热力学第一第二定律复习(物理化学)
化学中的化学热力学知识点
化学中的化学热力学知识点化学热力学是研究化学反应中能量的转化与变化的学科，它对我们理解化学现象和反应行为起着重要的作用。
本文将介绍化学热力学的一些基本知识点，包括热力学第一定律、热力学第二定律、焓、熵和自由能等。
1. 热力学第一定律热力学第一定律是能量守恒定律在化学反应中的应用。
热力学第一定律表明，系统的内能变化等于系统吸收的热量与对外做功之和。
这可以表示为以下公式：ΔU = q + w其中，ΔU表示系统的内能变化，q表示系统吸收的热量，w表示系统对外做的功。
2. 热力学第二定律热力学第二定律是热现象的方向性规律。
它表明自发过程在整个宇宙中是朝熵增加的方向进行的。
热力学第二定律可以通过熵的概念来描述，熵是衡量系统无序程度的物理量。
根据热力学第二定律，一个孤立系统的熵在自发过程中不断增加，直到达到最大值。
3. 焓焓是一个物质在常压条件下的热力学函数，通常用H表示。
在常压下，焓的变化可以表示为下式：ΔH = q焓变表示物质的热量变化，正值表示系统吸热，负值表示系统放热。
4. 熵熵是衡量系统无序程度的物理量，通常用S表示。
根据热力学第二定律，一个孤立系统的熵在自发过程中不断增加。
熵的变化可以表示为下式：ΔS = q/T其中，ΔS表示系统的熵变，q表示系统吸收的热量，T表示系统的温度。
5. 自由能自由能是描述系统在恒温、恒压条件下能量转化的热力学函数，通常用G表示。
自由能包括内能和对外做功两个方面的能量，可以表示为以下公式：G = H - TS其中，H表示焓，T表示温度，S表示熵。
当系统的自由能变化ΔG为负值时，表示该过程是自发进行的。
总结：化学热力学是研究化学反应中能量转化与变化的学科，主要涉及热力学第一定律、热力学第二定律、焓、熵和自由能等知识点。
热力学第一定律描述了能量守恒定律在化学反应中的应用，热力学第二定律说明了自发过程进行的方向性规律。
焓是在常压下物质的热力学函数，熵是衡量系统无序程度的物理量，自由能描述了系统在恒温、恒压条件下的能量转化情况。
《物理化学》复习题
《物理化学》期末复习第一章热力学第一定律及其应用第二章热力学第二定律第三章多组分系统热力学第四章相平衡第五章化学平衡第六章电化学第七章表面现象第八章胶体分散系统第一章热力学第一定律及其应用（一）有关状态函数的概念第一章中提到的状态函数有：第二章中提到的状态函数有：1、若物系为1 mol 的物质，则下列各组哪一组所包含的量皆属状态函数？（）A、U、Q p、C p、CB、Q V、H、C V、SC、△U、△H、Q p、Q VD、U、H、C p、G2、若物系为1 mol 的物质，则下列各组哪一组所包含的量皆属状态函数？（）A、U、Q p、C p、CB、Q V、H、C V、CC、U、H、C p、C VD、△U、△H、Q p、Q V3、下列各量中，（）是为零。
A、Δf Hθm（C，金刚石，298.15K，pθ）B、Δf Hθm（H2O，l，298.15K，pθ）C、Δf Hθm（N2，g，298.15K，pθ）D、Δf Hθm（N2，g，350K，pθ）4、下列各量中，（）是为零。
A、Δf Hθm（C，石墨，298.15K，pθ）B、Δf Hθm（H2O，l，298.15K，pθ）C、Δf Hθm（I2，g，298.15K，pθ）D、Δf Hθm（N2，g，273.15K，pθ）5、热力学第一定律△U=Q+W的形式表达式时,其条件是( )A.任意系统工程B.隔离系统C.封闭系统D.敞开系统6..下列反应中，反应的标准摩尔焓变等于生成物的标准摩尔生成焓的是（）。
A、CO2(g) + CaO(s) → CaCO3 (s)B、21H2(g) + 21I2(g) → HI(g)C、H2(g) + Cl2(g) →2HCl(g)D、H2(g) + 21O2(g) →H2O(g)7.、下列反应中，反应的Δr Hθm等于生成物的Δf Hθm的是（）。
A、N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)B、Ag(s) + 21Cl2 (g) AgCl(s)C、21H2(g) + 21Br2 (g) →HBr(g)D、NH3(g) + 21Cl2(g) →NH4Cl (s)8、对状态函数的描述，（）是不确切的？A、它是状态的单值函数，状态一定它就是具有唯一确定的值。
物理化学复习思考题
复习思考题第一章热力学第一定律一、选择题B 1. 热力学第一定律的数学表达式ΔU=Q-W只能应用于A 理想气体B 封闭体系C 孤立体系D 敞开体系D 2 对于任何循环过程，体系经历i 步变化，则根据热力学第一定律应该是A Qi=0B Wi=0C [ Qi-Wi]>0D [ Qi-Wi]=0A 3 1mol单原子理想气体（Cp，m=5/2 R J.mol-1），在300K 时压缩到500K，则其焓变为A 4157JB 596 JC 1255JD 994 JB 4 同一温度下，同一气体物质的等压摩尔热容Cp 与等容摩尔热容Cv之间存在A Cp<CvB Cp>CvC Cp=CvD 难以比较A 5 对于理想气体，下列关系中哪个是不正确的？A （эU/эT ）V=0 B（эU/эV）T =0C （эH/эP）T =0D （эU/эP）T =0C 6 一封闭体系，当状态从A到B变化时经历二条任意的不同途径，则A Q1=Q2B W1=W2C Q1-W1=Q2-W2D ΔU=0C 7 若体系为1mol 的物质，则下列各组哪一组所包含的量皆属状态函数？