物理化学考研公式复习
考研必备物理化学核心知识点
第一章气体的pvT关系一、理想气体状态方程pV=(m/M)RT=nRT(1.1)或pVm=p(V/n)=RT(1.2)式中p、V、T及n的单位分别为P a 、m3、K及mol。
Vm=V/n称为气体的摩尔体积,其单位为m3〃mol。
R=8.314510J〃mol-1〃K-1称为摩尔气体常数。
此式适用于理想,近似于地适用于低压下的真实气体。
二、理想气体混合物1.理想气体混合物的状态方程(1.3)pV=nRT=(∑BBn)RTpV=mRT/Mmix(1.4)式中Mmix为混合物的摩尔质量,其可表示为Mmix def ∑BBy M B(1.5)Mmix=m/n=∑BBm/∑BBn(1.6)式中MB为混合物中某一种组分B的摩尔质量。
以上两式既适用于各种混合气体,也适用于液态或固态等均匀相混合系统平均摩尔质量的计算。
2.道尔顿定律pB=nBRT/V=yBp(1.7)P=∑BBp(1.8)理想气体混合物中某一种组分B的分压等于该组分单独存在于混合气体的温度T及总体积V的条件下所具有的压力。
而混合气体的总压即等于各组分单独存在于混合气体的温度、体积条件下产生压力的总和。
以上两式适用于理想气体混合系统,也近似适用于低压混合系统。
3.阿马加定律V B *=nBRT/p=yBV(1.9)V=∑VB*(1.10)VB*表示理想气体混合物中物质B 的分体积,等于纯气体B在混合物的温度及总压条件下所占有的体积。
理想气体混合物的体积具有加和性,在相同温度、压力下,混合后的总体积等于混合前各组分的体积之和。
以上两式适用于理想气体混合系统,也近似适用于低压混合系统。
三、临界参数每种液体都存在有一个特殊的温度,在该温度以上,无论加多大压力,都不可能使气体液化,我们把这个温度称为临界温度,以Tc 或tc表示。
我们将临界温度Tc时的饱和蒸气压称为临界压力,以pc表示。
在临界温度和临界压力下,物质的摩尔体积称为临界摩尔体积,以Vm,c 表示。
物理化学公式大全
物理化学公式集热力学第一定律 功:δW=δW e +δW f(1)膨胀功 δW e =p 外dV 膨胀功为正,压缩功为负。
(2)非膨胀功δW f =xdy非膨胀功为广义力乘以广义位移。
如δW(机械功)=fdL ,δW(电功)=EdQ ,δW (表面功)=rdA 。
热 Q :体系吸热为正,放热为负。
热力学第一定律: △U =Q —W 焓 H =U +pV 理想气体的内能和焓只是温度的单值函数。
热容 C =δQ/dT(1)等压热容:C p =δQ p /dT = (H/T )p (2)等容热容:C v =δQ v /dT = (U/T )v 常温下单原子分子:C v ,m =C v ,m t =3R/2 常温下双原子分子:C v ,m =C v ,m t +C v ,m r =5R/2 等压热容与等容热容之差:(1)任意体系 C p —C v =[p +(U/V )T ](V/T )p (2)理想气体 C p —C v =nR 理想气体绝热可逆过程方程:pV γ=常数 TV γ-1=常数 p 1-γT γ=常数 γ=C p / C v 理想气体绝热功:W =C v (T 1—T 2)=(p 1V 1—p 2V 2) 理想气体多方可逆过程:W =(T 1—T 2) 热机效率:η= 冷冻系数:β=-Q 1/W 可逆制冷机冷冻系数:β= 焦汤系数: μJ -T ==- 实际气体的ΔH 和ΔU: ΔU=+ ΔH=+化学反应的等压热效应与等容热效应的关系:Q p =Q V +ΔnRT 当反应进度 ξ=1mol 时, Δr H m =Δr U m +RT 化学反应热效应与温度的关系: 热力学第二定律 Clausius 不等式:熵函数的定义:dS=δQR/T Boltzman熵定理:S=klnΩHelmbolz自由能定义:F=U—TS Gibbs自由能定义:G=H-TS 热力学基本公式:(1)组成恒定、不作非膨胀功的封闭体系的热力学基本方程:dU=TdS-pdV dH=TdS+VdpdF=-SdT-pdV dG=-SdT+Vdp(2)Maxwell关系:==-(3)热容与T、S、p、V的关系:CV =T Cp=TGibbs自由能与温度的关系:Gibbs-Helmholtz公式=-单组分体系的两相平衡:(1)Clapeyron方程式:=式中x代表vap,fus,sub。
物理化学公式总结
物理化学公式总结物理化学是研究物质变化及其中发生的物理现象的学科,公式是物理化学研究的基础工具之一。
本文将对一些常用的物理化学公式进行总结和解析,帮助读者更好地理解这些公式的实际应用。
1. 状态方程状态方程描述了物质的状态及其性质与条件之间的关系。
其中,最为著名的状态方程是理想气体状态方程:PV = nRT。
它表达了气体的压强(P)、体积(V)、摩尔数(n)与温度(T)之间的关系,其中 R 是气体常数。
2. 阿伏伽德罗定律阿伏伽德罗定律是描述理想气体摩尔浓度与分压之间的关系的公式。
根据阿伏伽德罗定律,理想气体的摩尔浓度与其分压成正比:C = kP,其中 C 是摩尔浓度,P 是分压,k 是比例常数。
3. 物质的摩尔浓度物质的摩尔浓度表示单位体积或单位质量物质中包含的物质的量。
它可以用以下公式表示:C = n/V,其中 C 是摩尔浓度,n 是物质的摩尔数,V 是溶液的体积。
4. 热力学公式热力学是研究能量转化和能量变化规律的学科。
热力学公式中最为著名的是热力学第一定律:ΔU = q + w,其中ΔU 是系统内能的变化量,q 是系统吸热量,w 是系统对外做功。
5. 熵的变化熵是描述系统混乱程度的物理量,它可以用来分析物质在化学反应中的状态变化。
熵的变化可以用以下公式表示:ΔS = ΔS_prod - ΔS_react,其中ΔS 是熵的变化量,ΔS_prod 是生成物的总熵变,ΔS_react 是反应物的总熵变。
6. 酸碱中和反应酸碱中和反应是常见的化学反应类型之一。
在酸碱中和反应中,酸和碱反应生成盐和水。
一些重要的酸碱中和反应公式包括酸的离解方程式(例如 HCl -> H+ + Cl-)和碱的离解方程式(例如NaOH -> Na+ + OH-)。
7. 溶解度平衡常数溶解度平衡常数是描述溶液中溶质的溶解程度的物理化学参数。
对于一般的溶液,溶解度平衡常数可以用以下公式表示:Ksp =[A+]^m[B-]^n,其中 Ksp 是溶解度平衡常数,[A+] 是阳离子的浓度,[B-] 是阴离子的浓度,m 和 n 是阳离子和阴离子在化学方程式中的系数。
物理化学考研复习要点总结
恒容过程ΔU1=CV,mdT 两者终态的温度相同
恒压过程 ΔU2=ΔU1+ΔU3 ∴ ΔU3=0 ∴ ΔU2=ΔU1=CV,mdp
即 1mol理想气体不论什么过程,只要变到相同温度的终态其ΔU 总是等于CV,mdT
16.“稳定单值的焓值等于零”;“化合物摩尔生成热就是 1mol 该物质所具有的焓值”
对吗?为什么?
