物理化学知识点归纳
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物理化学复习知识点归纳物理化学作为化学的一个主要分支,关注物质的物理性质、化学反应、能量转化等方面的研究。
下面将对物理化学的基本知识点进行归纳和复习。
1.原子结构和化学键:-定义:原子是化学物质中最小的粒子,由质子(正电荷)、中子(中性)和电子(负电荷)组成。
-原子核:由质子和中子组成,质子数决定了元素的原子序数,中子数可以影响同位素的形成。
-电子壳层结构:分为K、L、M等壳层,每个壳层能容纳的电子数量有限,遵循2n^2的规律(n为壳层编号)。
-原子键:包括离子键、共价键和金属键。
离子键由离子间的电荷作用力形成,共价键由相互共享电子形成,金属键由金属原子之间的电子云相互作用形成。
2.分子的构象和反应动力学:-构象:指分子在空间中的排列方式,由键角和键长决定。
分子的构象决定了其物理和化学性质。
-电离平衡:涉及酸碱反应的平衡,Kw表示了水的离子化程度和酸碱强度。
-化学动力学:研究化学反应的速率和机理。
反应速率受温度、浓度、反应物的结构和催化剂等因素影响。
3.热力学和热化学:-热力学:研究物质能量转化和热平衡的学科。
包括物质的内能、焓、熵、自由能等概念。
-熵:表示体系的无序度,体系越有序,熵值越小。
熵的增加是自然趋势,反映了热力学第二定律。
-热化学:研究化学反应中能量变化的学科。
包括焓变、标准焓变、热容、热效应等概念。
-反应热力学:研究反应的方向和热效应。
根据吉布斯自由能的变化可以判断反应是否自发进行。
4.量子化学:-波动粒子二象性:根据波粒二象性原理,微观粒子既可以表现出粒子性质,也可以表现出波动性质。
-波函数和波动函数:描述微观粒子在空间中的波动性质和定域性质。
波函数的平方可以给出粒子出现在一些空间区域的概率。
-氢原子的定态:薛定谔方程描述了电子在氢原子中的定态和能级。
以上是物理化学的一些基本知识点的归纳和复习。
在复习过程中,建议结合教材和课堂笔记,注重理解和记忆重点概念和公式,同时通过做习题和实践操作巩固知识。
第二章热力学第一定律内容摘要热力学第一定律表述热力学第一定律在简单变化中的应用 热力学第一定律在相变化中的应用 热力学第一定律在化学变化中的应用 一、热力学第一定律表述U Q W ∆=+ dU Q W δδ=+适用条件:封闭系统的任何热力学过程 说明:1、amb W p dV W '=-+⎰2、U 是状态函数,是广度量W 、Q 是途径函数 二、热力学第一定律在简单变化中的应用----常用公式及基础公式 过 程WQΔUΔH理想气体自由膨胀理想气体等温可逆-nRTln (V 2/V 1); -nRTln (p 1/p 2) nRTln (V 2/V 1);nRTln (p 1/p 2)0 0等 容任意物质0 ∫nCv.mdT ∫nCv.mdT ΔU+V Δp 理想气体 0 nCv.m △T nCv.m △T nCp.m △T 等 压任意物质-P ΔV ∫nCp.mdT ΔH -p ΔV Qp 理想气体-nR ΔT nCp.m △TnCv.m △T nCp.m △T 理 想 气 体 绝 热过 程 Cv.m(T 2-T 1);或nCv.m △TnCp.m △T可逆 (1/V 2γ-1-1/ V 1γ-1)p 0V 0γ/(γ-1)2、基础公式热容 C p .m =a+bT+cT 2 (附录八) ● 液固系统----Cp.m=Cv.m ● 理想气体----Cp.m-Cv.m=R ● 单原子: Cp.m=5R/2 ● 双原子: Cp.m=7R/2 ● Cp.m / Cv.m=γ理想气体• 状态方程 pV=nRT• 过程方程 恒温:1122p V p V = • 恒压: 1122//V T V T = • 恒容: 1122/ / p T p T =• 绝热可逆: 1122 p V p V γγ= 111122 T p T p γγγγ--=111122 TV T V γγ--= 三、热力学第一定律在相变化中的应用----可逆相变化与不可逆相变化过程1、 可逆相变化 Q p =n Δ相变H m W = -p ΔV无气体存在: W = 0有气体相,只需考虑气体,且视为理想气体ΔU = n Δ相变H m - p ΔV2、相变焓基础数据及相互关系 Δ冷凝H m (T) = -Δ蒸发H m (T)Δ凝固H m (T) = -Δ熔化H m (T) Δ凝华H m (T) = -Δ升华H m (T)(有关手册提供的通常为可逆相变焓)3、不可逆相变化 Δ相变H m (T 2) = Δ相变H m (T 1) +∫Σ(νB C p.m )dT 解题要点: 1.判断过程是否可逆;2.过程设计,必须包含能获得摩尔相变焓的可逆相变化步骤;3.除可逆相变化,其余步骤均为简单变化计算.4.逐步计算后加和。
物理化学的知识点总结一、热力学1. 热力学基本概念热力学是研究能量转化和传递规律的科学。
热力学的基本概念包括系统、环境、热、功、内能、焓、熵等。
2. 热力学第一定律热力学第一定律描述了能量守恒的原理,即能量可以从一个系统转移到另一个系统,但总能量量不变。
3. 热力学第二定律热力学第二定律描述了能量转化的方向性,熵的增加是自然界中不可逆过程的一个重要特征。
4. 热力学第三定律热力学第三定律表明在绝对零度下熵接近零。
此定律是热力学的一个基本原理,也说明了热力学的某些现象在低温下会呈现出独特的特性。
5. 热力学函数热力学函数是描述系统状态和性质的函数,包括内能、焓、自由能、吉布斯自由能等。
二、化学热力学1. 热力学平衡和热力学过程热力学平衡是指系统各个部分之间没有宏观可观察的能量传输,热力学过程是系统状态发生变化的过程。
2. 能量转化和热力学函数能量转化是热力学过程中的一个重要概念,热力学函数则是描述系统各种状态和性质的函数。
3. 热力学理想气体理想气体是热力学研究中的一个重要模型,它通过状态方程和理想气体定律来描述气体的性质和行为。
4. 热力学方程热力学方程是描述系统热力学性质和行为的方程,包括焓-熵图、温度-熵图、压力-体积图等。
5. 反应焓和反应熵反应焓和反应熵是化学热力学研究中的重要参数,可以用来描述化学反应的热力学过程。