A U、Qp、Cp、CvB Qv、H、Cv、CpC U、H、Cp、CvD ΔU、H 、Qp、QvB 8 在一个绝热的刚壁容器中，发生一个化学反应，使体系的温度从T1升高到T2，压力从P1升高到P2，则A Q>0,W>0, ΔU>0B Q=0,W=0, ΔU=0C Q=0,W>0, ΔU<0D Q>0,W=0, ΔU>0B 9. 当理想气体反抗一定的压力作绝热膨胀时，则DA 焓总是不变B 内能总是增加C 焓总是增加D 内能总是减少D 10.式子ΔH= C P dT的适用条件是A 等压过程B 任何过程C 组成不变的等压过程D 均相的组成不变的等压过程B 11.当热力学第一定律以d U=δQ-p d V 表示时，它适用于A 理想气体的可逆过程B 封闭体系只作膨胀过程C 理想气体的等压过程D 封闭体系的等压过程C 12.对状态函数的描述，哪一点是不正确的？A 它是状态的单值函数，状态一定它就具有唯一确定的值B 状态函数之改变值只取决于过程的始终态，与过程进行的途径无关C 状态函数的组合仍是状态函数D 热力学中很多状态函数的绝对值不能测定，但其在过程中的变化值却是可以直接或间接测定的C 13已知反应 B →A 和 B →C 所对应的等压反应热分别ΔH2和ΔH3，则反应A→CΔH1是A ΔH1=ΔH2+ΔH3B ΔH1=ΔH2 -ΔH3C ΔH1=ΔH3 -ΔH2D ΔH1=ΔH2 -ΔH3A 14 25℃时有反应2C6H6（l）+15O2（g）→6H2O（l）+12CO2（g），若反应中各反应气体物质均视为理想气体，则其等压反应热ΔHm与等容反应热ΔUm 之差约为A -3.7KJB 1.2KJC -1.2KJD 3.7KJC 15 若已知H2O（g）及CO（g）在298K时的标准生成焓Δf H mθ分别为-242KJ mol-1及-111KJmol-1，则反应H2O（g）+C（s）→H2（g）+CO（g）的反应热为A -353KJB -131KJC 131 KJD 353 KJC 16 已知CH3COOH（l），CO2（g），H2O（l）的标准生成焓Δf H mθ为：-484.5，-393.5，-285.8，则CH3COOH（l）的标准燃烧热Δc H mθ是BA 874.1B -874.1C -194.8D 194.8D 17 已知25℃反应H2（g）+Cl2（g）→HCl（g）的ΔH 为-92.5KJ，则此反应的ΔUA 无法知道B 一定大于ΔHC 一定小于ΔHD 等于ΔHB 18 用键焓ε来估算反应热时，反应C2H6（g）→C2H4（g）+H2（g）的反应热ΔH是A [εC-C+εC-H]-[εC=C+εC-H+εH-H]B [εC-C+6εC-H]-[εC=C +4εC-H+εH-H]C [εC=C+εC-H+εH-H]-[εC-C+εC-H]D [εC=C+4εC-H+εH-H]-[εC-C+6εC-H]C 19若规定温度T时标准下稳定单质的焓值为零，则稳定单质的内能规定值将A 无法知道B 总是正值C 总是负值D 总是零D 20 在甲烷CH4中C-H键的键焓εC-H是指A 反应CH4（g）=C（g）+2H2（g）的ΔH1B 反应CH4（g）=C（g）+4H（g）的ΔH2C 上述反应（A）中的ΔH1×1/4D 上述反应（B）中的ΔH2×1/4二计算题1. 1mol 理想气体于恒压下升温1℃，试求过程中体系与环境交换的功W。
物理化学复习题(带答案)
物理化学复习题（带答案）第一章热力学第一定律（概念辨析）4.热力学第一定律的数学表达式△ u=q+W适用于（b）（a）开放系统（b）封闭系统（c）孤立系统（d）上述三种5.在热力学第一定律的数学表达式中△ u=q+W，W代表（c）（a）膨胀功（b）有用功（c）各种形式功之和（d）机械功6.热力学第一定律的数学表达式△ u=q+W适用于什么路径（c）（a）相同过程的任何路径（b）相同过程的可逆路径（c）不同过程的任何路径（d）相同过程的不可逆路径10.公式h=u+pv中，p表示什么含义（a）（a）系统总压力（b）系统中各部件的压力（c）1.01×102kpa（d）外部压力11.对于封闭的热力学系统，下述答案中哪一个正确（a）（a） H>U（b）H=U（c）H<U（d）无法确定H和U之间的大小12.下述答案中，哪一个是公式h=u+pv的使用条件（b）（a）气体系统（b）封闭系统（c）开放系统（d）仅进行膨胀工作的系统13.理想气体进行绝热自由膨胀后，下述哪一个不正确（都正确）（a）q=0（b）w=0（c）△u=0（d）△h=0（注：△s≠0）14.非理想气体绝热自由膨胀后，下列哪项不正确（d）（a）q=0（b）w=0（c）△u=0（d）△ H=015.下述说法中，那一种正确？（d）（a）理想气体的焦耳-汤姆逊系数不一定为零（b）非理想气体的焦耳-汤姆逊系数不一定为零（c）使非理想气体的焦耳-汤姆森系数为零的p-t值只有一组（d）理想气体不能用作电冰箱的工作介质16.当理想气体经历等温自由膨胀时，其热力学能的变化△ u应该是（c）（a）△ U>0（b）△ U<0（c）△ u=0（d）17.某理想气体进行等温自由膨胀，其焓变△h应（c）（a）△h＞0（b）△h＜0（c）△h=0（d）不一定18.当理想气体经历绝热自由膨胀时，其热力学能的变化△ u应该是（c）（a）△U>0（b）△ U<0（c）△ u=0（d）19.某理想气体进行绝热自由膨胀，其焓变△h应（c）（a）△h＞0（b）△h＜0（c）△h=0（d）不一定一20.某理想气体进行绝热恒外压膨胀，其热力学能的变化△u应（b）（a）△u＞0（b）△u＜0（c）△u=0（d）不一定21.