答:不对。稳定单质的焓值并不等于零。但可以说标准状态下稳定单质的规定焓值等
于零,人为规定标准状态下,稳定单质的生成焓,即规定焓为0。化合物的摩尔生
成热不是 1mol 物质所具有的焓的绝对值,而是相对于生成它的稳定单质的焓的相
对值。即是以标准状态下稳定单质生成热为零作基线,得出的相对值。
17. 证明由键焓计算反应的 ΔHm 的公式是:ΔrHm=(-∑nii)(反应物-产物)
答:化合物的Δf?H=∑ni(ΔH原子)-(∑njj)
而反应热效应 Δr?Hm=∑νB(ΔHm,f)B=∑νB[∑ni(ΔH原子)-∑(njj)]B
在无摩擦等消耗效应存在的情况下,经过由一系列无限接近平衡状态,又回到A态的
循环过程才是可逆循环过程。总之可逆过程与循环过程是两个完全不同的概念。
20. 气体同一初态(p1,V1)出发分别经等温可逆压缩与绝热可逆压缩,至终态,终态体
积都是V2,哪一个过程所作压缩功大些?为什么?
吸热。但在有非体积功,或者非等压条件下,ΔHm≠Qp ,ΔHm>0,Qp可以小于0,
等于0,不一定吸热。例如,绝热容器中H2与O2 燃烧,ΔHm>0,但Q=0,
不吸热。
19. “可逆过程一定是循还过程,循还过程一定是可逆过程”这种说法对吗? 为什么?
物理化学,考试重点,公式大全
Kp=(pG .pH )/(pA .pB )。K f=KpKy(p )
Θ
g
h
a
Hale Waihona Puke bΘΘ -ΣvB
。Kx=KpP
-ΣvB
。Kp=Kc(RT)
Θ g
ΣvB
K c= K p(c RT/p )
Θ h Θ a
Θ
Θ
Θ
Θ
-ΣvB
反 应 等 温 式 μ=μΘ ( T ) +RTln(p’g/p ), 上 边 △GTp 的 式 子 令 Qp=(pG/p ) (pH/p ) /(pA/p ) (pB/p ) 。 △GTp=-RTlnK p+RTlnQp,=Qp 平衡,>Qp 自发 (平衡常数计算)△rGm =-RTlnK p=产物-反应物=△rH m-T△rS m(吉布斯焓变近似 计算)=-zFE 反应有利温度 T=△rH m298/△rS m298 . △rGm 是+-关系 K 是乘除关系 吉—赫公式(∂△rG m/∂T)p=(△rG m-△rH m)/T。 范特霍夫等压式(∂lnK p/∂T)p=△rH m/RT
a b
零级 r=k;反应速率与反应物初始浓度无关 x=k0t,t1/2=a/2k0 一 级 r=k ( a-x ) ; ln(a/(a-x))=k1t ; ln(1/1-y)=k1t,y 反 应 速 率 or 反 应 掉 的 =x/a ; a-x=ae^(-k1t) ; t1/2=ln2/k1=0.6932/k1 二级 r=k(a-x)^2; 1/(a-x)-1/a=k2t , t1/2=1/k2a(a 初始浓度或者是气相中 p) 初始浓度不同 1/(a-b).ln(b(a-x)/a(b-x))=k2t n 级 1/(n-1).[1/(a-x) -1/a ]=kt ;t1/2=(2 -1)/(n-1)Ka^(n-1) 级别 n=1+[lg(t’1/2/t”1/2)/lg(a”/a’)] 气相 ap0”/p0’ 。动力学算:-(dp/dt)=kp(pA)^a.(pB)^b 范特霍夫近似规则 KT+10/kT=2~4。k1t1=k2t2 ,lnt1/t2=lnk1/k2=Ea/R(1/T1-1/T2); 阿累尼乌斯 K (反应速率) =Ae^(-Ea/RT)(T,K,r 一起增减)lnk=-Ea/RT+lnA。 A 指前因子表碰撞频率, Ea 活化能 Ea △rHΘm),ln(k2/k1)=Ea/R(1/T1-1/T2);
物理化学公式考研必备
南京大学第五版物理化学公式集锦一.热力学第一定律功:δW =δW e +δW f(1)膨胀功 δW e =p 外dV 膨胀功为正,压缩功为负。
(2)非膨胀功δW f =xdy非膨胀功为广义力乘以广义位移。
如δW (机械功)=fdL ,δW (电功)=EdQ ,δW (表面功)=rdA 。
热 Q :体系吸热为正,放热为负。
热力学第一定律: △U =Q —W 焓 H =U +pV 理想气体的内能和焓只是温度的单值函数。
热容 C =δQ/dT(1)等压热容:C p =δQ p /dT = (∂H/∂T )p (2)等容热容:C v =δQ v /dT = (∂U/∂T )v 常温下单原子分子:C v ,m =C v ,m t =3R/2常温下双原子分子:C v ,m =C v ,m t +C v ,m r =5R/2 等压热容与等容热容之差:(1)任意体系 C p —C v =[p +(∂U/∂V )T ](∂V/∂T )p (2)理想气体 C p —C v =nR 理想气体绝热可逆过程方程:pV γ=常数 TV γ-1=常数 p 1-γT γ=常数 γ=C p / C v 理想气体绝热功:W =C v (T 1—T 2)=11-γ(p 1V 1—p 2V 2) 理想气体多方可逆过程:W =1nR-δ(T 1—T 2) 热机效率:η=212T T T - 冷冻系数:β=-Q 1/W 可逆制冷机冷冻系数:β=121T T T -焦汤系数: μJ -T =Hp T ⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=-()p T C p H ∂∂ 实际气体的ΔH 和ΔU :ΔU =dT T U V ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+dV V U T ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ ΔH =dT T H P ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂+dp p H T⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ 化学反应的等压热效应与等容热效应的关系:Q p =Q V +ΔnRT 当反应进度 ξ=1mol 时, Δr H m =Δr U m +∑BB γRT化学反应热效应与温度的关系:()()()dT B C T H T H 21T T m p B1m r 2m r ⎰∑∆∆,+=γ二.