傅献彩物理化学-第五版总结汇编

r
H
m
(7
73K
)
r
H
m
(298K
)
773 298
BCP,m (B)dT
(1) C2H6(g)+7/2O2(g)== 2CO2(g) + 3H2O(l)
r
H
m,1
(298K
)
1560kJ.mol
1
(2) C(石墨) + O2(g) == CO2(g)
r
H
m,2
(298K
)
393kJ.mol
1
(3) H2(g) + 1/2O2(g) == H2O(l)
r
H
m,3
(298K
(P
n2a V2
)(V
nb)
nRT
实际气体方程—压缩因子图
PV ZnRT
对于理想气体 Z 1
3. 实际气体液化的条件
T TC P PT*
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
第一类永动机不能实现 U Q W
第二类永动机不能实现
dS Q
T
过程不可逆 过程可逆
V1
P2
G A TS nRT ln V1 V2
理想气体等容可逆过程 W 0
U QV
T2 T1
nCV ,mdT
nCV ,mT
H
T2 T1
nCP,mdT
nCP,mT
SV
T2 T1
nCV ,m dT T
nCV ,m
ln
T2 T1
A U (TS )
G H (TS )
理想气体等压可逆过程
标准生成热、标准燃烧热与标准反应热关系：
r
H
m
(T
)
B
f
H
m
(B,T
)
B
C
H
m
(
B,
T
)
反应 C(石) O2 (g) CO2 (g)
r
H
m
(298K
)
C
Hm
(石,298K
)
r
H
m
(298K
)
f
H
m
(CO2
,298K
)
反应 H2 (g) 0.5O2 (g) H2O(l)
r
Hm
(298K
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： H U PV
H U (PV )
一定量理想气体的 U、H都仅
是温度的函数
U f (T ) H f (T )
恒压摩尔热容、恒容摩尔热容：
CP,m
H m T
P
CV ,m
U m T
V
理想气体：CP,m CV ,m R
A U (TS )
4. 例题
1. 298K时，将2mol的N2理想气由0.1
MPa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：
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
(298K
)
rU
m
(298K
)
熵函数、亥姆霍兹自由能、吉布斯自由能 定义及判据：
dS Qr
T SU ,V 0
S 2 Qr 1T
自发过程 可逆过程
A U TS A U (TS )
恒温、恒容及无其它功，
自发过程
AT ,V ,W ' 0 0 可逆过程
G H TS G H (TS )
恒温、恒压及无其它功，
自发过程
GT ,P,W ' 0 0 可逆过程
第三定律熵：
ST
T Qr
0K T
偏摩尔量、化学势及化学势判据：
Z nB
T ,P,nc
ZB,m
Z U , H ,V , A,G, S
B
G nB
T ,P,nc
GB,m
有可能发生过程
BB 0
可逆过程
3. 基本过程、基本公式
)
286.0kJ.mol
1
3. 苯 在 正 常 沸 点 353K时 摩 尔 汽 化 焓 为
3075kJ·mol1。今将353K、101325kPa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
r
H
m
(773K
)
rU
m
(773K
)
及过程的Q、 W各为多少
(气体可视为理想气体)
物质 A(g) B(g) Y(g)
r
H
m
(298K )
/
kJ.mol-1
Cp,m/J.K-1.mol-1
－235
19.1
52
4.2
－241
30.0
解：
r
H
m
(773K
)
r
H
m
(298K
)
773 298
BCP,m (B)dT
r
H
m
(298K
)
B
f
H
m
(
B,298K
)
241 52 (235)kJ.mol1
58kJ.mol1
BCP,m (B) (30 4.2 19.1)J.K 1
6.7J .K 1
W V2 PdV PV V1
U
T2 T1
nCV ,mdT
nCV ,mT
H QP
T2 T1
nCP,mdT
n CP ,m T
SP
T2 T1
nCP,m dT T
nCP,m
ln
T2 T1
A U (TS )
G H (TS )
理想气体绝热可逆 S 0,Qr 0
W
U
T2 T1
)
C
H
m
(H
2
,298K
)
f
H
m
(
H
2O,
l,298K
)
反应的恒压热效应与恒容热效应的关系：
r
H
m
(298K
)
rU
m
(298K
)
B (g)RT
如反应 H2 (g) 0.5O2 (g) H2O(l)
B (g)RT (0 0.5 1)RT 1.5RT
若反应的 B (g)RT 0
则
r
H
m
nCV ,mdT
nCV ,mT
W V2 PdV nR(T1 T2 )
V1
1
H
T2 T1
nCP,mdT
nCP,mT
A U (TS )
G H (TS )
可逆相变化过程 W V2 PdV PV V1
H n相H QP
U QP W H PV
S n相H T相
G 0
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∽。 微观特征 ①分子本身不具有体积
②分子间无相互作用力
PVT关系 PV nRT PV m RT M
2. 实际气体对理想气体的偏差、范德华方程
a (P Vm2 )(Vm b) RT
W、Q、U、H、S 、A及G的计算：
理想气体自由膨胀
W Q U H 0
S nRln V2 nRln P1
V1
P2
G A TS nRT ln V1
V2
理想气体等温可逆过程
U H 0
W Q nRT ln V2 nRT ln P1
V1
P2
S nRln V2 nRln P1