傅献彩物理化学电子教桉课件第五版物理化学总复习共55页

第二类永动机不能实现
dS Q
T
过程不可逆 过程可逆
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： HUPV HU(P)V
一定量理想气体的 U、H都仅
是温度的函数
Uf(T) Hf(T)
恒压摩尔热容、恒容摩尔热容：
CP,m
Hm T
P
CV,m
Um T
V
AU(T)S GH(T)S
理想气体等压可逆过程
WV2PdV PV V1
UT T 12nV C ,mdT nV C ,mT HQ PT T 12nP C ,m dT nP C ,m T SPT T 12nTC P,mdT nC P,mlnT T1 2
AU(T)S GH(T)S 理想气体绝热可逆 S0,Qr0
WQnRln T V2nRln T P 1
V1
P 2
SnRlnV2 nRlnP1
V1
ห้องสมุดไป่ตู้
P2
GATSnRln TV1 V2
理想气体等容可逆过程 W0
UQ VT T 12nV C ,m dT nV C ,m T
HT T 12nC P,mdT nC P,mT SVT T 12nTV C ,mdT nV C ,mlnT T1 2
ZB,m
ZU ,H ,V,A ,G ,S
B nGB T,P,nc GB,m
BB0
有可能发生过程 可逆过程
3. 基本过程、基本公式
W、Q、U、H、S 、A及G的计算：
理想气体自由膨胀
W Q U H 0
SnRlnV2 nRlnP1
V1
P2
GATSnRln TV1
V2
理想气体等温可逆过程
U H0
2. 实际气体对理想气体的偏差、范德华方程
a (PVm2)(Vmb)RT (PnV22a)(Vnb)nRT
实际气体方程—压缩因子图
PVZnRT
对于理想气体 Z1
3. 实际气体液化的条件
TTC PPT*
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 UQW
T SU,V 0
S 2 Qr
1T
自发过程 可逆过程
AUTS AU(T)S
恒温、恒容及无其它功， 自发过程
AT,V,W'0 0 可逆过程
GHTSGH(T)S
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
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 rHm (77K3)
W UT T 12nV C ,m dT nV C ,m T WV V 12PdV n(R T1 1T2) HT T 12nC P,mdT nC P,mT
AU(T)S
GH(T)S
可逆相变化过程 WV2PdV PV V1
Hn相 HQ P
U Q P W H P V
S n相H T相
G0
AU(T)S
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(1：) C2H6(g)+7/2O2(g)== 2CO2(g) + 3H2O(l)
反应 H 2 (g ) 0 .5 O 2 (g ) H 2 O ( l) rH m (2K 9 ) 8 C H m (H 2 ,2K 9 )8
fHm (H2O,l,29K8 )
反应的恒压热效应与恒容热效应的关系：
r H m ( 2K ) 9 r U 8 m ( 2K ) 9 8 B ( g ) RT
r H m ( 2K 9 )8 B fH m ( B ,2K 9 ) 8
2 4 5 1 ( 2 2)3 k.m J 5 1ol
58kJ.mo1l
B C P ,m ( B ) ( 3 4 . 0 2 1 .1 ) J 9 .K 1
6.7J.K1
rH m ( 7K 7 ) 3 rH m (2K 9 ) 2 8 79 78 3 B C P ,m (B )d
如反应 H 2 (g ) 0 .5 O 2 (g ) H 2 O ( l)
B ( g ) R ( 0 T 0 .5 1 ) R T 1 .5 R
若反应的 B(g)RT 0
则 rH m (2K 9) 8 rU m (2K 9)8
熵函数、亥姆霍兹自由能、吉布斯自由能
定义及判据：
dS Qr
理想气体：CP,mCV,mR
标准生成热、标准燃烧热与标准反应热关系：
r H m ( T ) B fH m (B ,T )
B C H m (B ,T )
反应 C (石 )O 2(g)C2O (g) rH m (2K 9) 8 C H m (石 ,2K 9)8
rH m (2K 9) 8 fH m (C2,2 OK 9)8
rH m ,1(29 K )8 15k6 .m J01 ol
(2) C(石墨) + O2(g) == CO2(g)
rH m ,2(2 9 K )8 3 9 k.m J 3 1 o l
(3) H2(g) + 1/2O2(g) == H2O(l)
rH m ,3(29 K )8 28 .0k6 .m J 1 ol
rUm (7及7K3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)
rHm (29K8)/ kJ.mol-1 Cp,m/J.K-1.mol-1
－235
19.1
52
4.2
－241
30.0
解：
rH m ( 7K 7 ) 3 rH m (2K 9 ) 2 8 79 78 3 B C P ,m (B )dT