大学物理化学总结PPT学习教案

1、会计学1大学物理化学总结大学物理化学总结21TTvvvvdTCQdTCQ或21TTpppPdTCQdTCQ或RTnQQgvppmrTEzFTQ)(,3. 恒容热恒容热: 恒压热恒压热: 有理想气体参加的化学反应有理想气体参加的化学反应:原电池可逆放电原电池可逆放电: 绝热过程绝热过程: :0Q 第1页/共57页21TTppppdTCQHdTCQdH或:恒压过程及理想气体恒压过程及理想气体的任何过程的任何过程 0H ：理想气体恒温过程4.4.焓焓 221 1()()HUpVHUpVUp VpV 或第2页/共57页二、热力学第二定律二、热力学第二定律 TQSR体:恒温可逆过程恒温可逆过程12lnV

2、VnRS体:理想气体理想气体恒温可逆过程恒温可逆过程1.1.体系熵变体系熵变QdST:不可逆=:可逆21TTpdTTCS体:恒压可逆过程恒压可逆过程 21TvTCSdTT体: :恒容可逆过程恒容可逆过程 S S体体=0=0: :绝热可逆过程绝热可逆过程第3页/共57页TQS体环0环体孤SSS2. 环境熵变环境熵变 熵判据熵判据STHG:恒温过程恒温过程 TSHG:恒熵过程恒熵过程 ）（）（1122STSTHTSHG3. 吉布斯自由能吉布斯自由能 或或GHTS第4页/共57页21ppVdPG:恒温可逆过程恒温可逆过程 21lnVVnRTG :理想气体理想气体恒温可逆过程恒温可逆过程 ）（12PP

3、VG :凝聚体系凝聚体系 不可逆相变：不可逆相变：在不改变温度为原则（否则需要用到规定熵，在不改变温度为原则（否则需要用到规定熵，通常不给出），在始终态之间设计一系列可逆途径来完成。通常不给出），在始终态之间设计一系列可逆途径来完成。凝聚相恒温变压过程与气相同类过程相比，凝聚相恒温变压过程与气相同类过程相比， G很小可忽略。很小可忽略。: :恒温恒压非体积功为恒温恒压非体积功为0 0的可逆过的可逆过程程或可逆相变或可逆相变G=0第5页/共57页三、化学平衡三、化学平衡BBBBBCynBPC RTKKPPPPKKPPn (平衡）（）（）（）（）BBBBCyBnBCKKyKnC （），其中，其中，

4、 1.1.标准平衡常数标准平衡常数lnlnlnrmrmppGGRTQRTKRTQ 化学反应等温方程化学反应等温方程 第6页/共57页四、多组分系统热力学与相平衡四、多组分系统热力学与相平衡. .多组分系统热力学多组分系统热力学*AAA;pp x*AAABpppp x ：拉乌尔定律， 稀溶液 BBppy：道尔顿分压定律BBxcBbBpk xk ck b：亨利定律第7页/共57页3.3.相图的结构相图的结构：单组分（：单组分（P-T图）包括二相线、一相图）包括二相线、一相区和三相点；二组分（区和三相点；二组分（T-x图）包括一相区、二相图）包括一相区、二相区、一相垂直线和三相水平线。区、一相垂直线

5、和三相水平线。2,FC PCS R R 其中:相律,平衡体系2.2.相平衡相平衡第8页/共57页AGkl mmdef kkVccell1KRkRQ nF1()ZQm nMM MMF，：法拉第定律 m m,+ , mvv：离子独立移动定律， 无限稀释溶液2 m ()(H O)()()cc溶液难溶盐难溶盐Baa aabab m m =第9页/共57页rmGzEF rmGzE F lnRTEKzF rmpESzFT rmRpEQTSzFTT rm rm rmpHGTSEzEFzFTT lnrmGRTK ln( )BBBRTE EazF能斯特（Nernst）方程第10页/共57页1/21 = ln2/

6、tk1 lnaktax1d()dxrk axt22()d()drabxk axt1/221tk a211k t a- xa一级反应微分式积分式半衰期二级反应零级反应AA,02/ 12kct第11页/共57页：指数式)exp(RTEAka)11(ln2112TTREkka：积分式活化能第12页/共57页 1.热力学第一定律表达式热力学第一定律热力学第一定律dUQW第13页/共57页2.2.热力学能热力学能( (又称内能又称内能) )变变2211,mddTTVVTTUCTnCT 对于无相变、无化学变化、不做非膨胀功的封闭系统，理想气体温度变化时热力学能变的计算。第14页/共57页3.焓变 (2(2