三、物质平衡和相平衡1. 物质平衡物质平衡是研究物质在化学反应和物理过程中的转化和分配规律的一个重要概念。
2. 相平衡相平衡是研究不同相之间的平衡状态和转化规律的一个重要概念,包括固相、液相、气相以及其之间的平衡状态。
3. 物质平衡和相平衡的研究方法物质平衡和相平衡的研究方法包括热力学分析、相平衡曲线的绘制和分析、相平衡图的绘制等。
四、电化学1. 电解质和电解电解质是能在水溶液中发生电离的化合物,电解是将电能转化为化学能或反之的过程。
2. 电化学反应和电势电化学反应是在电化学过程中发生的化学反应,电势是描述电化学系统状态的一个重要参数。
物理化学复习知识点第⼀章热⼒学第⼀定律1.基本概念 1.1体系和环境系统(System )-被划定的研究对象称为系统。
环境(surroundings )-与系统密切相关、有相互作⽤或影响所能及的部分称为环境。
1.2状态函数*状态函数——由系统的状态确定的系统的各种热⼒学性质称为系统的状态函数。
*它具有以下特点:(1)状态函数是状态的单⼀函数。
(2)系统的状态发⽣变化,状态函数的变化值取决于系统始、终态。
与所经历的途径⽆关。
(3)状态函数的微⼩变化,在数学上是全微分。
(4)不同状态函数的集合(和、差、积、商)也是状态函数。
1.3体积功功(work )--系统与环境之间传递的除热以外的其它能量都称为功,⽤符号W 表⽰。
体积功就是体积膨胀或缩⼩所做的功。
系统对环境作功,W <0 环境对体系作功,W >0 1.4可逆过程(下)1.5各种热⼒学函数(U, H, Q,W)U 和H 是状态函数,Q 和W 不是状态函数。
1.6标准摩尔⽣成焓概念在标准压⼒下,反应温度时,由最稳定的单质合成标准状态下⼀摩尔物质的焓变,称为该物质的标准摩尔⽣成焓,⽤下述符号表⽰:(物质,相态,温度)2 体系和环境 2.1 体系(系统)*敞开系统(open system )系统与环境之间既有物质交换,⼜有能量交换。
*封闭系统(closed system )系统与环境之间⽆物质交换,但有能量交换。
*孤⽴系统(isolated system )系统与环境之间既⽆物质交换,⼜⽆能量交换。
热⼒学上有时把系统和环境加在⼀起的总体看成是孤⽴系统。
2.2状态函数体系的⼀些性质,其数值仅取决于体系所处的状态,⽽与体系的历史⽆关;它的变化值仅取决于体系的始态和终态,⽽与变化的途径⽆关。
具有这种特性的物理量称为状态函数。
对于循环过程:所有状态函数的改变值均为零 2.3可逆过程体系经过某⼀过程从状态(1)变到状态(2)之后,如果能使体系和环境都恢复到原来的状态⽽未留下任何永久性的变化,则该过程称为热⼒学可逆过程。
高三物理化学知识点总结一、物理知识点总结1. 力学(1) 牛顿运动定律:第一定律、第二定律、第三定律(2) 动量和冲量:动量定理、冲击力(3) 万有引力:万有引力定律、行星运动定律(4) 静力学:平衡条件、弹力、浮力2. 热学(1) 温度与热量:温度计、热力学第一定律、理想气体状态方程(2) 相变和热力学循环:相变概念、相变热、理想气体的等温过程、绝热过程3. 光学(1) 光的反射和折射:光的反射定律、光的折射定律、全反射(2) 光的波动性和粒子性:干涉、衍射、光的波长和频率、光电效应(3) 光的成像:薄透镜成像公式、眼睛的调节、光学仪器4. 电学(1) 静电学:电荷守恒定律、库仑定律、电场、电势、静电场与导电体(2) 电流和电阻:欧姆定律、电阻和电阻率、电功率、电路中的串并联、电流计和电压计的使用(3) 磁学:磁场、安培定律、负载线圈、电磁感应、电磁感应定律、自感和互感、变压器二、化学知识点总结1. 原子结构(1) 物质的组成:元素、化合物、混合物(2) 原子结构:原子的组成、元素的周期律、化学键2. 化学反应(1) 反应速率:速率常数、反应级数、活化能(2) 化学平衡:平衡常数、反应的移动方向、浓度对平衡的影响、温度与平衡(3) 酸碱中和:酸碱指示剂、中和滴定、pH值与酸碱度3. 化学能量(1) 反应热:焓变、焓变的计算、化学能量的利用(2) 化学能量与化学反应速率:活化能、催化剂4. 物质变化与电化学(1) 氧化还原反应:氧化还原电位、电解、电池、电解质溶液、农药与抗菌药5. 有机化学(1) 烃类:烷烃、烯烃、炔烃(2) 醇、醚和酚:醇的性质、酸碱性、脂肪醇、醚的制备(3) 醛和酮:醛酮的分类、性质、氧化还原、酮醇互变(4) 脂肪酸和脂类:酯的制备、皂化反应、脂肪酸的鉴别、脂类的性质结语高三物理化学知识点总结仅对常见的知识点进行了概述,通过系统学习和练习,可以更深入地理解和掌握这些知识点。
物理化学知识点归纳物理化学是化学学科的一个重要分支,它综合运用物理学的原理和方法来研究化学现象和过程。
以下是对物理化学一些重要知识点的归纳:一、热力学第一定律热力学第一定律,也就是能量守恒定律,表明能量可以在不同形式之间转换,但总量保持不变。
在热力学中,通常用公式△U = Q + W来表示,其中△U 是系统内能的变化,Q 是系统吸收或放出的热量,W 是系统对外做功或外界对系统做功。
例如,在一个绝热容器中进行的化学反应,如果体系对外做功,那么内能就会减少;反之,如果外界对体系做功,内能就会增加。
二、热力学第二定律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:不可能从单一热源取热使之完全变为有用功而不产生其他影响。
熵(S)的概念在热力学第二定律中至关重要。
对于一个孤立系统,熵总是增加的,这意味着系统总是朝着更加混乱和无序的方向发展。
比如,混合气体自发扩散后,不会自动分离回到初始状态,因为这个过程熵增加了。
三、热力学第三定律热力学第三定律指出,绝对零度(0K)时,纯物质完美晶体的熵值为零。
这一定律为计算物质在不同温度下的熵值提供了基准。
四、化学平衡化学平衡是指在一定条件下,可逆反应中正逆反应速率相等,反应物和生成物的浓度不再随时间改变的状态。
平衡常数(K)是衡量化学平衡的重要参数。
对于一个一般的化学反应 aA + bB ⇌ cC + dD,平衡常数 K 的表达式为:K = C^cD^d / A^aB^b (其中方括号表示物质的浓度)。
影响化学平衡的因素包括温度、浓度、压强等。