当理想气体在绝热恒定外压下膨胀时，其焓会发生变化△ h应为（b）（a）△H>0（b）△ h<0（c）△ H=0（d），不一定是理想气体的22？？cp，mcv，m？1.40，那么气体是哪种气体（b）（a）单原子分子气体（b）双原子分子气体（c）三原子分子气体（d）四原子分子气体24.在下面的陈述中，不符合热力学第一定律的是（b）（a）系统的内能在孤立系统中发生的任何过程中保持不变（b）系统的内能在任何等温过程中保持不变（c）在任何循环中，w=-Q（d）在理想气体自由膨胀过程中，q=δu=025.关于热力学可逆过程，以下陈述是正确的：（a）系统在可逆过程中所做的最大功b可逆过程发生后，体系和环境不一定同时复原c可逆过程中不一定无其他功D一般化学反应是热力学可逆过程判断正误28.不可逆变化是指系统在该变化后无法恢复的变化。
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 热力学一定律、二定律复习
H nC p,m dT
T1
T2
H Qp
此式适用于W′＝0、dp＝0的封闭系统所进行的一切过程
理想气体恒温pVT 变化:
U 0
H 0
4. 化学反应热效应
由生成焓求反应焓 r H m B f H m B 由燃烧焓求反应焓 r H m B c H m B
2. 单纯pVT变化过程的熵变
V2 T2 S nR ln nCV ,m ln V1 T1 p1 T2 S nR ln nC p ,m ln p2 T1
将C p ,m、CV ,m看成定值
p2 V2 S nCV ,m ln nC p ,m R ln p1 V1
3. 相变化过程的熵变
U QV 适用于W ' 0, dV 0的封闭系统所进行的一切过程。
H U ( pV )，式中：( pV ) p2V2 pV1 1
此式适用于封闭系统的一切过程。
此式适用于n、Cp,m恒定的理想气体单纯pVT变化的一切过程； 或n、Cp,m恒定的任意单相纯物质的恒压变温过程。
熵判据
不可逆 自发 隔离系统：S 0 或 dS 0 可逆 平衡 自发 S隔离 S系统 S环境 0 平衡
V2 p1 nR ln 理想气体的恒温可逆和不可逆过程：T S nR ln V1 p2
纯物质的恒压变温可逆和不可逆过程： p S nC p ,m ln T2 T1 纯物质的恒容变温可逆和不可逆过程：V S nCV ,m ln T2 T1 理想气体pVT都变的可逆过程：
5. 理想气体的绝热可逆方程：
T2
T1
Cv ,m
物理化学复习题目(含答案)
物 理 化 学 总 复 习第一章 热力学第一定律1． 热力学第一定律U Q W ∆=+只适用于：答案：D（A ）单纯状态变化 （B ）相变化（C ）化学变化 （D ）封闭体系的任何变化2． 1mol 单原子理想气体，在300K 时绝热压缩到500K ，则其焓变H ∆约为： 4157J3． 关于热和功，下面说法中，不正确的是：答案：B（A ）功和热只出现在体系状态变化的过程中，只存在于体系和环境的界面上（B ）只有封闭体系发生的过程中，功和热才有明确的意义（C ）功和热不是能量，而是能量传递的两种形式，可称为被交换的能量（D ）在封闭体系中发生的过程，如果内能不变，则功和热对体系的影响必互相抵消4． 涉及焓的下列说法中正确的是：答案：D（A ）单质的焓值均为零 （B ）在等温过程中焓变为零（C ）在绝热可逆过程中焓变为零 （D ）化学反应中体系的焓变不一定大于内能变化5． 下列过程中，体系内能变化不为零的是：答案：D（A ）不可逆循环过程 （B ）可逆循环过程（C ）两种理想气体的混合过程 （D ）纯液体的真空蒸发过程6． 对于理想气体，下列关系中那个是不正确的答案：A（A ）0)TU (V =∂∂ （B ） 0)V U (T =∂∂ （C ） 0)P U (T =∂∂ （D ） 0)P H (T =∂∂7． 实际气体的节流膨胀过程中，哪一组的描述是正确的答案：A（A ） Q = 0 ；H ∆ ＝0；P ∆< 0 （B ） Q = 0 ；H ∆ ＝ 0；P ∆> 0（C ） Q > 0 ；H ∆ ＝0；P ∆< 0 （D ） Q < 0 ；H ∆ ＝ 0；P ∆< 08． 3mol 的单原子理想气体，从初态T 1＝300 K 、p 1＝100kPa 反抗恒定的外压50kPa 作不可逆膨胀至终态T 2＝300 K 、p 2＝50kPa ，对于这一过程的Q= 3741J 、W= －3741 J 、U ∆= 0 、H ∆= 0 。
1-3热力学定律复习
•化学热力学的理论基础是热力学第一定律和热力学第二定律.
•在气液固三种聚集状态中, 气体最容易用分子模型进行研究. 一，气体的pVT关系
理想气体 理想气体状态方程: pV = nRT 真实气体 范德华方程 二，热力学第一定律 • 热力学第一定律本质是能量守恒. U = Q + W • 基本概念和术语
数据包括标准热容、标准相变焓、标准生成焓和标准燃烧焓 等.
8
二 热力学第一定律--系统与环境，过程与途径
系统
所研究的 物质对象
敞开系统 封闭系统 隔离系统
物质进出 能量得失
√
√
√
系统的宏观性质: • 广延性质 n, V, U, H, S, G, A, …, 有空间上的加和性.
• 强度性质 T, p, Vm , Um , , …, 无空间上的加和性.
理想气体:在任何温度/ 压力下均服从理想气体状态方程的气体. 两个特征: (1)分子本身必定不占有体积; (2)分子间无相互作用.