热力学第二定律Clausius 不等式:0TQS BA B A ≥∆∑→δ—熵函数的定义:dS =δQ R /T Boltzman 熵定理:S =kln Ω Helmbolz 自由能定义:F =U —TS Gibbs 自由能定义:G =H -TS 热力学基本公式:(1)组成恒定、不作非膨胀功的封闭体系的热力学基本方程:dU =TdS -pdV dH =TdS +Vdp dF =-SdT -pdV dG =-SdT +Vdp (2)Maxwell 关系:T V S ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=V T p ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ Tp S ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=-p T V ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ (3)热容与T 、S 、p 、V 的关系:C V =T VT S ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂ C p =T p T S ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂Gibbs 自由能与温度的关系:Gibbs -Helmholtz 公式 ()pT /G ⎥⎦⎤⎢⎣⎡∂∆∂T =-2T H ∆ 单组分体系的两相平衡: (1)Clapeyron 方程式:dT dp=mX m X V T H ∆∆ 式中x 代表vap ,fus ,sub 。
物理化学公式总结
物理化学公式总结物理化学是研究物质的结构、性质和变化的科学,它使用数学和物理的原理来解释化学现象。
在物理化学的研究过程中,涉及到许多重要的公式,这些公式是揭示物质性质和相互作用规律的基础。
下面我将为大家总结一些物理化学中常见的公式。
1. 热力学公式热力学公式描述了物质在热平衡状态下的性质和能量转化规律。
其中最基本的公式是热力学第一定律(能量守恒定律):∆U = q + w其中,∆U表示系统内能的变化,q表示传递给系统的热量,w 表示系统对外界做的功。
2. 热力学第二定律热力学第二定律描述了能量的定向流动规律。
其中最著名的公式是卡诺热机效率公式:η = 1 - Tc/Th其中,η表示卡诺热机的效率,Tc表示冷热源的温度,Th表示热源的温度。
3. 热力学公式一般表达式根据热力学第一定律,可以推导出一般的热力学公式:dU = TdS - PdV其中,dU表示系统内能的微小变化,T表示温度,dS表示系统的熵变化,P表示压力,dV表示体积的微小变化。
4. 热力学常用关系根据热力学公式一般表达式,可以得到一些重要的热力学关系:Gibbs自由能(G)与焓(H)的关系:G = H - TS其中,G表示Gibbs自由能,H表示焓,T表示温度,S表示熵。
5. 气体状态方程气体状态方程描述了理想气体和实际气体之间的关系。
最常见的气体状态方程是理想气体状态方程:PV = nRT其中,P表示压力,V表示体积,n表示气体的摩尔数,R表示气体常数,T表示温度。
6. 麦克斯韦速率分布定律麦克斯韦速率分布定律描述了气体分子速度的分布规律。
根据麦克斯韦速率分布定律,可以得到气体分子的平均动能(等于温度的能量):KE = (3/2) kT其中,KE表示气体分子的平均动能,k表示玻尔兹曼常数,T表示温度。
7. 热容公式热容公式描述了物质温度变化时的热量和温度之间的关系。
最常用的热容公式是:C = q/∆T其中,C表示热容,q表示吸收或释放的热量,∆T表示温度变化。
物理化学公式集合
物理化学公式集合物理化学公式集合kent第一章热力学第一定律一、基本概念系统与环境,状态与状态函数,广度性质与强度性质,过程与途径,热与功,内能与焓。
二、基本定律热力学第一定律:ΔU =Q +W 。
焦耳实验:ΔU =f (T ) ; ΔH =f (T )三、基本关系式1、体积功的计算δW = -p e d V恒外压过程:W = -p e ΔV可逆过程: W =nRT { EMBED Equation.3 |1221ln ln p p nRT V V2、热效应、焓等容热:Q V =ΔU (封闭系统不作其他功)等压热:Q p =ΔH (封闭系统不作其他功)焓的定义:H =U +pV ;d H=d U+d(pV)焓与温度的关系:ΔH=3、等压热容与等容热容热容定义:;定压热容与定容热容的关系:热容与温度的关系:C p=a+bT+c’T2四、第一定律的应用1、理想气体状态变化等温过程:ΔU=0 ; ΔH=0 ; W=-Q=p e d V等容过程:W=0 ; Q=ΔU= ; ΔH=等压过程:W=-p eΔV ; Q=ΔH= ; ΔU=可逆绝热过程:Q=0 ; 利用p1V1γ=p2V2γ求出T2,W=ΔU=;ΔH=不可逆绝热过程:Q=0 ;利用C V(T2-T1)=-p e(V2-V1)求出T2,W=ΔU=;ΔH=2、相变化可逆相变化:ΔH=Q=nΔ_H;W=-p(V2-V1)=-pV g=-nRT; ΔU=Q+W3、热化学物质的标准态;热化学方程式;盖斯定律;标准摩尔生成焓。
摩尔反应热的求算:反应热与温度的关系—基尔霍夫定律:。
第二章热力学第二定律一、基本概念自发过程与非自发过程二、热力学第二定律1、热力学第二定律的经典表述克劳修斯,开尔文,奥斯瓦尔德。