例如,对于吸热反应,升高温度会使平衡向正反应方向移动;增加反应物浓度,平衡也会向正反应方向移动。
五、相平衡相平衡研究的是多相体系中各相的组成、性质以及它们之间的相互转化规律。
相律是描述相平衡体系中自由度、组分数和相数之间关系的定律,其表达式为 F = C P + 2,其中 F 是自由度,C 是组分数,P 是相数。
物理化学知识点物理化学知识点概述1. 热力学定律- 第零定律:如果两个系统分别与第三个系统处于热平衡状态,那么这两个系统之间也处于热平衡状态。
- 第一定律:能量守恒,系统内能量的变化等于热量与功的和。
- 第二定律:熵增原理,自然过程中熵总是倾向于增加。
- 第三定律:当温度趋近于绝对零度时,所有纯净物质的熵趋近于一个常数。
2. 状态方程- 理想气体状态方程:PV = nRT,其中P是压强,V是体积,n是摩尔数,R是理想气体常数,T是温度。
- 范德瓦尔斯方程:(P + a(n/V)^2)(V - nb) = nRT,修正了理想气体状态方程在高压和低温下的不足。
3. 相平衡与相图- 相律:描述不同相态之间平衡关系的数学表达。
- 相图:例如,水的相图展示了水在不同温度和压强下的固态、液态和气态的平衡关系。
4. 化学平衡- 反应速率:化学反应进行的速度,受温度、浓度、催化剂等因素影响。
- 化学平衡常数:在一定温度下,反应物和生成物浓度之比达到平衡时的常数值。
5. 电化学- 电解质:在溶液中能够产生带电粒子(离子)的物质。
- 电池:将化学能转换为电能的装置。
- 电化学系列:金属的还原性或氧化性排序。
6. 表面与胶体化学- 表面张力:液体表面分子间的相互吸引力。
- 胶体:粒子大小在1到1000纳米之间的混合物,具有特殊的表面性质。
7. 量子化学- 量子力学基础:描述微观粒子如原子、分子的行为。
- 分子轨道理论:通过分子轨道来描述分子的结构和性质。
- 电子能级:原子和分子中电子的能量状态。
8. 光谱学- 吸收光谱:分子吸收特定波长的光能,导致电子能级跃迁。
- 发射线谱:原子或分子在电子能级跃迁时发出特定波长的光。
- 核磁共振(NMR):利用核磁共振现象来研究分子结构。
9. 统计热力学- 微观状态与宏观状态:通过系统可能的微观状态数来解释宏观热力学性质。
- 玻尔兹曼分布:描述在给定温度下,粒子在不同能量状态上的分布。
物理化学知识点归纳物理化学是一门研究物质的宏观和微观性质,以及物质与能量之间相互作用的学科。
它涵盖了广泛的知识领域,包括热力学、量子化学、动力学和电化学等。
以下是一些常见的物理化学知识点的归纳:1.热力学:热力学研究物质的热学性质,包括热力学平衡和热力学过程。
常见的热力学参数有温度、压力和体积等。
熵是热力学中的重要概念,熵表示了系统的无序程度。
2.热力学平衡:热力学平衡是指系统的各个部分之间的相互作用达到均衡状态。
平衡态的特点是宏观和微观性质的不变性。
3.热力学过程:热力学过程是指系统从一个平衡态转变到另一个平衡态的过程。
这些过程可以是可逆过程或不可逆过程。
可逆过程是指系统在过程中可以无限慢地与环境发生热平衡。
4.相变:相变是物质从一个相态转变为另一个相态的过程。
常见的相变有固液相变、固气相变和液气相变等。
相变过程中发生的能量交换可通过熔化热、汽化热等物理量来表征。
5.量子化学:量子化学研究物质的微观结构和性质,包括分子轨道理论、原子轨道理论和量子力学等。
量子力学描述微观粒子的波粒二象性,通过薛定谔方程来描述系统的行为。
6.动力学:动力学研究化学反应的速率和机理,包括反应速率常数、碰撞理论和反应路线等。
它揭示了反应物和产物之间的转化过程。
7.平衡常数:平衡常数是描述化学反应平衡位置的物理量。
它与反应物和产物之间的浓度关系密切相关。
通过平衡常数可以预测反应的方向和平衡位置。
8.化学平衡:化学平衡是指化学反应在一定条件下达到的稳定状态。
在化学平衡中,反应物的浓度与产物的浓度之间建立了一定的比例关系。
9.电化学:电化学研究物质在电学和化学之间的相互转化关系,包括电池、电解和电化学平衡等。
电化学理论揭示了电子在化学反应中的转移和转化过程。
10.光化学:光化学研究光能与物质之间的相互作用,包括光诱导的化学反应和物质对光的吸收和发射等。
光化学反应在生物和环境科学中有重要的应用。
以上只是物理化学领域中的一些常见知识点的归纳,这门学科非常广泛和复杂。
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:1221ln ln p p nRT V V nRT W ==2、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 =⎰21d p T T T C3、等压热容与等容热容热容定义:V V )(T U C ∂∂=;p p )(T H C ∂∂=定压热容与定容热容的关系:nR C C =-V p 热容与温度的关系:C p =a +bT +c’T 2 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 =⎰T C d V ; ΔH =⎰T C d p 等压过程:W =-p e ΔV ; Q =ΔH =⎰T C d p ; ΔU =⎰T C d V 可逆绝热过程:Q =0 ; 利用p 1V 1γ=p 2V 2γ求出T 2,W =ΔU =⎰T C d V ;ΔH =⎰T C d p不可逆绝热过程:Q =0 ; 利用C V (T 2-T 1)=-p e (V 2-V 1)求出T 2,W =ΔU =⎰T C d V ;ΔH =⎰T C d p2、相变化可逆相变化:ΔH =Q =n Δ_H ;W=-p (V 2-V 1)=-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:)298,()298(B H H m f B m r θθν∆=∆∑反应热与温度的关系—基尔霍夫定律:)(])([,p B C T H m p BB m r ∑=∂∆∂ν。
一、运动的描述1.物体模型用质点,忽略形状和大小;地球公转当质点,地球自转要大小。
物体位置的变化,准确描述用位移,运动快慢S比t ,a用Δv与t 比。