3
一 气体的 p V T 关系—理想气体
分压力pB: 无论是理想气体还是真实气体, 混合气中任一组分B的 摩尔分数yB与总压力p 的乘积定义为该组分的分压力:
pB = yB p
功的符号: 系统得功, W > 0 ;系统作功, W <0 .
体积功的一般计算式:
W
V2 V1
pambdV
热(Q): 因系统与环境间未达到热平衡而传递的能量. 热的符号: 系统吸热, Q > 0 ;系统放热, Q < 0. 热的类型: 物质变温过程的热; 相变热; 化学反应热等.
• 故功和热不是系统性质, 不是状态函数！
物理化学简要复习
01-02 热力学第一定律与热力学第二定律基本概念系统分类：①敞开系统。
这种系统与环境之间既可以有物质的交换，亦可以有能量的交换。
②密闭系统，或称封闭系统。
这种系统与环境之间不可以能有物质的交换，只可以有能量的交换。
③隔绝系统，或称孤立系统。
这种系统与环境之间既不可能有物质的交换，亦不可能有能量的交换。
热力学性质（状态性质）：⑴容量性质，又称广度性质。
这种性质的数值与系统中物质的量成正比；这种性质在系统中有加和性，即整个系统的容量性质的数值，是系统中各部分该性质数值的总和。
体积、质量热容等是容量性质。
⑵强度性质，这种性质的数值与系统中物质的量无关；这种性质在系统中无加和性，而是整个系统的强度性质的数值与各个部分的强度性质的数值是相同的。
压力、温度、黏度、密度是强度性质。
往往两个容量性质之比成为系统的强度性质。
摩尔体积是体积与物质的量之比；摩尔热容是热容与物质的量之比，这两个是强度性质。
状态函数的三个特征：①系统的状态一定，它的每一个状态函数具有唯一确定的值。
用数学语言表达：状态函数是系统状态的单值函数。
②系统经历一过程的状态函数差值，只取决于系统的始末两态。
用数学语言表达：状态函数在数学上具有全微分的性质，用符号d表示，如dV、dp。
③系统经过一系列过程，回到原来的状态，即循环过程，状态函数数值的变化为零。
(以上三个特征只要具备其中一条，其他两个特征就可以推导出来。
以上关于状态函数的特征可以反过来说：如果一个系统的有一个量符合上述三个特征之一，可以判定有某一状态函数的存在。
)功和热：当系统的状态发生变化并引起系统的能量发生变化时，这种能量的变化必须依赖于系统和环境之间的能量传递来实现。
系统与环境之间的能量传递形式可区分为两种方式，一种叫做“热”，另一种叫做“功”。
热：由于系统与环境之间的温度差而造成的能量传递称为热；系统吸热为正值，而系统放热为负值。
功：除了热以外，在系统与环境之间其他形式的能量传递统称为功。
物理化学知识点归纳
第二章热力学第一定律一、热力学基本概念1.状态函数状态函数,是指状态所持有的、描述系统状态的宏观物理量，也称为状态性质或状态变量.系统有确定的状态，状态函数就有定值；系统始、终态确定后，状态函数的改变为定值；系统恢复原来状态，状态函数亦恢复到原值。
2.热力学平衡态在指定外界条件下，无论系统与环境是否完全隔离,系统各个相的宏观性质均不随时间发生变化,则称系统处于热力学平衡态。
热力学平衡须同时满足平衡（△T=0)、力平衡（△p=0）、相平衡（△μ=0）和化学平衡（△G=0）4个条件.二、热力学第一定律的数学表达式1.△U=Q+W或dU=ΔQ+δW=δQ—p amb dV+δW`规定系统吸热为正，放热为负.系统得功为正，对环境做功为负。
式中p amb为环境的压力,W`为非体积功。
上式适用于封闭系统的一切过程.2．体积功的定义和计算系统体积的变化而引起的系统和环境交换的功称为体积功.其定义式为:δW=-p amb dV（1） 气体向真空膨胀时体积功所的计算 W=0（2） 恒外压过程体积功 W=p amb （V 1—V 2）=-p amb △V 对于理想气体恒压变温过程 W=—p △V=—nR △T （3） 可逆过程体积功 W r =⎰21p V V dV(4）理想气体恒温可逆过程体积功W r =⎰21p V V dV =—nRTln(V 1/V 2）=—nRTln （p 1/p 2）（5）可逆相变体积功 W=-pdV三、恒热容、恒压热，焓 1.焓的定义式H def U + p V 2．焓变(1）△H=△U+△（pV)式中△（pV)为p V 乘积的增量，只有在恒压下△（pV)=p(V 2—V 1)在数值上等于体积功。
（2）△H=⎰21,T T m p dT nC此式适用于理想气体单纯p VT 变化的一切过程，或真实气体的恒压变温过程,或纯的液、固态物质压力变化不大的变温过程。
3. 内能变 （1）△U=Qv式中Qv 为恒热容.此式适用于封闭系统，W`=0、dV=0的过程。
大学课程《物理化学》各章节知识点汇总
第一定律的数学表达式
U Q W
对微小变化： dU Q W
等容热效应
dU Q W W pdV 0
dU QV
CV
QV
dT
U T
V
U QV ,
U nB
S ,V ,n j B
H nB
S, p,nj B
F nB
T ,V ,n j B
B
G nB
T , p,n j B
n B
S ,V ,n j B
F f (T ,V , n1, n2 )
H f (S, p, n1, n2 )
组成可变系统的热力学基本关系式：
dU TdS pdV BdnB
Q和W都不是状态函数，其数值与变化途径有关。
§1-4 可逆过程和体积功
一、体积功
因系统的体积变化而引起的系统与环境之间交换的功称
为体积功。 pe
W Fedl ( pe A)dl
ped ( Al) pedV
A
dl
pi
二、功与过程
