物化第一章(热化学)

物化公式归纳 第一章 化学热力学基础 公式总结1.体积功 We = －Pe △V2．热力学第一定律的数学表达式 △U = Q + W 3．n mol 理想气体的定温膨胀过程.定温可逆时：Wmax=-Wmin=4.焓定义式 H = U + PV在封闭体系中，W ′= 0，体系发生一定容过程 Qv = △U在封闭体系中，W ′= 0，体系发生一定压过程 Qp = H2 – H1 = △H5.摩尔热容 Cm ( J ·K-1·mol-1 ): 定容热容 CV（适用条件 :封闭体系、无相变、无化学变化、 W ′=0 定容过程适用对象 : 任意的气体、液体、固体物质 ）定压热容 Cp（适用条件 :封闭体系、无相变、无化学变化、 W ′=0 的定压过程适用对象 : 任意的气体、液体、固体物质 ）单原子理想气体： Cv,m = 1.5R , Cp,m = 2.5R 双原子理想气体： Cv,m = 2.5R , Cp,m = 3.5R 多原子理想气体： Cv,m = 3R , Cp,m = 4RCp,m = Cv,m + R6.理想气体热力学过程ΔU 、ΔH 、Q 、W 和ΔS 的总结⎰=∆21,T T m p dTnC H 1221ln ln P PnRT V V nRT =nCC m =⎰=∆21,T T m V dTnC U7.定义:△fHm θ(kJ ·mol-1)-- 标准摩尔生成焓△H —焓变； △rHm —反应的摩尔焓变 △rHm θ—298K 时反应的标准摩尔焓变；△fHm θ(B)—298K 时物质B 的标准摩尔生成焓； △cHm θ(B) —298K 时物质B 的标准摩尔燃烧焓。

8.热效应的计算由物质的标准摩尔生成焓计算反应的标准摩尔焓变 △rH θm = ∑νB △fH θm ,B 由物质的标准摩尔燃烧焓计算反应的标准摩尔焓变 △rH θm = -∑νB △cH θm ,B 9.Kirchhoff （基尔霍夫） 方程△rHm (T2) = △rHm (T1) + 如果 ΔCp 为常数，则 △rHm (T2) = △rHm (T1) + △Cp ( T2 - T1)10.热机的效率为 对于卡诺热机= 可逆循环过程 < 不可逆循环过程11.熵变定义式 (体系经历一可逆过程的热温商之和等于该过程的熵变.)12.热力学第二定律的数学表达式(不等式中, “ > ”号表示不可逆过程 , “ = ” 号表示可逆过程 “ T ”—环境温度 , 对可逆过程也是体系温度. )13.熵增原理 (孤立体系的熵永不减少) △S 孤立 ≥ 0 > 不可逆过程, 自发过程 = 可逆过程, 体系达平衡.对于封闭体系△S 孤立 = △S 封闭 + △S 环境 ≥ 0 > 不可逆过程, 自发过程 = 可逆过程, 体系达平衡14.定温定压的可逆相变15.化学反应熵变的计算 △rS θm = ∑νBS θm ,B16.△rH θm 和△rS θm 与温度的关系：△rH θ m (T2) = △rH θ m (T1) +△rS θ m (T2) = △rS θ m (T1) +1211Q Q Q Q W R +=-=ηdTC p T T ⎰∆21121211Q Q Q Q Q Q W +=+=-=η121T T T -=02211≤+T Q T Q RBAA B TQS S S )(δ⎰=-=∆∑≥∆ii i T Q S (δTQdS δ≥环体环环环境T Q T Q S -==∆相变，相变T H n S m ∆=∆dTC p T T ⎰∆21d TTC pT T ∆⎰21第二章 自由能、化学势和溶液 公式1．第一和第二定律的联合公式为2．吉布斯自由能定义式G = U + PV – TS = H – TS △G ＝ △H －T △S（G----体系的状态函数, ( J ) , 绝对值无法测量 ） 3．在定温定压下，有如下关系： ΔG=W’最大4．吉布斯自由能判据< 不可逆过程, 自发过程 = 可逆过程, 平衡态 > 反方向为自发过程56定压下．对任意相变或化学变化 7．定温物理变化∆G 的计算（W’＝0的封闭体系） . 理想气体定温过程0≥'+--W dV P dU dS T e e δ0,,≤'W P T dG 0,,≤∆'W P T G S TGP ∆-=∂∆∂(⎰⎰===∆212112ln P P P P T P PnRT dP P nRT dP V G. 纯液体或纯固体的定温过程. 定温定压可逆相变 dG = -SdT + VdP dT ＝0 dP ＝0 ∆G T , P, W' = 0 。