实质:热功转换的不可逆性。
2、热力学第二定律的数学表达式(克劳修斯不等式)“=”可逆;“>”不可逆三、熵1、熵的导出:卡若循环与卡诺定理2、熵的定义:3、熵的物理意义:系统混乱度的量度。
物理化学公式大全
物理化学公式大全物理化学是研究物质的物理性质和化学性质之间的关系的学科。
以下是一些在物理化学中常用的公式:1.热力学方程:-理想气体状态方程:PV=nRT其中P为气体压强,V为气体体积,n为气体摩尔数,R为气体常数,T为气体温度。
-内能变化公式:ΔU=q+w其中ΔU为系统内能变化,q为系统吸取或放出的热量,w为系统对外界做的功。
-能量守恒定律:ΔE=q+w其中ΔE为系统总能量变化,q为系统吸取或放出的热量,w为系统对外界做的功。
2.动力学方程:-反应速率公式:r=k[A]^m[B]^n其中r为反应速率,k为反应速率常数,[A]和[B]分别为反应物A和B的浓度,m和n为反应物的反应级数。
- Arrhenius 公式:k = A * e^(-Ea/RT)其中 k 为反应速率常数,A 为 Arrhenius 常数,Ea 为活化能,R为气体常数,T 为反应温度。
3.量子力学方程:- 波函数公式:Ψ = Σcnφn其中Ψ 为波函数,cn 为系数,φn 为基态波函数。
- Schroedinger 方程:HΨ = EΨ其中H为哈密顿算符,Ψ为波函数,E为能量。
4.热力学方程:- 熵变公式:ΔS = q_rev / T其中ΔS 为系统熵变,q_rev 为可逆过程吸放热量,T 为温度。
- Gibbs 自由能公式:ΔG = ΔH - TΔS其中ΔG 为 Gibbs 自由能变化,ΔH 为焓变化,ΔS 为熵变化,T 为温度。
5.电化学方程:- Nerst 方程:E = E° - (RT / nF) * ln(Q)其中E为电池电势,E°为标准电势,R为气体常数,T为温度,n为电子数,F为法拉第常数,Q为电化学反应的反应物浓度比。
- Faraday 定律:nF = Q其中n为电子数,F为法拉第常数,Q为电荷数。
以上公式只是物理化学中的一小部分,这里列举的是一些常见的、基本的公式,实际上物理化学领域有非常多的公式和方程可供使用。
物理化学公式大全
物理化学公式集热力学第一定律功:δW=δW e+δW f(1)膨胀功δW e=p外dV 膨胀功为正,压缩功为负。
(2)非膨胀功δW f=xdy非膨胀功为广义力乘以广义位移。
如δW(机械功)=fdL,δW(电功)=EdQ,δW(表面功)=rdA。
热 Q:体系吸热为正,放热为负。
热力学第一定律:△U=Q—W 焓 H=U+pV理想气体的内能和焓只是温度的单值函数。
热容 C=δQ/dT(1)等压热容:C p=δQ p/dT=(∂H/∂T)p(2)等容热容:C v=δQ v/dT=(∂U/∂T)v常温下单原子分子:C v,m=C v,m t=3R/2常温下双原子分子:C v,m=C v,m t+C v,m r=5R/2等压热容与等容热容之差:(1)任意体系 C p—C v=[p+(∂U/∂V)T](∂V/∂T)p(2)理想气体 C p—C v=nR理想气体绝热可逆过程方程:pVγ=常数 TVγ-1=常数 p1-γTγ=常数γ=C p/ C v理想气体绝热功:W=C v(T1—T2)=(p1V1—p2V2)理想气体多方可逆过程:W=(T1—T2)热机效率:η=冷冻系数:β=-Q1/W可逆制冷机冷冻系数:β=焦汤系数:μJ-T==-实际气体的ΔH和ΔU:ΔU=+ΔH=+化学反应的等压热效应与等容热效应的关系:Q p=Q V+ΔnRT当反应进度ξ=1mol时,Δr H m=Δr U m+RT化学反应热效应与温度的关系:热力学第二定律Clausius不等式:熵函数的定义:dS=δQ R/T Boltzman熵定理:S=klnΩHelmbolz自由能定义:F=U—TS Gibbs自由能定义:G=H-TS热力学基本公式:(1)组成恒定、不作非膨胀功的封闭体系的热力学基本方程:dU=TdS-pdV dH=TdS+VdpdF=-SdT-pdV dG=-SdT+Vdp(2)Maxwell关系:==-(3)热容与T、S、p、V的关系:C V=T C p=TGibbs自由能与温度的关系:Gibbs-Helmholtz公式=-单组分体系的两相平衡:(1)Clapeyron方程式:=式中x代表vap,fus,sub。
四川省考研化学复习资料物理化学重要公式总结
四川省考研化学复习资料物理化学重要公式总结物理化学是研究物质与能量之间相互转化关系的科学,是化学学科的重要分支之一。
在考研化学的学习中,掌握一些重要的物理化学公式非常重要。
本文将对四川省考研化学复习中的物理化学重要公式进行总结。
1. 摩尔定律(Avogadro's law):V1/n1 = V2/n2其中V代表容积,n代表摩尔数。
2. 理想气体状态方程(The ideal gas equation):PV = nRT其中P代表压力,V代表容积,n代表物质的摩尔数,R为气体常数,T代表温度。
3. 范德华方程(The van der Waals equation):(P + a(n/V)^2)(V - nb) = nRT其中P代表压力,V代表容积,n代表物质的摩尔数,R为气体常数,T代表温度,a和b为范德华系数。
4. 阿伏伽德罗数(Avogadro's number):Na = 6.022 × 10^23 mol^-1表示1摩尔物质中包含的粒子数。
5. 速度与动能(Velocity and kinetic energy):v = (3RT/M)^0.5其中v代表气体分子的速度,R为气体常数,T代表温度,M代表气体的摩尔质量。
动能K = (1/2)Mv^26. 平均自由程(Mean free path):λ = (1/√2πd^2n)其中λ代表平均自由程,d代表分子的直径,n代表气体分子的浓度。
7. 分子扩散速率(Molecular diffusion rate):r = D/d其中r代表分子扩散速率,D代表扩散系数,d代表分子的直径。