功不是状态函数，其数值与过程有关。系统由同一始态 经不同的过程变化到同一终态，则体统对环境或环境对 体系所作的功不同。
p2 dp
压缩
p1
p1
p2 , V2
p1, V1
p2
V1
V2
W
V1 V2
pedV
( p V1
V2
i
dp)dV
V1 V2
pi dV
三、可逆过程
某系统经一系列的过程后，如果系统回到初始状态叫做 系统的复原；环境在经历一些的变化后，如果既没有功 的得失也没有热的得失就叫做环境的复原。
《物理化学》考研复习题
第二章热力学第一定律选择题1．热力学第一定律ΔU=Q+W 只适用于(A) 单纯状态变化 (B) 相变化(C) 化学变化 (D) 封闭物系的任何变化答案：D2．关于热和功, 下面的说法中, 不正确的是(A) 功和热只出现于系统状态变化的过程中, 只存在于系统和环境间的界面上(B) 只有在封闭系统发生的过程中, 功和热才有明确的意义(C) 功和热不是能量, 而是能量传递的两种形式, 可称之为被交换的能量(D) 在封闭系统中发生的过程中, 如果内能不变, 则功和热对系统的影响必互相抵消答案：B3．关于焓的性质, 下列说法中正确的是(A) 焓是系统内含的热能, 所以常称它为热焓(B) 焓是能量, 它遵守热力学第一定律(C) 系统的焓值等于内能加体积功(D) 焓的增量只与系统的始末态有关答案：D。
因焓是状态函数。
4．涉及焓的下列说法中正确的是(A) 单质的焓值均等于零(B) 在等温过程中焓变为零(C) 在绝热可逆过程中焓变为零(D) 化学反应中系统的焓变不一定大于内能变化答案：D。
因为焓变ΔH=ΔU+Δ(pV)，可以看出若Δ(pV)＜0则ΔH＜ΔU。
5．下列哪个封闭体系的内能和焓仅是温度的函数(A) 理想溶液 (B) 稀溶液 (C) 所有气体 (D) 理想气体答案：D6．与物质的生成热有关的下列表述中不正确的是(A) 标准状态下单质的生成热都规定为零(B) 化合物的生成热一定不为零(C) 很多物质的生成热都不能用实验直接测量(D) 通常所使用的物质的标准生成热数据实际上都是相对值答案：A。
按规定，标准态下最稳定单质的生成热为零。
7．dU=CvdT及dUm=Cv,mdT适用的条件完整地说应当是(A) 等容过程(B)无化学反应和相变的等容过程(C) 组成不变的均相系统的等容过程(D) 无化学反应和相变且不做非体积功的任何等容过程及无反应和相变而且系统内能只与温度有关的非等容过程答案：D8．下列过程中, 系统内能变化不为零的是(A) 不可逆循环过程 (B) 可逆循环过程(C) 两种理想气体的混合过程 (D) 纯液体的真空蒸发过程答案：D 。
物理化学总复习
(1) 本质：能量守恒定律。
（2）数学表达式： △U=Q + W 或 dU =δQ + δW
注意：U是热力学能。它的绝对值是不知道的，只能 求出它的相对值，即从一种状态变化到另一种状态时 的改变值，是状态函数，只与始态、末态有关，与具 体的路径无关。状态定了，其值也定了。
4.各种过程Q、W、ΔU、ΔH 的计算
(1)解题时可能要用到的内容
① 对于气体，若题目没有特别声明，一般可认 为是理想气体，如N2，O2，H2等。
对于理想气体：
若其恒温过程： dT=0， dU=dH=0， Q= -W
若其非恒温过程：dU = nCV，mdT， dH = nCp，md T 单原子气体：CV，m=3R/2， Cp，m = 5R/2 双原子气体：CV，m=5R/2， Cp，m = 7R/2 Cp，m - CV，m=R ② 对于凝聚相，状态函数通常近似认为只与温
2.体积功
W=－PambΔV
或
对于可逆过程：
δW=－PambdV
3.焓
Pamb=P, 即环境压力等于系统压力
则： Wr =－∫PdV
U是热力学第一定律的基本函数，由U我们引出了一 个辅助函数焓H ，其定义式为： H=U+pV
系统的焓变：
H = ΔU+Δ(PV) U、 H都是状态函数，只与始态、末态有关，与 具体的路径无关。状态定了，其值也定了。
度有关，而与压力或体积无关，即
dU≈dH= nCp，mdT
(2)恒压过程： Pamb=P=常数，若无非体积功W´=0 ① W= -P(V2-V1)，
ΔH = Qp =∫n Cp，m dT，
ΔU =ΔH-PΔV ②真空膨胀过程: Pamb=0，W=0，Q=ΔU
热力学第一第二定律复习(物理化学)
其它相变化过程(包括等温等压,和非等温等压相变化) 设计可逆过程求解:常用方法有两种: (1)改变温度(已知正常沸点,凝固点或升华点T’):
S1
T,P
S3
T 'P S2
H=H'+ Cp dT
T'
T
U H ng RT
S1
T T'
C p,
T S S ' C p ln T'
C p, H dT ; S2 ; S3 dT T T T T'
T
S Si
T' T
T
C p,
C p , H dT dT T T T T
T'
C p H T dT S ' C p ln T T T' T'
A W We Wf
即A的下降比物系做的功要大,最多相等;(可逆过程做最大功(总 功). A W 时自发,相等时可逆.
等温等容(即We=0)时:
A Wf
自发;相等时可逆(或平衡).
等温等容不做非体积功(即W=0)时: 自发,等于零时可逆或平衡.
A 0 即 A 0
Ti
S 2 S1 S G H (TS ) H (T2 S 2 T1S1 ) A U (TS ) U (T2 S 2 T1S1 )
等压过程的计算方法液体和固体也和上面相同,差别在于因热膨胀 系数可压缩性很小,W0;CPCV.