2.运用一般公式法,平均速度是简法,中间时刻速度法,初速度零比例法,再加几何图像法,求解运动好方法。
自由落体是实例,初速为零a等g.竖直上抛知初速,上升最高心有数,飞行时间上下回,整个过程匀减速。
中心时刻的速度,平均速度相等数;求加速度有好方,ΔS等a T平方。
3.速度决定物体动,速度加速度方向中,同向加速反向减,垂直拐弯莫前冲。
二、力1.解力学题堡垒坚,受力分析是关键;分析受力性质力,根据效果来处理。
2.分析受力要仔细,定量计算七种力;重力有无看提示,根据状态定弹力;先有弹力后摩擦,相对运动是依据;万有引力在万物,电场力存在定无疑;洛仑兹力安培力,二者实质是统一;相互垂直力最大,平行无力要切记。
3.同一直线定方向,计算结果只是“量”,某量方向若未定,计算结果给指明;两力合力小和大,两个力成q角夹,平行四边形定法;合力大小随q变,只在最大最小间,多力合力合另边。
多力问题状态揭,正交分解来解决,三角函数能化解。
4.力学问题方法多,整体隔离和假设;整体只需看外力,求解内力隔离做;状态相同用整体,否则隔离用得多;即使状态不相同,整体牛二也可做;假设某力有或无,根据计算来定夺;极限法抓临界态,程序法按顺序做;正交分解选坐标,轴上矢量尽量多。
三、牛顿运动定律1.F等ma,牛顿二定律,产生加速度,原因就是力。
合力与a同方向,速度变量定a向,a变小则u可大,只要a与u同向。
2.N、T等力是视重,mg乘积是实重; 超重失重视视重,其中不变是实重;加速上升是超重,减速下降也超重;失重由加降减升定,完全失重视重零四、曲线运动、万有引力1.运动轨迹为曲线,向心力存在是条件,曲线运动速度变,方向就是该点切线。
2.圆周运动向心力,供需关系在心里,径向合力提供足,需mu平方比R,mrw平方也需,供求平衡不心离。
物理化学知识点归纳物理化学是化学领域中研究物质的性质以及与能量之间相互关系的学科。
它基于物理学和化学的原理,研究了物质的构成、结构、性质和变化规律等方面的知识。
本文将对物理化学的一些重要知识点进行归纳,以便读者更好地理解和掌握这门学科。
1. 热力学热力学是研究热、能量和它们之间相互转化关系的学科,是物理化学的核心内容之一。
它涉及热容、焓、熵、自由能等概念,用于描述化学反应的热效应和平衡条件。
热力学定律包括热力学第一定律(能量守恒定律)和热力学第二定律(熵增定律)。
2. 动力学动力学是研究化学反应速率、反应速度方程和反应机理的学科。
它关注反应速率与反应物浓度、温度、催化剂等因素之间的关系。
通过动力学研究,可以确定反应的速率常数和反应级数,从而预测和控制化学反应的进行。
3. 量子化学量子化学是利用量子力学原理研究分子和原子的结构、性质和变化的学科。
它通过求解薛定谔方程来描述物质微观粒子的行为,并解释了许多化学现象,如键的形成、光谱学等。
量子化学对于研究化学反应的活化能和反应机理有重要意义。
4. 分子结构与光谱学分子结构与光谱学研究分子的构型、键长和键角等参数,以及分子在不同波长的光下的吸收、散射和发射谱线。
这些数据对于确定分子的结构和识别化合物具有重要意义。
常见的光谱学技术包括红外光谱、核磁共振光谱和质谱等。
5. 电化学电化学是研究电和化学反应之间相互关系的学科。
它包括电解池的构成、电极反应、电动势和电解质溶液等内容。
电化学可应用于电池、电解、电镀和电化学分析等领域,对于能源转换和环境保护具有重要意义。
6. 界面化学界面化学研究物质在界面上的相互作用和现象。
界面可以是液体与气体、液体与固体、液体与液体等之间的交界面,研究内容包括吸附、表面活性剂、胶体稳定性和界面反应等。
界面化学在化妆品、涂料、纳米材料等领域具有广泛应用。
7. 热力学统计热力学统计是将热力学和统计力学相结合的学科,用于解释热力学现象的微观机制。
考研必备物理化学核心知识点关键信息姓名:____________________________考研年份:______________________1、热力学第一定律11 基本概念111 系统与环境112 热力学平衡态113 状态函数114 过程与途径12 热力学第一定律的表述121 内能的变化与热和功的关系122 热力学第一定律的数学表达式13 体积功的计算131 恒外压过程体积功132 可逆过程体积功14 热的计算141 定容热142 定压热143 绝热过程热的计算2、热力学第二定律21 热力学第二定律的表述211 克劳修斯表述212 开尔文表述22 熵的概念221 熵的定义222 熵的物理意义23 熵变的计算231 简单物理变化过程熵变的计算232 相变过程熵变的计算233 化学反应熵变的计算24 热力学第三定律241 热力学第三定律的表述242 规定熵和标准熵3、多组分系统热力学31 偏摩尔量311 偏摩尔量的定义312 偏摩尔量的集合公式32 化学势321 化学势的定义322 化学势的判据33 理想气体混合物331 道尔顿分压定律332 阿马格分体积定律34 稀溶液的两个经验定律341 拉乌尔定律342 亨利定律35 理想稀溶液351 溶剂的化学势352 溶质的化学势36 非理想溶液361 活度和活度系数362 超额函数4、化学平衡41 化学反应的等温方程411 标准摩尔反应吉布斯函数412 化学反应的等温方程的推导42 平衡常数的表达式421 气相反应平衡常数422 液相反应平衡常数43 平衡常数的测定和计算431 平衡组成的测定432 平衡常数的计算方法44 温度对平衡常数的影响441 范特霍夫方程442 平衡常数与温度的关系图45 其他因素对化学平衡的影响451 压力的影响452 惰性气体的影响453 反应物配比的影响5、相平衡51 相律511 相律的表达式512 相律的应用52 单组分系统相图521 水的相图522 二氧化碳的相图53 二组分系统相图531 气液平衡相图532 液固平衡相图533 生成稳定化合物的相图534 生成不稳定化合物的相图54 三组分系统相图541 等边三角形坐标表示法542 部分互溶三组分系统的相图6、电化学61 电解质溶液611 法拉第定律612 离子的电迁移613 电导、电导率和摩尔电导率614 离子独立运动定律和离子的摩尔电导率615 电导的测定及其应用62 可逆电池621 可逆电池的条件622 可逆电池的热力学623 