8. 焓变(Enthalpy change):ΔH = H2 - H1其中ΔH代表焓变,H代表焓。
9. 熵变(Entropy change):ΔS = S2 - S1其中ΔS代表熵变,S代表熵。
10. 自由能变(Gibbs free energy change):ΔG = ΔH - TΔS其中ΔG代表自由能变,ΔH代表焓变,T代表温度,ΔS代表熵变。
华南理工大学物理化学考研复习要览(48学时)
物理化学复习要览(48学时)试题结构:一选择题(10题20分)二计算题(6题60分)三简答题(5题20分)第二章热力学第一定律一、重要概念系统与环境,隔离系统,封闭系统,(敞开系统),广延量(加和性:V,U,H,S,A,G),强度量(摩尔量,T,p),功,热,内能,焓,热容,状态与状态函数,平衡态,过程函数(Q,W),可逆过程,节流过程,真空膨胀过程,标准态,标准反应焓,标准生成焓,标准燃烧焓二、重要公式与定义式1. 体积功:δW= -p外dV2. 热力学第一定律:∆U = Q+W,d U =δQ +δW3.焓的定义:H=U + pV4.热容:定容摩尔热容C V,m = δQ V /dT = (∂U m/∂T )V定压摩尔热容C p,m = δQ p /dT = (∂H m/∂T )P理想气体:C p,m- C V,m=R5. 标准摩尔反应焓:由标准生成焓∆f H Bθ (T)或标准燃烧焓∆c H Bθ(T)计算∆r H mθ = ∑v B∆f H Bθ (T) = -∑v B∆c H Bθ (T)6. 基希霍夫公式(适用于相变和化学反应过程)∆r H mθ(T2)= ∆r H mθ(T1)+⎰21TT∆r C p,m d T7. 恒压摩尔反应热与恒容摩尔反应热的关系式Q p-Q V = ∆r H m(T) -∆r U m(T) =∑v B(g)RT8. 理想气体的可逆绝热过程方程:p1V1γ= p2V2γ,p1V1/T1 = p2V2/T2,γ=C p,m/C V,m三、各种过程Q 、W 、∆ U 、∆ H 的计算1.解题时可能要用到的内容(1) 对于气体,题目没有特别声明,一般可认为是理想气体,如N 2,O 2,H 2等。
恒温过程d T =0, ∆ U =∆ H =0, Q =W非恒温过程,∆ U = n C V ,m ∆ T , ∆ H = n C p ,m ∆ T(2) 对于凝聚相,状态函数通常近似认为只与温度有关,而与压力或体积无关,即∆ U ≈∆ H = n C p ,m ∆ T2. 恒压过程:p 外=p =常数,无其他功W '=0(1) W = -p 外(V 2-V 1), ∆ H = Q p =⎰21T T n C p ,m d T , ∆ U =∆ H -∆(pV ),Q =∆ U -W(2) 真空膨胀过程p 外=0,W =0,Q =∆ U理想气体(Joule 实验结果):d T =0,W =0,Q =∆ U =0,∆ H =0(3) 恒外压过程:例1: 1mol 理想气体于27℃ 、101325Pa 状态下受某恒定外压恒温压缩到平衡,再由该状态恒容升温到97 ℃ ,则压力升到1013.25kPa 。
物理化学公式
物理化学公式物理化学公式是物理学和化学的交叉学科的重要组成部分,被广泛应用于科学和工程领域。
这些公式描述了物质和能量之间的关系,提供了揭示自然界行为的数学工具。
在本文中,将介绍一些物理化学领域的常见公式。
物理化学学科涉及的公式众多且复杂,其中一些是由著名科学家在长期的研究和实验基础上总结出来的。
以下是一些物理化学中常见的公式:1. 理想气体状态方程:PV = nRT其中,P是气体的压强,V是体积,n是摩尔数,R是气体常数,T 是温度。
该公式描述了理想气体在不同温度和压力下的状态。
2. 质量守恒定律:m₁ + m₂ = m₃这是化学反应中最基本的公式,表示反应前后物质的质量守恒。
3. 热力学第一定律(能量守恒定律):ΔU = q + w其中,ΔU表示系统内能的变化,q表示系统吸收的热量,w表示系统对外做功。
这个公式表明了能量在物理化学过程中的守恒。
4. 阿伏伽德罗常数(用于描述分子和原子间的关系):Nₐ = 6.0221 × 10²³ mol⁻¹它表示在摩尔中包含的粒子数目,由此可推导出物质的摩尔质量。
5. 波尔原子模型公式:E = -2.178 × 10⁻¹⁸ (Z²/n²) J其中,E表示氢原子的能量,Z表示核电荷数,n表示电子的主量子数。
这个公式用于描述氢原子的能级和能量。
6. 平均气体动能公式:KE = (3/2) kT其中,KE表示气体分子的平均动能,k是玻尔兹曼常量,T是温度。
这个公式表明了温度和气体分子动能之间的关系。
7. 化学反应速率公式:v = k[A]ⁿ[B]ᵐ这是描述化学反应速率的公式,v表示反应速率,k是速率常数,[A]和[B]分别表示反应物A和B的浓度,ⁿ和ᵐ是反应物在反应速率中的指数。
8. Nernst方程:E = E° - (RT/nF) ln(Q)该方程描述了电池电势的计算,E表示电池的电势,E°是标准电势,R是气体常数,T是温度,n是电子转移数,F是法拉第常数,Q是反应物浓度的比值。
物理化学公式大全
物理化学公式集热力学第一定律功:δW=δW e+δW f(1)膨胀功δW e=p外dV 膨胀功为正,压缩功为负。
(2)非膨胀功δW f=xdy非膨胀功为广义力乘以广义位移。
如δW(机械功)=fdL,δW(电功)=EdQ,δW(表面功)=rdA。
热Q:体系吸热为正,放热为负。
热力学第一定律:△U=Q—W 焓H=U+pV理想气体的内能和焓只是温度的单值函数。