等容过程:
Q H H1 H2 H3 0
(lC p ,m,l mC p ,m, M )dT
298
等容反应最高温度计算:
物理化学复习重点
物理化学总复习 第一章 热力学第一定律δWe= - p e d V d U =δQ +δW基本要求1 熟悉基本概念，系统与环境、状态与状态函数、过程与途径、热和功、准静态过程与可逆过程、能与焓等。
2 掌握各种过程Q 、W 、U ∆和H ∆的计算。
3 掌握应用Hess 定律、生成焓及燃烧焓计算反应热的方法。
4 熟悉反应热与温度的关系，能用基尔霍夫定律求算各温度的反应热。
容提要第二节 热力学基本概念1系统与环境：敞开系统、封闭系统、孤立系统。
2系统的性质 3热力学平衡态 4状态函数与状态方程 5过程与途径 6热和功第三节 热力学第一定律1热力学第一定律 2 热力学能3 热力学第一定律的数学表达式第四节 可逆过程与体积功1体积功 2功与过程 3可逆过程 第五节 焓1焓的定义H=U+ pV2恒容热效应和恒压热效应V Q U ＝∆ p Q H =Δ 第六节 热容1 热容的定义。
2 定容热容与定压热容V C p C 第七节 热力学第一定律的应用1 热力学第一定律应用于理想气体 2理想气体的C p 与V C 之差 3 理想气体的绝热过程 第八节 热化学1化学反应的热效应 2 反应进度 3 热化学方程式第九节 化学反应热效应的计算1Hess 定律2生成焓和燃烧焓 O mf H ∆ Om c H ∆3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d 0Q S Tδ-≥2221,,1112ln ln ln ln V m p m T V T p S nC nR nC nR T V T p ∆=+=+基本要求1理解热力学第二定律的建立过程，S 的引入及引入F 和G 的原因； 2掌握克劳修斯不等式，过程可逆性判断； 3掌握∆S 、∆F 、∆G 在各种变化过程中的计算；变化过程单纯状态函数变化相变化学变化恒温过程恒压过程恒容过程绝热过程恒温恒压可逆相变恒压过程恒容过程可逆过程不可逆过程4理解热力学第三定律及规定熵，掌握在化学变化中标准状态函数的计算；5 掌握吉布斯－亥姆霍兹公式； 容提要第一节自发过程的特征 第二节 热力学第二定律克劳修斯表述“热量由低温物体传给高温物体而不引起其它变化是不可能的”。
物理化学
热力学第一定律1、热力学第一定律：△U=Q+W2、体积功：（1）气体向真空膨胀：W=0（2）气体恒外压膨胀：W=—P外*△V（3）外压比内压差无限小膨胀：W=—∫p*dV 若气体为理想气体时，W=—nRTln(p1/p2)=—nRTln(v2/v1)(4)可逆相变的体积功：W=—nRT3、定容及定压下的热：（焓）△H=△U+△(PV)4、定压下：Q=△H=nCp,m*△T定容下：Q=△U=nCv,m*△T （Cp,m=Cv,m+R）5、理想气体的绝热过程：pV＾γ=常数（γ=Cp,m/Cv,m)6、实际气体的节流膨胀（等焓膨胀）△H=07、定容与定压反应热：△H=△U+RT△n (Qp=Qv+RT△n)8、反应进度ζ：ζ=（n2-n1）/v9、任意一反应的反应焓等于产物生成焓之和减去反应物生成焓之和任意一反应的反应焓等于反应物燃烧焓之和减去产物燃烧焓之和10、反应焓与温度的关系（基尔霍夫方程）：△H2-△H1=△Cp(T2-T1)热力学第二定律1、克劳休斯不等式：△S>=Q/T2、卡诺热机的效率：η=（T2-T1)/T23、定温过程的熵变：△S=nRln(p1/p2)4、定压熵变：△S=nCp,m*ln(T2/T1)5、定容熵变：△S=nCv,m*ln(T2/T1)6、绝热可逆过程为等熵过程（△S=0)7、定温定容系统：亥姆霍兹函数A=U—TS8、定温定压系统：吉布斯函数G=H—TS=A+pV (可逆相变：△G=0)9、热力学函数之间的关系：dU=TdS-p*dVdH=TdS+VdpdA=-SdT-p*dVdG=-SdT+Vdp10、吉布斯-亥姆霍兹公式：（△G/T2)-(△G/T1)=△H(1/T2-1/T1)。
物理化学复习要点
R：独立的化学平衡数 R’:同一相中不同物种组成之间的独立关系数(浓度 限制条件）, 一相中各物质的摩尔分数之和为1这个 关系除外
2. 相律： f +Φ=C + 2 （重点）
（只适用于平衡体系）
式中“2”是指影响体系的外界因素只有T和P 两个因素。
Φ ＝ C +2 – f f = 0, Φ最多
三、毛细现象
在一定温度下，毛细管越细， 液体的密度越小，液体对管壁 润湿越好，那么液体在毛细管 内上升越高
h 2 cos 液 gR
当 9 ,0 co s 0 ,h 0液体能润湿管壁，
形成凹液面，管内液体将上升。
当 9 ,0 co 0 s,h 0 液体不能润湿管壁，
凝固点降低（析出固态纯溶剂）
ΔT = k b b B
nB mA
f
fB
沸点升高
mol
kg
ΔT 1
b
=
kbbB
bB
nB mA
mol kg 1
渗透压 πV=nBRT , π=CBRT 浓度一样是否意味着变化量一致？
第六章 相平衡
一、相律（重点）
1.明确相、相数Φ、独立组分数 C 、自由度
f 等的含义及如何确定它们的数值
★等容过程： W=0, Qv =ΔU=CV（T2-T1) ΔH=CP(T2-T1)
★等压过程： W=-P外(V2﹣V1), ΔU=CV（T2-T1) QP=ΔH=CP(T2-T1)
2.等温等压相变（重点）
等温等压可逆相变： W= -P(V2﹣V1), QP=Δ相变H=nΔ相变Hm, ΔU=QP﹣W 等温等压不可逆相变----一般设计一个可逆过程计算
等温等压可逆相变 ΔS=Δ相变H/T ΔG=0
物理化学II(一)复习参考题 (1)
物理化学II(一)复习参考题第二章热力学第一定律1. 物质的量为n的纯理想气体，若该气体的哪一组物理量确定之后，其它状态函数方有定值。