常见的可逆电池63 不可逆电池631 不可逆电池的热力学632 电极极化633 电解时的电极反应7、表面现象71 表面张力和表面能711 表面张力的定义和单位712 表面能的概念72 弯曲液面的附加压力721 附加压力的产生原因722 拉普拉斯方程73 毛细现象731 毛细现象的原理732 毛细现象的应用74 吸附741 物理吸附和化学吸附742 吸附等温线743 朗缪尔吸附理论8、化学动力学81 化学反应速率的表示方法811 反应进度812 反应速率的定义82 浓度对反应速率的影响821 速率方程822 反应级数823 一级反应824 二级反应825 零级反应83 温度对反应速率的影响831 阿仑尼乌斯方程832 活化能84 催化剂对反应速率的影响841 催化剂的特点842 催化作用的原理9、胶体化学91 胶体的制备和净化911 分散法912 凝聚法913 胶体的净化方法92 胶体的性质921 丁达尔效应922 布朗运动923 电泳和电渗93 胶体的稳定性和聚沉931 胶体稳定性的原因932 胶体的聚沉方法933 电解质对胶体聚沉的影响以上内容涵盖了考研物理化学的核心知识点,您应根据自身实际情况有针对性地进行学习和掌握。
大学物理化学知识点归纳一、物理化学的基本概念物理化学是研究物质的性质和变化规律的学科,它融合了物理学和化学的理论与方法,对于理解和探索物质世界具有重要意义。
二、物理化学的热力学1. 热力学基本概念:热力学研究物质在不同温度、压力和组成条件下的能量转化和热效应。
2. 热力学第一定律:能量守恒定律,描述了物质的内能和热交换之间的关系。
3. 热力学第二定律:能量的不可逆性原理,描述了自然界中能量转化的方向和过程的规律。
4. 熵的概念:熵是衡量系统混乱程度的物理量,与物质的排列和有序程度相关。
5. 自由能与平衡:自由能是描述系统稳定性和反应方向的指标,平衡状态下自由能取最小值。
三、物理化学的动力学1. 动力学基本概念:动力学研究物质内部结构与变化之间的关系,以及反应速率和反应机理等问题。
2. 反应速率与速率常数:反应速率描述了反应速度的快慢,速率常数与反应机理密切相关。
3. 反应平衡与化学平衡常数:反应平衡是指在一定条件下反应物与生成物浓度保持不变的状态,化学平衡常数决定了反应的平衡位置。
4. 反应机理与活化能:反应机理描述了反应的详细步骤和中间产物,活化能是指反应过程中所需的最小能量。
四、物理化学的量子化学1. 量子化学基本概念:量子化学研究微观粒子(如电子)在原子和分子尺度下的性质和行为。
2. 波粒二象性:微观粒子既具有波动性又具有粒子性,具体表现为波粒二象性。
3. 波函数与薛定谔方程:波函数是描述微观粒子状态的数学函数,薛定谔方程描述了波函数的演化和微观粒子的运动规律。
4. 量子力学的应用:量子力学提供了解释原子和分子结构、光谱学和化学键性质等的理论基础。
五、物理化学的电化学1. 电化学基本概念:电化学研究物质在电解质溶液中的电荷转移和电极反应等现象。
2. 电解与电解质:电解是指将化学物质转化为离子的过程,电解质是能够在溶液中导电的化合物。
3. 电流与电解质溶液:电流是指电荷流动的物理现象,电解质溶液中的电流与离子在电场中的迁移相关。
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。
化学物理知识点全总结1. 热力学热力学是研究物质在不同温度和压力条件下的能量转化和能量传递规律的学科。
其基本概念包括热力学系统、热力学过程、热力学状态函数和热力学平衡等。
在热力学中,最重要的是热力学定律和热力学函数。
(1)热力学定律:热力学定律是描述物质热力性质的基本规律,包括热力学第一定律(能量守恒定律)、热力学第二定律(熵增加定律)和热力学第三定律(绝对零度定律)。
(2)热力学函数:在热力学中,有许多重要的热力学函数,如内能、焓、自由能、吉布斯自由能等。
这些函数可以描述系统的热力学性质和热力学平衡条件,对于热力学系统的特性和行为具有重要作用。
2. 动力学动力学是研究物质在不同条件下的速率和机理的学科。
其基本概念包括反应速率、反应机理、动力学常数等。
在动力学中,最重要的是反应速率和反应动力学。
(1)反应速率:反应速率是描述化学反应在一定条件下发生速度的物理量。
它可以由反应物和生成物的浓度变化率来表示,通常用微分形式描述。
(2)反应动力学:反应动力学研究反应速率与反应条件、反应物浓度、温度等之间的关系。
它可以用动力学方程来描述,根据反应的不同阶次和机理,可以得到一阶反应、二阶反应、复合反应等不同类型的动力学方程。
3. 量子化学量子化学是研究微观世界中原子、分子和化学键的物理化学学科。
其基本概念包括波函数、薛定谔方程、分子轨道理论等。
在量子化学中,最重要的是波函数和分子轨道理论。
(1)波函数:波函数是量子力学中描述微观粒子状态的数学函数。
它可以用薛定谔方程来描述,包括定态薛定谔方程和时间无关薛定谔方程等不同类型的方程。
(2)分子轨道理论:分子轨道理论是量子化学中描述分子结构和性质的重要理论。
通过线性组合原子轨道(LCAO)的方法,可以得到分子的分子轨道和分子轨道能级,从而理解分子的电子结构和化学键特性。
除了上述几个基本知识点,化学物理学还涉及到电化学、表观化学、结构化学等多个领域。
它们的研究对象不仅包括原子、分子和化学反应,还包括晶体结构、表面界面、纳米材料等多种材料和物质。
一、基本概念1.系统与环境敞开系统:与环境既有能量交换又有物质交换的系统。
封闭系统:与环境只有能量交换而无物质交换的系统。
(经典热力学主要研究的系统)孤立系统:不能以任何方式与环境发生相互作用的系统。
2.状态函数:用于宏观描述热力学系统的宏观参量,例如物质的量n、温度T、压强p、体积V等。
根据状态函数的特点,我们把状态函数分成:广度性质和强度性质两大类。
广度性质:广度性质的值与系统中所含物质的量成正比,如体积、质量、熵、热容等,这种性质的函数具有加和性,是数学函数中的一次函数,即物质的量扩大a倍,则相应的广度函数便扩大a倍。
强度性质:强度性质的值只与系统自身的特点有关,与物质的量无关,如温度,压力,密度,摩尔体积等。