热容C=δQ/dT(1)等压热容:C p=δQ p/dT=(∂H/∂T)p(2)等容热容:C v=δQ v/dT=(∂U/∂T)v常温下单原子分子:C v,m=C v,m t=3R/2常温下双原子分子:C v,m=C v,m t+C v,m r=5R/2等压热容与等容热容之差:(1)任意体系C p—C v=[p+(∂U/∂V)T](∂V/∂T)p(2)理想气体C p—C v=nR理想气体绝热可逆过程方程:pVγ=常数TVγ-1=常数p1-γTγ=常数γ=C p/ C v理想气体绝热功:W=C v(T1—T2)=(p1V1—p2V2)理想气体多方可逆过程:W=(T1—T2)热机效率:η=冷冻系数:β=-Q1/W可逆制冷机冷冻系数:β=焦汤系数:μJ-T==-实际气体的ΔH和ΔU:ΔU=+ΔH=+化学反应的等压热效应与等容热效应的关系:Q p=Q V+ΔnRT当反应进度ξ=1mol时,Δr H m=Δr U m+RT化学反应热效应与温度的关系:热力学第二定律Clausius不等式:熵函数的定义:dS=δQ R/T Boltzman熵定理:S=klnΩHelmbolz自由能定义:F=U—TS Gibbs自由能定义:G=H-TS热力学基本公式:(1)组成恒定、不作非膨胀功的封闭体系的热力学基本方程:dU=TdS-pdV dH=TdS+VdpdF=-SdT-pdV dG=-SdT+Vdp(2)Maxwell关系:==-(3)热容与T、S、p、V的关系:C V=T C p=TGibbs自由能与温度的关系:Gibbs-Helmholtz公式=-单组分体系的两相平衡:(1)Clapeyron方程式:=式中x代表vap,fus,sub。
物理化学公式大全
物理化学公式大全物理化学是研究物质及其性质与能量变化之间关系的学科。
在物理化学的学习与研究过程中,掌握一些重要的公式是十分关键的。
下面是物理化学公式的大全,帮助你更好地理解和运用这些公式。
1. 热力学公式1.1 热力学第一定律dU = dq + dw其中,dU表示系统内能的变化,dq表示系统吸收的热量,dw表示系统对外界所做的功。
1.2 热力学第二定律(卡诺循环)η = 1 - Tc / Th其中,η表示卡诺循环的热效率,Tc表示循环过程中的低温热源温度,Th表示循环过程中的高温热源温度。
1.3 熵变ΔS = ∫dq / T其中,ΔS表示熵变,dq表示吸收的热量,T表示温度。
2. 电化学公式2.1 奥姆定律I = U / R其中,I表示电流强度,U表示电压,R表示电阻。
2.2 法拉第定律I = nFv其中,I表示电流强度,n表示电离物质的摩尔数,F表示法拉第常数,v表示电离的速率。
2.3 电解质溶液中浓度的关系c = n / V其中,c表示溶液的浓度,n表示溶质的物质的量,V表示溶液的体积。
3. 量子化学公式3.1 玻尔模型电子能级En = - 13.6 / n²其中,En表示第n个电子能级的能量。
3.2 库仑势能E = - (Z × e²) / (4πε₀r)其中,E表示两个带电粒子之间的库仑势能,Z表示电荷的量子数,e表示元电荷,ε₀表示真空介电常数,r表示两个带电粒子的距离。
4. 动力学公式4.1 反应速率常数k = A × e^(-Ea / RT)其中,k表示反应速率常数,A表示指前因子,Ea表示活化能,R 表示气体常数,T表示温度。
4.2 阿伦尼乌斯方程k = Z × f(ΔE)其中,k表示反应速率常数,Z表示碰撞频率,f(ΔE)表示碰撞激活因子,ΔE表示碰撞能量。
5. 其他公式5.1 时间-位移关系x = v₀t + 1/2at²其中,x表示位移,v₀表示初始速度,t表示时间,a表示加速度。
物理化学公式汇总
物理化学公式汇总物理化学是一门运用物理学的原理和方法来研究化学现象和规律的学科,其中涉及众多的公式。
这些公式是理解和解决物理化学问题的重要工具。
下面为大家汇总一些常见且重要的物理化学公式。
首先是热力学方面的公式。
热力学第一定律:ΔU = Q + W 。
其中,ΔU 表示系统内能的变化,Q 表示系统吸收的热量,W 表示系统对外做功。
这个公式揭示了能量的守恒与转化关系。
热力学第二定律有多种表述方式,其中克劳修斯表述为:热量不能自发地从低温物体传到高温物体。
开尔文表述为:不可能从单一热源吸取热量使之完全变为有用功而不产生其他影响。
熵增原理的数学表达式为:ΔS ≥ 0 ,其中ΔS 表示熵的变化。
熵是系统混乱度的度量。
理想气体状态方程:pV = nRT 。
p 是压强,V 是体积,n 是物质的量,R 是理想气体常数,T 是温度。
这个公式在研究气体的性质和行为时经常用到。
热力学能的定义式:U = U(T, V) 。
表明热力学能是温度和体积的函数。
接着是热力学函数的相关公式。
焓的定义式:H = U + pV 。
吉布斯自由能的定义式:G = H TS 。
在恒温恒压条件下,ΔG ≤ 0 时反应自发进行。
亥姆霍兹自由能的定义式:A = U TS 。
在恒温恒容条件下,ΔA ≤ 0 时过程自发进行。
然后是化学平衡方面的公式。
标准平衡常数表达式:Kθ =Π(piθ)^νi 。
其中piθ 是平衡时各物质的分压,νi 是化学计量数。
范特霍夫等温方程:ΔG =ΔGθ + RTlnQ 。
Q 是反应商,通过比较ΔG 的正负可以判断反应进行的方向。
再来看电化学方面的公式。
法拉第定律:Q = nZF 。
Q 表示通过电极的电量,n 是电极反应中转移的电子数,Z 是离子的电荷数,F 是法拉第常数。
能斯特方程:E =Eθ (RT / nF)lnQ 。
用于计算非标准状态下的电极电势。
最后是动力学方面的公式。
质量作用定律:对于基元反应 aA +bB → cC + dD ,反应速率 v = kA^aB^b 。
江苏省考研化学复习资料物理化学重要公式推导
江苏省考研化学复习资料物理化学重要公式推导江苏省考研化学复习资料:物理化学重要公式推导一、热力学与热化学公式推导1. 热力学第一定律:物质的内能变化等于对外界做的工作和吸收的热量之和。
ΔU = q + w2. 焓的变化:焓是热力学函数,用H表示,描述了在常压下系统的热力学性质。
ΔH = ΔU + PΔV3. 确定物质摩尔焓变与反应焓变的关系:摩尔焓变是单位物质的焓变,单位是J/mol。