（D ）(A) p(B) V(C) T,U(D) T, p2. 凝固热在数值上与下列那一种热相等: （D ）(A) 升华热(B) 溶解热(C) 气化热(D) 熔融热3. 有一高压钢筒，打开活塞后气体喷出筒外，当筒内压力与筒外相等时关闭活塞，此时,筒内温度将: （C ）(A) 不变(B) 升高(C) 降低(D) 无法判定4. 373K，p θ下的1 mol水经下列两个不同过程蒸发成373K、p θ下的水汽，(1) 等温等压可逆蒸发；(2) 真空蒸发，这两个过程中功和热的关系为: （A ）(A) W1> W2 Q1> Q2 (B) W1< W2 Q1< Q2(C) W1= W2 Q1= Q2 (D) W1> W2 Q1< Q25. 恒容下，一定量的理想气体，当温度升高时内能将: （B ）(A) 降低(B) 增加(C) 不变(D) 增加或减少不能确定6. 一可逆热机与另一不可逆热机在其他条件都相同时，燃烧等量的燃料，则可逆热机拖动列车运行的速度: （B ）(A) 较快(B) 较慢(C) 一样(D) 不一定7. 始态完全相同(p1,V1,T1)的一个理想气体系统和另一个范德华气体系统，分别进行绝热恒外压(p0)膨胀。
当膨胀相同体积之后, 有（B ）(A) 范德华气体的内能减少量比理想气体多(B) 范德华气体的终态温度比理想气体低(C) 范德华气体所做的功比理想气体少(D) 范德华气体的焓变与理想气体的焓变相等8.△H = Q p，此式适用于下列哪个过程: （B ）(A) 理想气体从1013250 Pa 反抗恒定的101325 Pa 膨胀到101325 Pa(B) 0℃，101325 Pa 下冰融化成水(C) 电解CuSO4水溶液(D) 气体从(298K，101325 Pa) 可逆变化到(373K，10132.5 Pa)9. 在100℃和25℃之间工作的热机，其最大效率为：（D ）(A) 100 % (B) 75 % (C) 25 % (D) 20 %10. 对于封闭体系在指定始、终态间的绝热可逆途径可以有: （A ）(A) 一条(B) 二条(C) 三条(D) 三条以上11. 某理想气体的C p /C v = 1.40，则该气体为几原子分子气体? （B ）(A) 单原子分子气体(B) 双原子分子气体(C) 三原子分子气体(D) 四原子分子气体12. 实际气体绝热，恒外压膨胀时，其温度将（D ）(A) 升高(B) 降低(C) 不变(D) 不确定13. 当以5 mol H2气与4 mol Cl2气混合，最后生成2 mol HCl 气。
物理化学上册复习
理解多相平衡的条件以及相图的基本概念。
热力学基本概念
01
02
03
热力学第一定律
能量守恒定律，涉及内能 、热量和功的相互转化。
热力学第二定律
揭示了自发过程的方向性 和不可逆性，如熵增原理 。
热力学函数
如熵、焓、自由能等，及 其在平衡态和过程中的应 用。
化学反应动力学
反应速率与反应机理
温度对反应速率的影响
THANKS
感谢观看
稳定性。
相图
相图是描述物质在温度、压力变 化下，各相之间相互转变的图解
，是研究相平衡的重要工具。
二组分系统的相平衡
二组分系统的概念
二组分系统是指由两种组分组成的系统，如水和盐、水和乙醇等 。
溶解度曲线
溶解度曲线是描述二组分系统中，不同温度和压力下，各组分的 溶解度的曲线。
杠杆规则
杠杆规则是描述二组分系统中，当一种组分在系统中含量发生变 化时，另一种组分的相平衡状态的变化规律。
物理化学上册复习
汇报人： 202X-01-02
contents
目录
• 物理化学基本概念 • 热力学第一定律 • 热力学第二定律 • 化学平衡 • 相平衡 • 电化学
01
物理化学基本概念
物质的状态和变化
物质的三态
固态、液态和气态，以及它们之间的转变。
物态变化的热力学条件
熔点、沸点、升华和凝华等。
卡诺循环的效率
卡诺循环的效率是热机效率的极限值，等于高温热源与低温热源温度之比。由于实际热机 的效率总是低于卡诺循环的效率，因此卡诺循环的效率是一个重要的性能指标。
提高热机效率的方法
为了提高热机效率，可以采取多种方法，如提高高温热源的温度、降低低温热源的温度、 减少热量传递过程中的损失等。
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G H (TS) H (T2S2 T1S1)
A U (TS) U (T2S2 T1S1)
H U PV U V P;
等容过程的计算方法液体和固体也和上面相同,差别在于因热膨 胀系数和压缩系数都很小,W0;CPCV.
等熵过程,又称绝热可逆过程:计算常要先求终态温度;所以要记住过
298
H1 (aCp,m,A bCp,m,B )dT
T1
H 2
r
H
m,298
T2
H3 (lCp,m,l mCp,m,M )dT
G 0;
A U T S U T (H / T ) U H ng RT
或:等温过程,可逆有: A W ng RT
C-C方程: (1)微分式:
d ln P dT
vap H RT 2
多用于求气化热
(2)积分式:
ln P1 H [ 1 1 ]
S nR ln(V2 /V1) nR ln(P1 / P2 )
G H T S A U T S
只适用理想气体
一般变化设计过程求解:
例:求N2气体从298K,P变化到350K,1.5P的△U,△H,△S,△G,△A?
解:低压下气体可视为理想气体:
350
350
H nCp,mdT ; U nCV ,mdT
Si
T Cp, dT T' T
H T
T ' Cp, TT
dT
H T
T
T'
C p T
dT
S
'
C p
ln
T T'
G H -T S
A U -T S
T,P
(2)改变压力(已知饱和蒸气压)
G1
G5
如为液体,为固体;
(T,P )
Q和W根U据已Q知条W件来确定先求哪一个.另一个可有
得到.