注:状态函数仅取决于系统所处的平衡状态,而与此状态的历史过程无关,一旦系统的状态确定,其所有的状态函数便都有唯一确定的值。
二、热力学第一定律热力学第一定律的数学表达式:对于一个微小的变化状态为:dU=公式说明:dU表示微小过程的内能变化,而δQ和δW则分别为微小过程的热和功。
它们之所以采用不同的符号,是为了区别dU是全微分,而δQ和δW不是微分。
或者说dU与过程无关而δQ和δW却与过程有关。
这里的W既包括体积功也包括非体积功。
以上两个式子便是热力学第一定律的数学表达式。
它们只能适用在非敞开系统,因为敞开系统与环境可以交换物质,物质的进出和外出必然会伴随着能量的增减,我们说热和功是能量的两种传递形式,显然这种说法对于敞开系统没有意义。
三、体积功的计算1.如果系统与环境之间有界面,系统的体积变化时,便克服外力做功。
将一定量的气体装入一个带有理想活塞的容器中,活塞上部施加外压。
当气体膨胀微小体积为dV时,活塞便向上移动微小距离dl,此微小过程中气体克服外力所做的功等于作用在活塞上推力F与活塞上移距离dl的乘积因为我们假设活塞没有质量和摩擦,所以此活塞实际上只代表系统与环境之间可以自由移动的界面。
第二章热力学第一定律1. 系统①隔离系统(孤立系统):没有物质和能量交换 ②封闭系统:只有能量交换③敞开系统(开放系统):既有物质交换,又有能量交换 2. 状态函数分类①广度量(广度性质):与物质数量成正比,有加和性,数学上是一次齐函数 ②强度量(强度性质):与物质数量无关的性质,不具有加和性 *任何两个广度性质之比得出的物理量则为强度量 3.过程分类①恒温过程:T=T 环境=定值②恒压过程:P=P 环境=定值(过程中压强均相等且不变) ③等压过程:P 1 = P 2 = P amb = 常数 ④恒容过程:V=定值⑤绝热过程:系统与环境无热交换,Q=0⑥循环过程:系统从始态出发经一系列变化又回到始态的过 ⑦自由膨胀过程(向真空膨胀):P amb (环境压强)=0 ,δW=0⑧可逆过程:将推动力无限小、系统内部及系统与环境之间在无限接近平衡条件下进行的过程。
即P amb =P 系统+dp ,且d p ≈0 4.功和热 (1)功:途径函数①体积功 W=⎰-2V1V am b dV p ,系统得到环境所作功,W >0;系统对环境作功,W <0②可逆功W=⎰-2V 1V pdV(2)热:途径函数,若系统从环境吸热,Q >0;若系统向环境放热,Q <05.热力学能(内能):指系统内部的所有粒子全部能量的总和,包括系统内分子平动、转动、振动能和势能等,即内能,用U 表示,U=f (T,V ),则有:dV )VU(dT )T U (dU T V ∂∂+∂∂= *理想气体时,U=f (T ),恒温过程,0)VU(T =∂∂,即△U=05.热力学第一定律封闭体系:△U=Q+W 或dU=δQ +δW6.焓 H=U+pV , △H=△U+△(pV )=△U+△(nRT ),H=f (p,T ),则有:dp )PH(dT )T H (dH T p ∂∂+∂∂=, ①凝聚态变化过程时,因△(pV )≈0,故△U ≈⎰=∆2T 1T m ,p dT C n H②理想气体时,H=f (T ),恒温过程,0)VH(T =∂∂,即△U=0 7.恒容热、恒压热①恒容热:Q V =△U 或δQ V = dU (dV=0,W ′=0),即系统进行恒容且无非体积功的过程中与环境交换的热,Q V 只取决于系统的始、末态②恒压热:Q p =△H 或δQ p = dH (恒压dp=0或等压,W ′=0),即系统进行恒压且无非体积功的过程中与环境交换的热,Q V 只取决于系统的始、末态 8.摩尔热容①摩尔定容热容(C V ,m ) 定义式:C V ,m =v m v v )TU()T U (n 1dT Q n 1∂∂=∂∂=δ,单位:J ·mol -1·K -1应用:理想气体单纯pVT 变化过程dU=dT nC dT )TU(m ,v V =∂∂或⎰=∆2T 1T m,v dT Cn U当恒容时,Q V =⎰=∆2T 1T m ,v dT C n U②摩尔定压热容(C p ,m ) 定义式:C p ,m =p m p p )TH()T H (n 1dT Q n 1∂∂=∂∂=δ,单位:J ·mol -1·K -1应用:理想气体单纯pVT 变化过程dH=dT nC dT )TH(m ,p p =∂∂或⎰=∆2T 1T m,p dT CnH当恒压时,Q p =⎰=∆2T 1T m ,p dT C n H③C V ,m 与C p ,m 关系C p ,m -C V ,m =p m T m m T V p V U ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂,理想气体:C p ,m -C V ,m =R 常温下,理想气体,单原子C V ,m =R 23,双原子C V ,m =R 259.相变焓①摩尔相变焓:(恒压无非体积功)m ,p m Q H =∆βα;纯物质两相平衡,T 、P 一定,)T (f H m =∆βα同一种物质、相同条件下互为相反的两种相变过程,m m H H αββα∆-=∆②摩尔相变焓随温度的变化:⎰∆+∆=∆TT m ,p 0m m dTC )T (H )T (H βαβαβα10.化学反应焓 (1)反应进度:BBn νξ∆=(2)摩尔反应焓B B m r H H ν∑=∆,)p ,T (f H m r =∆ (3)标准摩尔反应焓①标准态:气态,任意T ,kPa 100p =Θ下表现出理想气体性质的纯气体状态 液体或固体,任意T ,kPa 100p =Θ的纯液体或纯固体状态②标准摩尔反应焓)T ,,B (H )T ,,B (H )T (f )T (H )T (H mC B m f B B B m r βνβννΘΘΘΘ∆∑-=∆∑==∑=∆ 【说明】)T ,,B (H m f βΘ∆摩尔生成热,即1B =ν,稳定相态的单质的)T ,,B (H mf βΘ∆=0 )T ,,B (H mc βΘ∆摩尔燃烧热,即1B -=ν,自然燃烧产物为C →CO 2(g)、H →H 2O (l )、N →N 2(g )、S →SO 2(g ),所以产物CO 2(g)、H 2O (l )、N 2(g )、SO 2(g )等的)T ,,B (H mc βΘ∆=0 ③RT Q Q )g (B m ,v m ,p ν∑=-④)T (f )T (H m r =∆Θ——基希霍夫公式:⎰∆+∆=∆ΘΘTK15.298m ,p r mr m r dT C )K 15.298(H )T (H 或m ,p r m r C dT)T (H d ∆=∆Θ⑤非恒温反应过程热(最高温度)计算恒压燃烧所能达到的最高火焰温度计算依据:Q p =△H=0(恒压、绝热) 恒容燃烧(爆炸)反应所能达到的最高温度依据:Q V =△H=0(恒容、绝热) 11.