ΔH = ΔU + PΔV = nCpΔT4. 熵的变化:熵是刻画系统混乱程度的物理量,ΔS代表熵变。
ΔS = q/T5. 熵变与焓变的关系:根据吉布斯-Helmholtz方程,ΔG = ΔH - TΔS6. 焓与内能的关系:焓的定义是 H = U + PV,所以有以下推导,dH = dU + PdV + VdP当P不变时,dP = 0,所以以上式子简化为dH = dU + VdP7. 阿伦尼乌斯等温过程的推导:阿伦尼乌斯等温压缩或膨胀过程的推导公式如下,W = -nRTln(V2/V1)ΔS = nRln(V2/V1)8. 标准生成焓和标准生成自由能:在标准状态下,标准生成焓和标准生成自由能的推导如下,ΔH° = ΣνΔH°f(产物) - ΣνΔH°f(反应物)ΔG° = ΣνΔG°f(产物) - ΣνΔG°f(反应物)二、量子力学公式推导1. 波粒二象性:物质既可以表现出波动性也可以表现出粒子性。
2. 德布罗意假说:与物质粒子关联的波的波长和动量之间存在关系。
λ = h/p3. 斯特恩-盖拉赫实验:证明了自旋的存在,自旋是电子的内禀角动量。
4. 不确定性原理:海森堡提出的原理,它阐明了物质的粒子性和波动性之间的相互制约。
ΔxΔp ≥ h/4πΔEΔt ≥ h/4π5. 可见光与电磁辐射频率的关系:光波频率与能量存在直接的关系。
E = hν6. 玻尔模型:描述了氢原子的能级结构。
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第一章 气体的pVT 关系 主要公式及使用条件1. 理想气体状态方程式nRT RT M m pV ==)/(或 RT n V p pV ==)/(m式中p ,V ,T 及n 单位分别为Pa ,m 3,K 及mol 。
m /V V n =称为气体的摩尔体积,其单位为m 3 · mol -1。
R =8.314510 J · mol -1 · K -1,称为摩尔气体常数。
此式适用于理想气体,近似地适用于低压的真实气体。
2. 气体混合物 (1) 组成摩尔分数 y B (或x B ) = ∑AA B /n n体积分数 /y B m,B B *=V ϕ∑*AVy Am ,A式中∑A A n 为混合气体总的物质的量。
Am,*V表示在一定T ,p 下纯气体A 的摩尔体积。
∑*AA m ,A V y 为在一定T ,p 下混合之前各纯组分体积的总和。
(2) 摩尔质量∑∑∑===BBBB B BB mix //n M n m M y M式中 ∑=BB m m 为混合气体的总质量,∑=BB n n 为混合气体总的物质的量。
上述各式适用于任意的气体混合物。
(3)V V p p n n y ///B B B B *=== 式中p B 为气体B ,在混合的T ,V 条件下,单独存在时所产生的压力,称为B 的分压力。
*B V 为B 气体在混合气体的T ,p 下,单独存在时所占的体积。
3. 道尔顿定律p B = y B p ,∑=BB p p上式适用于任意气体。
对于理想气体V RT n p /B B =4. 阿马加分体积定律V RT n V /B B =*此式只适用于理想气体。
5. 范德华方程RT b V V a p =-+))(/(m 2mnRT nb V V an p =-+))(/(22式中a 的单位为Pa · m 6 · mol -2,b 的单位为m 3 · mol -1,a 和b 皆为只与气体的种类有关的常数,称为范德华常数。
此式适用于最高压力为几个MPa 的中压范围内实际气体p ,V ,T ,n 的相互计算。
6. 维里方程......)///1(3m 2m m m ++++=V D V C V B RT pV及 ......)1(3'2''m ++++=p D p C p B RT pV上式中的B ,C ,D,…..及B’,C’,D’….分别称为第二、第三、第四…维里系数,它们皆是与气体种类、温度有关的物理量。
适用的最高压力为1MPa 至2MPa ,高压下仍不能使用。
7. 压缩因子的定义)/()/(m RT pV nRT pV Z ==Z 的量纲为一。
压缩因子图可用于查找在任意条件下实际气体的压缩因子。
但计算结果常产生较大的误差,只适用于近似计算。
第二章 热力学第一定律 主要公式及使用条件1. 热力学第一定律的数学表示式W Q U +=∆或 'amb δδδd δdU Q W Q p V W =+=-+规定系统吸热为正,放热为负。
系统得功为正,对环境作功为负。
式中 p amb 为环境的压力,W ’为非体积功。
上式适用于封闭体系的一切过程。
2. 焓的定义式pVU H +=3. 焓变(1) )(pV U H ∆+∆=∆式中)(pV ∆为pV 乘积的增量,只有在恒压下)()(12V V p pV -=∆在数值上等于体积功。
(2) 2,m 1d p H nC T ∆=⎰此式适用于理想气体单纯pVT 变化的一切过程,或真实气体的恒压变温过程,或纯的液体、固体物质压力变化不大的变温过程。
4. 热力学能(又称内能)变 此式适用于理想气体单纯pVT 变化的一切过程。
5. 恒容热和恒压热V Q U =∆ (d 0,'0)V W == p Q H =∆ (d 0,'0)p W ==6. 热容的定义式 (1)定压热容和定容热容δ/d (/)p p p C Q T H T ==∂∂δ/d (/)V V V C Q T U T ==∂∂(2)摩尔定压热容和摩尔定容热容,m m /(/)p p p C C n H T ==∂∂ ,m m /(/)V V V C C n U T ==∂∂上式分别适用于无相变变化、无化学变化、非体积功为零的恒压和恒容过程。
(3)质量定压热容(比定压热容)式中m 和M 分别为物质的质量和摩尔质量。
(4) ,m ,m p V C C R -= 此式只适用于理想气体。
