定温度T下，纯A、纯B的饱和蒸气压PA*PB*,则在二组分的蒸气压-组成相图上的气、液两相平衡区，呈平衡的气、液两相的组成必有——————。PB*PA*BAxAyAT(A)yBxB(B)yBxB(C)yB=xB▶基本计算：1.溶液组成及气液相组成、分压、相数量的计算；3.相图分析及相律计算；4.Van’tHoff等温方程、等压方程应用，平衡常数及平衡组成的计算。2.单组分气液两相平衡时平衡温度、压力的计算；求总压为101.325kPa时气、液相浓度各为多少？1.苯和甲苯构成理想液态混合物，已知358K时kPaPkPaP0.40,9.116**甲苯苯2.一定温度A和B构成的理想溶液中A的摩尔分数浓度xA=0.5，求平衡气相的总压和气相中A的摩尔分数浓度。已知该温度下纯A的饱和蒸气压kPaPkPaPBA0.60,115**3.298.15K，反应3222321NHHN1.46.16)15.298(molkJKGmr求①物质的量之比为2:3:1::322NHHNnnn的混合气体在总压力为101325Pa下的压力商PQ,mrG②298.15K时?PK的和并判断反应自发进行的方向？四、电化学电导率、摩尔电导率、离子强度、离子的平均活度及平均活度系数、可逆电池、浓差电池、电池电动势、分解电压等。▶基本概念▶基本计算1、电导、电导率、摩尔电导率等计算；2、电解质的活度、离子的平均活度、平均活度系数、离子强度的计算；3、电池电动势、电极电势及电池反应的armrmrmrKQSHG,,,,的计算；4、会将简单反应设计成原电池等。1.298K时电池:Zn(s)|ZnCl2(b=0.0102mol.kg-1)|AgCl(s)|Ag(s)电动势为E=1.156V（1）写出电极反应和电池反应；（2）计算298K时电池标准电动势Eθ设活度系数为1。2.写出电池Zn(s)|Zn2+(aZn2+=0.9)|Cu2+(aCu2+=0.7)|Cu(s)的电极反应和电池反应。已知25℃时,768.0/2VZnZnVCuCu340.0/2求电池的电动势E和通电2F时的ΔG。五、化学动力学▶基本概念反应速率、基元反应、反应分子数、反应级数等。▶基本计算1.一级反应、二级反应的微分方程、积分方程及其特征，会进行相应计算；2.温度对反应速率的影响—阿累尼斯公式的应用及相关计算。1、某物B的分解反应是一级反应，800K时速率常数k=3.4s-1，求分解掉50%需多长时间？若反应的活化能Ea=60kJ/mol，850K时分解的速率常数是多少？2、基元反应2A→A2的Ea=100kJ.mol-1,560K时，在一个恒容的反应器中充入2kPa纯A，反应的半衰期t1/2=10min，611K时,在同样A的起始压力下使发生上述反应5min，求容器中总压。▶概念题辨析(1)反应速率系数k与反应物的浓度有关(2)基元反应肯定是单分子反应(3)一级反应肯定是单分子反应(4)质量作用定律仅适用于基元反应(5)对二级反应来说，反应物转化同一百分数时，若开始浓度愈低，则所需时间愈短ktxCxA)1(0(6)催化剂只能加快反应速率，而不能改变化学反应的平衡常数。(7)Arrhenius活化能的定义dTkdRTEdefaln2kt2ln2/1(9)反应级数不可能为负值(8)若反应A→Y,对A为一级，则A的半衰期(10)基元反应H+Cl2→HCl+Cl是双分子反应(11)一级反应的特征是a.；b.；c.。(12)若反应A+2B→Y是基元反应，则其反应的速率方程可以写成2BAYckcdtdc六、表面现象▶基本概念表面张力、比表面吉布斯自由能、物理吸附、化学吸附、溶液的表面吸附、正吸附与负吸附、表面活性剂等。▶基本计算1、弯曲表面附加压力的计算；2、会用开尔文公式计算弯曲液面的蒸气压；3、会用吉布斯等温式计算溶液表面吸附量。▶概念题辨析(1)液体表面张力的方向总是与液面垂直。(2)弯曲液面产生的附加压力与表面张力成反比(3)弯曲液面产生的附加压力的方向总是指向曲面的曲率中心。(4)弯曲液面的饱和蒸气压总大于同温下平液面的蒸气压。(5)同温度下，小液滴的饱和蒸气压大于平液面的蒸气压。(6)吉布斯所定义的“表面过剩浓度”只能是正值，不可能是负值。(7)表面活性物质在界面层的浓度大于它在溶液本体的浓度。(8)兰缪尔等温吸附理论只适用于单分子层吸附。(9)化学吸附无选择性。(10)高分散度固体表面吸附气体后，可使固体表面的吉布斯函数降低。(11)今有一球形肥皂泡，半径为r，肥皂水溶液的表面张力为，则肥皂泡内附加压力是rPs2(12)人工降雨是将一定浓度的AgBr水溶液喷洒在积雨云层中，其目的是为降雨提供湿度。(