可逆体积功可逆过程有,P amb =P 系统+dp ≈P 系统 (dp ≈0) 所以 ⎰⎰-=-=2V 1V 2V 1V amb r pdV dV P W①理想气体恒温可逆体积功:21122V 1V 2V 1V r ,T P Pln nRT V V ln nRT dV V nRT pdV W -=-=-=-=⎰⎰②理想气体绝热可逆体积功:理气绝热可逆过程方程式1TV-γ=常数、γpV =常数、γγ-1Tp=常数⎪⎪⎭⎫⎝⎛--=-=--⎰1112112V 1V r ,a V 1V 11V p pdV W λγγγ或)T T (nC U W 12m ,V r ,a -=∆= 12.节流膨胀与焦耳-汤姆逊实验①焦耳-汤姆逊实验:绝热条件下,气体的始末态压力分别保持恒定不变情况下的膨胀过程,称节流膨胀②节流膨胀的热力学特征:节流膨胀为恒焓过程,足够低压的气体(可视为理气)经节流膨胀后温度基本不变。
物理化学知识点归纳物理化学是研究物质的物理性质、结构和化学反应规律的一门科学。
下面是一些常见的物理化学知识点的归纳,供参考。
1. 热力学:热力学是研究物质能量转化和平衡状态的一门科学。
常见的概念包括热力学系统、热力学过程、热力学参数等等。
2. 热力学第一定律:热力学第一定律是能量守恒定律在热力学中的表现,即能量不能被创造或被毁灭,只能由一种形式转化为另一种形式。
3. 热力学第二定律:热力学第二定律是研究热转移方向的一条基本规律。
它表明热能是从高温体传向低温体的过程,而不是相反的方向。
4. 热力学第三定律:热力学第三定律是指在绝对零度下,所有物质的熵为0,这也是指物质在0K时达到的最低可能状态。
5. 理想气体状态方程:理想气体状态方程是PV=nRT,其中P为压强,V为体积,n为物质的物质量,R为气体常数,T为绝对温度。
6. 相图和相变:相图是物质在不同温度和压力下的物态图,相变则是物质在不同条件下从一种物态转化为另一种物态的过程。
7. 热力学循环:热力学循环是指暴露在高温和低温环境中的系统,在一定数值条件下的能量转移过程。
常见的热力学循环有卡诺循环、斯特林循环等。
8. 反应动力学:反应动力学是研究化学反应速率和反应过程进展的一门科学。
常见的概念包括反应速率常数、反应级数等等。
9. 活化能:活化能是指化学反应中反应物转化为生成物所需要的最小能量。
它可以用来描述化学反应难度和速率的大小。
10. 化学平衡和平衡常数:化学平衡是指化学反应达到动态平衡状态,反向反应速率等于正向反应速率时的状态。
平衡常数可以用来量化反应平衡状态的强弱。
11. 热力学稳定性:热力学稳定性是指物质在一定条件下保持稳定状态的能力。
它是物质稳定性的一个基本特征,也可以用来判断化学反应的可行性。
12. 溶液化学:溶液化学是研究物质在溶液中的相互作用和化学反应的一门科学。
常见的概念包括溶解度、电解质、非电解质等等。
13. 离子产生平衡常数:离子产生平衡常数是指在水溶液中一种弱电解质的分解到离子和离子再结合的平衡常数。
物理化学知识点归纳文档编制序号:[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]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。
△ U=⎰21,v T T m dT nC =)(12,v T -T m nC 式中m C ,v 为摩尔定容热容。
此式适用于n 、C V,m 恒定,理想气体单纯p 、V 、T 变化的一切过程。
4. 热容 (1) 定义当一系统由于加给一微小的热容量δQ 而温度升高dT 时,δQ/dT 这个量即热容。
(2) 摩尔定容热容C V ,m C V ,m =C V /n=(TU mаа)V (封闭系统,恒容,W 非=0) (3)摩尔定压热容C p,m C p,m ==n p C P⎪⎭⎫⎝⎛T H m аа (封闭系统,恒压,W 非=0) (4) C p, m 与 C V ,m 的关系系统为理想气体,则有C p, m —C V ,m =R 系统为凝聚物质,则有C p, m —C V ,m ≈0(5)热容与温度的关系,通常可以表示成如下的经验式 C p, m =a+bT+cT 2 或C p, m =a+b`T+c`T -2式中a 、b 、c 、b`及c`对指定气体皆为常数,使用这些公式时,要注意所适用的温度范围。
(6)平均摩尔定压热容C p,mC p,m =⎰21,T T m p dT nC (T 2-T 1)四、理想气体可逆绝热过程方程上式γ=m C ,p /m C ,v ,称为热容比(以前称为绝热指数),以上三式适用于m C ,v 为常数,理想气体可逆绝热过程,p,V,T 的计算。
五、反应进度 ξ=△n B /v B上式适用于反应开始时的反应进度为零的情况,△n B =n B -n B ,0,n B ,0为反应前B 的物质的量。
νB 为B 的反应计算数,其量纲为1。
ξ的单位为mol 。
六、热效应的计算 1.不做非体积功的恒压过程 Q p =△H=⎰21,T T m p dT nC2.不做非体积功的恒容过程 Q v =△U=⎰21,v T T m dT nC3.化学反应恒压热效应与恒容热效应关系 Q p - Q v =(△n)RT4.由标准摩尔生成焓求标准摩尔反应焓变Θm rH △=∑ΘBm f B )(H vB △5由标准摩尔燃烧焓求标准摩尔反应焓变Θm rH △=—∑ΘBm C )(H B v B △6. m rH △与温度的关系 基希霍夫方程的积分形式Θm rH △(T 2)= Θm rH △(T 1)+ ⎰Θ21)(,T T m p dT B rC △基希霍夫方程的微分形式d Θm rH △=△r Θm p ,C dT=∑ΘBm p B vBC )(,七、体积功 (1)定义式或 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 WV V =-=-=⎰ 适用于理想气体恒温可逆过程。
