专接本物理化学复习

专接本物理化学复习第一章 气体的 pVT 性质本章小结本章讨论了理想气体和实际气体的性质及有关它们 行为的计算pVT方法。1. 理想气体 理想气体状态方程式 mpVnRTpVRT或在任何温度、压力下均服从理想气体状态方程式的气体称为理想气体。理想气体在自然界中并不存在，它是实际气体当 时的极限情0p况。低压气体的 行为可以用理想气体状态方程式近似计算。pVT应用理想气体状态方程式不仅能求出理想气体的 行为，而且能pVT求出理想气体的一些其它性质如密度 、摩尔质量 等。M理想气体微观模型：分子间无任何相互作用力；分子本身不占有体积。 理想气体混合物的性质 道尔顿分压定律 ，此定义仅适用于理想气体混合物BRTpnV（a）分压的定义 Bdefpxp此定义不仅适用于理想气体混合物，也适用于实际气体混合物。（b）分压定律 Bp 阿马加分体积定律（a）分体积的定义 BdefRTVnp对理想气体混合物来说，上式定义的分体积即为混合气体中组分 B气体单独存在并与混合气体同温同压时所占有的体积。（b）分体积定律 BV 混合物的平均摩尔质量 mixBM2. 实际气体由于实际气体分子之间存在相互作用力和分子本身占有体积，因此并不严格服从理想气体状态方程式。总的来说，压力越大，温度越低，偏离的程度越大。不同的实际气体，因性质的差异，在同样的 条件下，pT,偏差情况也有所不同。 实际气体的两个重要性质 饱和蒸气压：在指定温度下，当气液平衡共存时，液体上方蒸气的压力被称为该液体在该温度下的饱和蒸气压 。饱和蒸气压随温sp度升高而增大。 临界点和临界常数：在实际气体的 图上，液体和气体密度mVp相同的点被称为临界点。该点所对应的温度、压力、摩尔体积分别被称为临界温度 、临界压力 和临界摩尔体积 。临界温度是气体能被液化cTcpmc,的最高温度。临界常数是物质的特性参数。 实际气体 行为的计算V 低压下用理想气体状态方程式作近似计算 中等压力以下用范德华方程式（或其它实际气体状态方程式）作近似计算。或 m2()(apVbRTnRTbVanp)(2 中等压力或更高压力下用普遍化压缩因子图作近似计算。（a）压缩因子的定义或 defmpVZRTdefpVZnRT（b）对应状态原理定义物质的对比温度 、对比压力 、对比体积 如下：r rprVdefrc,Tdefrc,pdefmrc,V经验表明，当各实际气体的两个对比参数相同时，第三个对比参数也近于相同。根据对应状态原理，各实际气体在相同的对应状态下， 值几乎相Z同。因此，只要求出实际气体在某一状态下的对比参数，便可以从普遍化因子图上求得 值，然后代入 的定义式，便可得到在该状态下实际ZZ气体的 关系。pVT习题填空题1若实际气体在一定的条件下其分子间引力可以忽略不计，但分子本身占有体积，则其状态方程可写为 。 pVRTbp选择题1用 130的水蒸气(蒸气压为 2.7p )与 1200的焦炭反应生成水$煤气:C+H 2OCO+H 2,如果通入的水蒸气反应掉 70%,问反应后混合气体中 CO 的分压力为多少?设总压 2.7 不变。 （ B ）$(A) 0.72 （B） 1.11 p$ p$(C) 2.31 （D） 1.72 $ $2. 某真实气体的体 积小于同温同 压同量理想气体的体积，则其压缩因子 Z c 。（a）等于 0 (b) 等于 1 (c)小于 1 (d)大于 13关于物质临界状态的下列描述中，不正确的是（ ） 。A在临界状态，液体和蒸气的密度相同，液体与气体无区别B每种气体物质都有一组特定的临界参数C在以 p、V 为坐标的等温线上，临界点对应的压力就是临界压力D临界温度越低的物质，其气体越易液化4. 25时，在 、 两个抽空的密闭容器中分别装入 和 的水。AB 10g2当达到气液平衡时，两个容器中饱和水蒸气的压力 与 的关系 为（ AspBs）。（a） ; (b) ; (c) ; (d)不能确定。AspBsAspBs AspBs简答题气体的压力分数、体积分数、摩尔分数间的关系？ BBpVny总 总 总第二章 热力学第一定律本章小结1基本概念 系统和环境：被划定的研究对象称为系统。系统以外与系统相联系的部分称为环境。系统可以分为三类： 封闭系统，系统和环境之间无物质交换但有能量交换； 隔离系统（或孤立系统） ，系统和环境之间既无物质交换又无能量交换； 敞开系统，系统和环境之间既有物质交换又有能量交换。 状态和状态函数：状态即热力学状态，是静止的系统内部的状态，可以用系统的性质来描述。在热力学上把仅取决于现在所处状态而与过去的历史无关的系统的宏观性质叫做状态函数，状态函数具有全微分的性质。 系统的性质：物质的性质分为宏观性质和微观性质，热力学中讨论的是宏观性质（简称性质） 。系统的性质分为两类：一类是广度量（广度性质） ，其数值与系统中物质的数量成正比，如 V，C p，U，H 等。广度量具有加和性；另一类是强度量（强度性质） ，其数值取决于系统自身的性质，与系统中物质的量无关，如 T，p， 等。经验表明在一个一定量的纯物质单相系统中，只要指定任意两个系统性质 x，y 作为两个独立变量，则系统的其它任一性质 X 也就确定了，即 X=f(x , y)。一般来说，两个变量选为 T，p。 热力学平衡态：系统内部处于热平衡、力平衡、相平衡和化学平衡的状态，称为热力学平衡态。 过程和途径：系统从某一状态变化到另一状态的经历称为过程。过程前的状态称为始态，过程后的状态称为末态。