(5)摩尔定压热容与温度的关系 23,m p C a bT cT dT =+++ 式中a , b , c 及d 对指定气体皆为常数。
(6)平均摩尔定压热容,m//p p p c C m CM==2,m 1d V U nC T∆=⎰21,m ,m 21d /()Tp p T C T T T C =-⎰7. 摩尔蒸发焓与温度的关系21vap m 2vap m 1vap ,m ()()d T p TH T H T C T ∆=∆+∆⎰或 vap m vap ,m (/)p p H T C ∂∆∂=∆式中 vap ,m p C ∆ = ,m p C (g) —,m p C (l),上式适用于恒压蒸发过程。
8. 体积功 (1)定义式V p W d amb -=∂或 V p W d amb ∑-=(2) )()(1221T T nR V V p W --=--= 适用于理想气体恒压过程。
(3) )(21amb V V p W --= 适用于恒外压过程。
(4) )/ln()/ln(d 121221p p nRT V V nRT V p W V V =-=-=⎰ 适用于理想气体恒温可逆过程。
(5) ,m 21()V W U nC T T =∆=- 适用于,m V C 为常数的理想气体绝热过程。
9. 理想气体可逆绝热过程方程,m 2121(/)(/)1V C R T T V V = ,m2121(/)(/)1p C R T T p p -=1)/)(/(1212=r V V p p上式中,,m ,m /p V C C γ=称为热容比(以前称为绝热指数),适用于,m V C 为常数,理想气体可逆绝热过程p ,V ,T 的计算。
10. 反应进度B B /νξn ∆=上式是用于反应开始时的反应进度为零的情况,B,0B B n n n -=∆,B,0n 为反应前B 的物质的量。
B ν为B 的反应计量系数,其量纲为一。
ξ的量纲为mol 。
11. 标准摩尔反应焓θθθr m B f m B c m (B,)(B,)H H H νβνβ∆=∆=-∆∑∑式中θf m (B,)H β∆及θc m (B,)H β∆分别为相态为β的物质B 的标准摩尔生成焓和标准摩尔燃烧焓。
上式适用于ξ=1 mol ,在标准状态下的反应。
12. θm r H ∆与温度的关系21θθr m2r m1r ,m ()()d T p T HT HT C T ∆=∆+∆⎰式中 r ,m ,m B (B)p p C C ν∆=∑,适用于恒压反应。
13. 节流膨胀系数的定义式J T (/)H T p μ-=∂∂T J -μ又称为焦耳-汤姆逊系数。
第三章 热力学第二定律 主要公式及使用条件1. 热机效率1211211/)(/)(/T T T Q Q Q Q W -=+=-=η式中1Q 和2Q 分别为工质在循环过程中从高温热源T 1吸收的热量和向低温热源T 2放出的热。
W 为在循环过程中热机中的工质对环境所作的功。
此式适用于在任意两个不同温度的热源之间一切可逆循环过程。
2. 卡诺定理的重要结论2211//T Q T Q +⎩⎨⎧=<可逆循环不可逆循环,,00任意可逆循环的热温商之和为零,不可逆循环的热温商之和必小于零。
3. 熵的定义4. 克劳修斯不等式d S {//Q T Q T =>δ, δ, 可逆不可逆r d δ/S Q T =5. 熵判据amb sy s iso S S S ∆+∆=∆{0, 0, >=不可逆可逆式中iso, sys 和amb 分别代表隔离系统、系统和环境。
在隔离系统中,不可逆过程即自发过程。
可逆,即系统内部及系统与环境之间皆处于平衡态。
在隔离系统中,一切自动进行的过程,都是向熵增大的方向进行,这称之为熵增原理。
此式只适用于隔离系统。
6. 环境的熵变7. 熵变计算的主要公式222r111δd d d d Q U p V H V p S T T T+-∆===⎰⎰⎰ 对于封闭系统,一切0=W δ的可逆过程的S ∆计算式,皆可由上式导出 (1),m 2121ln(/)ln(/)V S nC T T nR V V ∆=+ ,m 2112ln(/)ln(/)p S nC T T nR p p ∆=+ ,m 21,m 21ln(/)ln(/)V p S nC p p nC V V ∆=+上式只适用于封闭系统、理想气体、,m V C 为常数,只有pVT 变化的一切过程 (2) T 2112ln(/)ln(/)S nR V V nR p p ∆==此式使用于n 一定、理想气体、恒温过程或始末态温度相等的过程。
(3) ,m 21ln(/)p S nC T T ∆=此式使用于n 一定、,m p C 为常数、任意物质的恒压过程或始末态压力相等的过程。
8. 相变过程的熵变此式使用于物质的量n 一定,在α和β两相平衡时衡T ,p 下的可逆相变化。
9. 热力学第三定律或 0)0K ,(m =*完美晶体Samby s amb amb amb //S T Q T Q s -==∆0)(lim m =*→完美晶体S T 0TH S /βαβα∆=∆上式中符号*代表纯物质。
上述两式只适用于完美晶体。
10. 标准摩反应熵)B (Bm B m r ∑=∆θθνS S2r m 2r m 1r ,m 1()()(/)d p S T S T C T T θθ∆=∆+∆⎰上式中r ,m p C ∆=B ,m B(B)p C ν∑,适用于在标准状态下,反应进度为1 mol 时,任一化学反应在任一温度下,标准摩尔反应熵的计算。
11. 亥姆霍兹函数的定义12. r d δ'T A W = 此式只适用n 一定的恒温恒容可逆过程。
13. 亥姆霍兹函数判据V T A ,∆⎩⎨⎧=<平衡自发,0,0 只有在恒温恒容,且不做非体积功的条件下,才可用A ∆作为过程的判据。
14. 吉布斯函数的定义15. ,r d δ'T P G W =此式适用恒温恒压的可逆过程。
16. 吉布斯函数判据⎩⎨⎧=<平衡自发,,00 只有在恒温恒压,且不做非体积功的条件下,才可用G ∆作为过程的判据。