第一章热力学第一定律与热化学一、思考题1．什么是内能？它的基本性质是什么？1．内能是体系内部能量的总和。

但由于人类对物质的内部结构还不完全清楚，故内能绝对值是无法得知的，但体系状态一定，内能则一定，体系中物质的量越多，内能也越大，故内是体系的性质，并且是广延量。

2．可逆过程的特点是什么？为什么要介绍可逆过程？2．可逆过程的特点有三个：①体系从始态到终态，过程是以无限接近平衡状态下进行的；②循与过程原来途径相反方向进行，体系与环境完全恢复原来状态；③在可逆过程中，体系做最大功。

3．指出下列公式适用的条件（1）H=U+pV 答：封闭体系，平衡态。

（2）ΔH=Q p，ΔU=Q V答：前者：封闭体系，平衡态，不作非体积功，定压过程；后者：封闭体系，平衡态，不作非体积功的定容过程。

（3）W=nRTlnV2/V1答：封闭体系，平衡态，不作非体积功，理想气体的定温可逆过程。

（4）W=pΔV 答：封闭体系，平衡态，不作非体积功，定外压过程。

（5）PVγ=常数答：封闭体系，平衡态，不作非体积功，理想气体的绝热可逆过程。

（6）W=pV2-pV1/γ-1答：封闭体系，平衡态，不作非体积功，理想气体的绝热过程。

3．判断下列说法是否正确：（1）状态固定后，状态函数都固定，反之亦然。

（对）（2）状态函数改变后，状态一定改变。

（对）（3）状态改变后，状态函数一定都改变。

（错）（4）因为ΔU=Q p，ΔH=Q V，所以Q p、Q V是特定条件下的状态函数。

（错）（5）若理想气体反抗1个大气压作绝热膨胀，则ΔH= Q p =0。

（错，这是一个定外压过程，不是定压过程。

）=-C VΔT，W可逆=-C VΔT，所以W不可逆= W可逆。

（6）理想气体绝热变化过程中，W不可逆（错，从同一始态出发，经绝热可逆和绝热不可逆两条途径不可能到达同一终态。

可逆过程因做功多，而温度下降较大，故ΔT不同；）（7）体系从状态A变化到状态B，若ΔT=0，则Q=0无热量交换。

第一章化学热力学基础1.1 本章学习要求1. 掌握化学热力学的基本概念和基本公式2. 复习热化学内容；掌握Kirchhoff公式3. 掌握熵变的计算；了解熵的统计意义1.2内容概要1.2.1热力学基本概念1. 体系和环境体系（system）:热力学中，将研究的对象称为体系。

热力学体系是大量微观粒子构成的宏观体系。

环境（surroundings）：体系之外与体系密切相关的周围部分称作环境。

体系与环境之间可以有明显的界面，也可以是想象的界面。

①敞开体系（open system）：体系与环境间既可有物质交换，又可有能量交换。

②封闭体系（closed system）：体系与环境间只有能量交换，没有物质交换。

体系中物质的量守恒。

③孤立体系（isolated system）：体系与环境间既无物质交换，又无能量交换。

2. 体系的性质（property of system）用来描述体系状态的宏观物理量称为体系的性质（system properties）。

如T、V、p、U、H、S、G、F等等。

①广度性质（extensive properties）：体系这种性质的数值与体系物质含量成正比，具有加和性。

②强度性质（intensive properties）：这种性质的数值与体系物质含量无关，无加和性。

如T、p、d（密度）等等。

3. 状态及状态函数状态（state）：是体系的物理性质及化学性质的综合表现，即体系在一定条件下存在的形式。

热力学中常用体系的宏观性质来描述体系的状态。

状态函数（state function）：体系性质的数值又决定于体系的状态，它们是体系状态的单值函数，所以体系的性质又称状态函数。

根据经验知，一个纯物质体系的状态可由两个状态变量来确定，T、p、V是最常用的确定状态的三个变量。

例如，若纯物质体系的状态用其中的任意两个物理量（如T、p）来确定，则其它的性质可写成T、p的函数Z = f (T、p)。

状态函数的微小变化，在数学上是全微分，并且是可积分的。