而将实现这一过程的具体步骤称为途径。实现同一始末态的过程可以有不同的途径，并且一个途径可由一个或几个步骤所组成。系统内部及系统与环境之间在一系列无限接近平衡条件下进行的过程称为可逆过程。反之，则为不可逆过程。 热和功：由于温度不同，在系统和环境之间交换的能量称为热。其它各种形式被交换的能量称为功。2热力学第一定律文字表述：系统从始态到末态，内能的增量等于系统从环境吸收的热与得到的功之和。数学表示式：U = Q + W或 dU =Q +W =Q pambdV +W规定系统吸热为正，放热为负。系统得功为正，对环境作功为负。式中 pamb 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。热力学第一定律应用于理想气体时，通过焦耳实验得到理想气体的内能和焓都仅是温度的函数的结论。应用于真实气体时，通过焦耳汤姆逊实验得到实际气体的内能和焓不仅是温度的函数，还与压力有关。3体积功 定义式W = pambdV 或 W = p ambdV 恒外压过程W = pamb(V2V 1) 理想气体恒压过程W = p(V2 V1) = nR (T2T 1) 理想气体恒温可逆过程 )/ln()/ln( 121221 pRRTpdV C V , m 为常量的理想气体绝热过程W =U = nCV , m (T2T 1) 4热力学能（又称内能） 热力学能也称为内能，是系统内部一切能量的总和。包括系统内分子的平动能、转动能、振动能、电子结合能、原子核能，以及分子间相互作用的势能等。U = U 分子的平动能 +U 转动能 +U 振动能 +U 势能 +U 原子核 +U 电子 + 符号 U，具有能量的量纲，单位：J。 定义式：U = U 2U 1 = W(Q=0) 特点： 内能是系统的宏观性质，是状态函数，具有状态函数特点；U=f(T, V), 全微分表示： dVUdTdUTV 内能 U 是广度量，与物质的数量有关，具有加和性； U 的绝对值不能求，只能求其变化值。 热力学能变 TdC nUVm,21此式适用于理想气体单纯 pVT 变化的一切过程；或真实气体，纯液、固态物质恒容时，只有 p、 T 变化的过程。 在某些特定的条件下，系统的U 在数值上与 Q、 W 相同。U = Q V （封闭系统，dV = 0，W = 0）U = W （封闭系统，Q = 0）5焓 焓的定义式： H U + pV系统的焓等于系统的热力学能与系统的压力、体积乘积之和。注意：pV 体积功。 焓具有能量的量纲，单位：J。 焓的特点 焓是状态函数，具有状态函数特点；H = H 2H 1H=f(T, p)，全微分表示： dpHdTdTp 焓是广度量，具有加和性； H 的绝对值不能求，只能计算改变值。 焓变 对于微小的变化： dH = dU + d(pV) = dU +Vdp + pdV 对于有限的变化： H = U + (pV) = U + p V+V p式中 (pV)为 pV 乘积的增量，只有在恒压下 (pV) = p(V2V 1)在数值上等于体积功。 TdC nHpm,21此式适用理想气体单纯 pVT 变化的一切过程；或真实气体的恒压变温过程；及纯液、固态物质压力变化不大的变温过程。 在恒压、非体积功为 0 的条件下，系统的焓变 H 与恒压热Qp 在数值上相同。Qp=H （封闭系统，dp=0 ，W=0） 摩尔相变焓与温度的关系 TdCTHTmpmm ,12 21)()(或 pp,/式中 C p , m= Cp , m()C p , m()，上式适用于恒压相变过程。是由一个温度的摩尔相变焓求另一个温度的摩尔相变焓的公式。 标准摩尔反应焓 )B,(，)B,()( mcBmfBmr TH=TH=TH式中 及 分别为物质 B 的标准摩尔生成焓和标准摩尔燃)(B,mf )(,c烧焓。上式适用于 =1mol，在标准状态下的反应。 与温度的关系 基希霍夫定律mrHm,rmrd/pCTH式中 ，适用于恒压反应。(B)Bmr mp,p,C将此式积分，在温度区间 T1 至 T2 内，若所有反应物及产物均不发生相变化，则有： TCHp,Td)()( mr1mr2mr 216热容 定压热容和定容热容 ppp TH=T/QC)/(dVVVU 摩尔定压热容和摩尔定容热容 ppp T/nC=)/(mm，VVV,上式分别适用于无相变化、无化学变化、W=0 的恒压和恒容过程。 质量定压热容（比定压热容） ppp T)h/(=/MC/m=c ,式中 m 及 M 分别为物质的质量和摩尔质量， h 称为比焓。其单位为kJkg-1。 对于理想气体：Cp , mC V , m=R 摩尔定压热容与温度的关系Cp , m= a + bT + cT 2 + dT 3式中 a，b，c 及 d 对指定气体皆为常数。 平均摩尔定压热容 12, d21TCmpmp 混合物的摩尔定压热容 (B)(),B)(, mpmixpCyC式中 y(B)为物质 B 的摩尔分数。7理想气体绝热可逆过程方程 1)(，1212/V/T=/(p)( 1212/p上式中 =Cp , m/CV , m，称为热容比，适用于理想气体绝热可逆过程p，V，T 的计算。8反应进度 B/vn=上式适用于反应进度从零开始时的情况，n B = nBn B,0，n B,0 为反应前B 的物质的量。 B 为 B 的化学计量数，其量纲为一。 的单位为 mol。9节流膨胀系数又称为焦耳汤姆逊系数，