注意功分为体积功(We)和非体积功(Wf)
Vf
We PexdV
We PexdV
Vi
下面复习各过程状态函数与Q,W的计算:
先看简单P,V,T变化:
1.等温过程:
理想气体:
U 0, H 0,
S ( Q) nR ln Vf nR ln Pi ;
等温等压不作非体积功: G 0 可逆或已达平衡.
G 0 自发; G 0 反向自发.
化学反应:反应方向留待化学平衡一章解决.这里只要求△H,△S, △U,△G,△A的计算.
化学反应的反应焓计算: aA bB T298,P lL mM
(1)由标准生成焓计算:
规定在标准压力下,(温度现在用298K)稳定单质的标准生成焓为零.
程方程: Cp,m / CV ,m;
P1T const; PV const;TV 1 const
Tf
Tf
U nCv,mdT nCV ,mT ; H nCp,mdT nCP,mT
Ti
Ti
S 0; G H ST ; A U ST ;
r Hm iC Hm;
其它温度反应焓的计算: Cp,m Ci p,m,i
T
r
H m,T
r
H m,298
Cp,mdT
298
反应能达到的最高温度Tmax的计算;
对于一放热反应而言,如果反应热没有传给环境,这部分热量全部用 来使自身温度升高,达到的温度就是最高温度.
等压过程的计算方法液体和固体也和上面相同,差别在于因热膨胀 系数可压缩性很小,W0;CPCV.
等容过程:
Tf
Wf 0; U Q;We 0; U nCV ,mdT
Ti
S
Tf
Ti
nCV ,m T
dT
CV ,mconst nCV ,m
ln Tf Ti
S2 S1 S
RT
ln
Vf Vi
RT ln Pi Pf
RT ln Pf Pi
RT ln P P
H熔化 H蒸发 H升华 所以有:
H (Hi ) H2 H3 H4 H蒸发 0 (H升华) H熔化
最后由 G H TS 求△S;由Siso判断变化方向
Tf
H nCp,mdT Ti
We PV H U
S
Tf
Ti
nC p ,m T
dT
Cp,mconst nC p,m
ln Tf Ti
S2 S1 S
G H (TS ) H (T2S2 T1S1)
A U (TS ) U (T2S2 T1S1)
而在等压条件下Q=△H
aA bB P ,Q0 lL mM
所以可设计过程求
298
H1 (aC p,m,A bC p,m,B )dT
T1
H 2
r
H
m,298
Tmax
H3 (lC p,m,l mC p,m,M )dT
298
T1
T2
aA bB T298,P lL mM
S m,石墨
2.45 5.71 3.26J
/ mol
K
G H T S 1890 298 (3.26) 1890 971.48 2861.5J / mol
G 0
过程变化方向判断:
一般条件:用孤立体系熵变.
Siso S Ssurr
等温等压下相变化的另一解法是将相变化当成化学反应处理:此 时反应物即初态,产物即终态.如习题中石墨变金刚石.
C(石墨)298. P C(金刚石)
H C Hm,石墨 C Hm,金刚石 393.51 (395.40) 1.89kJ / mol
S
S m,金刚石
功). A W时自发,相等时可逆.
等温等容(即We=0)时: A Wf 自发;相等时可逆(或平衡).
等温等容不做非体积功(即W=0)时: A 0 即 A 0
自发,等于零时可逆或平衡.
等温等压下; G Wf 即等温等压下,物系G的下降比所做
的非体积功大,所做的非体积功最多只能等于G的下降. G Wf 自发; G Wf 可逆或平衡.
aA bB T298,P lL mM
U2
H r m,298
ng RT;(T
298K);
298K
298K
Tmax
U3 (lCV ,m,L mCV ,m,M )dT 298
Q U U1 U2 U3 0
解出Tmax;
反应物温度和产物温度不同,称为变温反应,计算方法和上面相似,不 同的是初终态温度已知;求△H或△U;
298
298
S
350 nCp,m 298 T
dT
nR ln V2 V1
350 nCp,m 298 T
dT
nR ln
P1 P2
350
P
nCp,m ln 298 nR ln 1.5P
S
S2
S1; S2
S1
S; (S1
nS
m,298
)
(ST ) S2T2 S1T1; G H (TS); A U (TS)
T,P
S1
S3
T'P
T
H=H'+ CpdT T'
T S S ' Cp ln T '
S2
U H ng RT
S1
T ' Cp, TT
dT; S2
H T
; S3
T Cp, dT T' T
S
P2
R T1 T2
实验室中还有其它经验式:用实验数据拟合得到的经验公式.
注意:在一个大气压下(101.325kPa)的沸点称为正常沸点. 并非是100KPa时的沸点.
其它相变化过程(包括等温等压,和非等温等压相变化)
设计可逆过程求解:常用方法有两种:
(1)改变温度(已知正常沸点,凝固点或升华点T’):
)P
dT
S
V
S
( P )T
dP
( T
)P
dP
0
dG SdT VdP VdP;G V P 0
dA SdT PdV PdV 0;
等压过程:
Wf 0; H Q;We PV ; U Q W H PV ;
Q 0;W U Q U
一般绝热过程只有Q=0;W=△U;
Vf
W U PexdV
要联合状态方程求终态的P,V,T.
Vi
△S,△G,△A设计过程求.
节流过程,又名等焓过程:△H=0;
W流动 Pf Vf PiVi
实际气体经节流过程后有T>,=,<0; 理想气体节流过程:△T=0;Q=0;W=0 因为△H=△U+△PV=f(T)=0,T不变,U不变;
298K
298K
Q H H1 H2 H3 0
等容反应最高温度计算:
同样,如过Q=0;反应产生的热量用以提高自身温度,将达到最高温度
不同的是QV=△U=0