(5) ,m 21()V WU nC T T =∆=- 适用于,mV C为常数的理想气体绝热过程。
典型题示例1-1 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。
求整个过程的W 、Q 、△U 及△H 。
已知该气体的C V ,m 恒定为• •K -1。
解题思路:需先利用理想气体状态方程计算有关状态: (T 1=27℃, p 1=101325Pa ,V 1)→(T 2=27℃, p 2=p 外=,V 2=) →(T 3=97℃, p 3=,V 3= V 2)1-2水在 -5℃ 的结冰过程为不可逆过程,计算时要利用0℃ 结冰的可逆相变过程,即H 2O (l ,1 mol ,-5℃ ,θp(s ,1 mol ,-5℃,θp ) ↓△H 2H 2O (l ,1 mol , 0℃,θp (s ,1 mol ,0℃,θp ) ∴ △H 1=△H 2+△H 3+△H 41-3 在 时,使 5.27 克的甲醇(摩尔质量为32克) 在弹式量热计中恒容燃烧,放出 的热量。
忽略压力对焓的影响。
(1) 计算甲醇的标准燃烧焓 θm c H ∆。
(2) 已知时 H 2O(l) 和CO 2(g)的标准摩尔生成焓分别为- kJ·mol -1 、-kJ·mol -1,计算CH 3OH(l)的θm f H ∆。
(3) 如果甲醇的标准蒸发焓为 ·mol -1,计算CH 3OH(g) 的θm f H ∆。
解:(1) 甲醇燃烧反应:CH 3OH(l) +23O 2(g) → CO 2(g) + 2H 2O(l)θm c U ∆=- kJ/32)mol =- kJ·mol -1θm c H ∆=θm c U ∆+∑RT v )g (B= (--×××10-3)kJ·.mol -1 =- kJ·mol -1(2) θm c H ∆=θm f H ∆(CO 2) + 2θm f H ∆(H 2O )-θm f H ∆ [CH 3OH(l)] θm f H ∆[CH 3OH (l)] =θm f H ∆ (CO 2) + 2θm f H ∆ (H 2O )-θm c H ∆= [-+2×(--(- ] kJ·mol -1 =- kJ·mol -1(3) CH 3OH (l) →CH 3OH (g) ,θm vap ΔH= kJ·.mol -1 θm f H ∆[CH 3OH (g)] =θm f H ∆[CH 3OH (l)] +θmvap H ∆ = (-+kJ·.mol -1=- kJ·mol -1第三章 热力学第二定律一、 卡诺循环 1. 热机效率η=-W/Q 1=(Q 1+Q 2)/Q 1=(T 1-T 2)/T 1式中Q 1和Q 2分别为工质在循环过程中从高温热源T 1吸收热量和向低温热源T 2放出热量这两个过程的可逆热。
此式适用于在两个不同的温度之间工作的热机所进行的一切可逆循环。
2.卡诺循环所有工作于两个确定温度之间的热机,以可逆热机效率最大。
η1r ηr即是Q 1/T 1+Q 2/T 2 ≤0⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=<可逆循环不可逆循环式中T 1、T 2为高低温热源的温度。
可逆时等于系统的温度。
二、热力学第二定律 1.克劳修斯说法“不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响。
” 2.开尔文说法“不可能从单一热源吸取热量使之完全转变为功而不产生其他影响。
” 三、熵 1.熵的定义 d S def δQ r /T式中Q r 为系统与环境交换的可逆热,T 为可逆热δQ r 时系统的温度。
2.克劳修斯不等式dS ⎭⎬⎫⎩⎨⎧>=,不可逆过程δ,可逆过程δT Q T Q //3.熵判据△S iso =△S sys +△S amb ⎭⎬⎫⎩⎨⎧=>,可逆不可逆0,0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,这称为熵增原理。
此式只适用于隔离系统。
四、熵变的计算 1.单纯的PVT 变化过程中无相变化和化学变化,W`=0,可逆。
△S=⎰21T Q rδ=⎰+21T pdV dU =⎰+21TVdp dH理想气体系统 △S=nC V,m ln12T T +nRln 12V V = nC p,m ln 12T T - nRln 12p p = n C p ,m l n 12V V + n C V ,m ln 12p p恒温(T 1=T 2)△S= nRln12V V =- nRln 12p p恒压(p 1=p 2)△S= nC p,m ln12T T = n C p ,m l n 12V V恒容(V 1=V 2)△S= nC V,m ln 12T T = n C V ,m ln 12p p凝聚相系统△S=⎰21TQ rδ 恒容△S =T ,v 21dT nC m T T ⎰恒压△S=⎰21T,T Tm p dT nC恒温△S=δQ r /T 2.相变化可逆变化βα△S=βα△H/T不可逆相变,通常设计一条要包括可逆相变步骤在内的可逆途径,此可逆途径的热温熵才是该不可逆过程的熵变。
3.环境熵差及隔离系统熵差的计算△S amb =ambr T Q ⎰⎪⎭⎫ ⎝⎛21δ= Q amb / T amb =- Q sys / T amb△S iso =△S amb +△S sys 4.化学反应的标准反应熵Θm rS △=—∑ΘBm )(B S v B若在温度区间T 1~T 2内,所有反应物及产物均不发生相变化,则m rS △(T 2)=m rS △(T 1)+dT B C v T T m p B ⎰∑21T)(,B五、热力学第三定律 0KT lim →*S m (完美晶体,T)=0或 *S m (完美晶体,0K )=0上式中符号*代表纯物质。