7、) ) (1(1) ) )(pVUH2,m1dpHnCT适用于理想气体单纯适用于理想气体单纯pVTpVT变化的一切过程，变化的一切过程，真实气体的恒压变温过程，真实气体的恒压变温过程，纯的液体、固体物质压力变化不大的变温过程。纯的液体、固体物质压力变化不大的变温过程。 pVUH 焓的定义式：焓的定义式：第15页/共57页（2 2）,m,mpVCCR此式只适用于理想气体。此式只适用于理想气体。 单单原原子子分分子子 RCmV23, RCmP25, 双双原原子子分分子子 RCmV25, RCmP27, 4. 热容（1 1）摩尔热容）摩尔热容适用于无相变、无化学变化、非体积功为零的恒压和恒容过程适用

8、于无相变、无化学变化、非体积功为零的恒压和恒容过程。 pmpmpTHnCC /, VmVmVTUnCC /,dQCT第16页/共57页5. 体积功的计算（1 1）定义式）定义式 （2 2）适用于理想气体适用于理想气体恒压恒压过程。过程。 适用于恒外压过程。适用于恒外压过程。 （3 3）)()(1212TTnRVVpW dVpWdVpWambamb )(12VVpWamb 第17页/共57页（5 5）（4 4）)/ln()/ln(d121221ppnRTVVnRTVpWVV适用于理想气体恒温可逆过程。适用于理想气体恒温可逆过程。 适用于适用于CV ,m为常数的理想气体绝热过程为常数的理想气体绝热

9、过程。 ,m21()VWUnCTT 第18页/共57页6.几种热效应 相变热 蒸发热vapH熔化热fusH升华热subH相变时的热力学能在无气相参与时 UH 在有气相参与时 ()UHpV HnRT 纯物质的相变是在等温、等压下进行的，所以相变热就是相变焓第19页/共57页标准摩尔反应焓 BmCBBmfBmrBHBHH)()( 化学反应热pVQQnRTVQpQ与之间的关系1. 对凝聚相反应pVQQ2. 对有气相参与的反应Kirchhoff定律 从一个温度下的反应焓变，去计算另一温度下的反应焓变第20页/共57页Clausius 说法 不可能把热从低温物体传到高温物体,而不引起其他变化。Kelvi

10、n 说法 不可能从单一热源取出热使之完全变为功,而不引起其他变化。第二类永动机是造不成的3 3 热力学第二定律热力学第二定律1.热力学第二定律第21页/共57页2. Carnot 循环 热机效率 可逆热机对环境所做的功与从高温热源所吸的热之比hWQChhTTTCh1TT Carnot定理 工作于同温热源和同温冷源之间,可逆热机的效率最大。第22页/共57页（1 1） ,m2121ln(/)ln(/)VSnCTTnRVV ,m2112ln(/)ln(/)pSnCTTnRpp,m21,m21ln(/)ln(/)VpSnCppnCVV（2 2） （3 3） T2112ln(/)ln(/)SnRVVn

11、Rpp适用于适用于n n一定、理想气体、恒温过程或始末态温度相等的过程一定、理想气体、恒温过程或始末态温度相等的过程。 ,m21ln(/)pSnCTT适用于适用于n n一定、一定、 Cp,m为常数、任意物质的恒压过程。为常数、任意物质的恒压过程。3.3.熵变的计算熵变的计算rd/SQT第23页/共57页相变过程的熵变相变过程的熵变 THS/恒恒T，p下的可逆相变化。下的可逆相变化。不可逆相变，要设计过程不可逆相变，要设计过程。 标准摩反应熵标准摩反应熵 )B(BmBmrSS2rm2rm1r,m1()( )(/ )dpSTSTCTT 第24页/共57页4.4.亥姆霍兹函数的定义亥姆霍兹函数的定义

12、 TSUA5.5.吉布斯函数的定义吉布斯函数的定义 TSHGdAW 即：在等温过程中，系统Helmholtz自由能的减少值,等于或大于系统对外所做的功。fdGW 即：在等温、等压过程中，系统Gibbs自由能的减少值,等于或大于系统对外所做的非膨胀功。第25页/共57页(1). 熵判据根据 Clausius不等式则 用熵判据判断过程是否为自发过程，一定要用隔离系统。对于隔离系统dQST对绝热系统0Qd (0)0SQ0不可逆0=可逆.(d )0U VS0不可逆，自发过程0=可逆，达到平衡第26页/共57页(2). Helmholts自由能判据自发变化向着Helmholts自由能减小的方向进行f,

13、,0(d )0T V WA0不可逆，自发过程0=可逆，达到平衡(3). Gibbs自由能判据自发变化向着Gibbs自由能减小的方向进行f, ,0(d )0T p WG0mix0G混合前后总焓值不变，没有混合热混合是自发的，有理想的混合熵mixBBBlnSRnx 混合Gibbs自由能小于零，混合是自发的mixBBBlnGRTnx第34页/共57页7. 理想液态混合物及稀溶液的化学势B(l)B(l)BlnRTx理想液态混合物中任一组分B的化学势表示式稀溶液中溶剂A的化学势AAA( , )( )lnT pTRTx稀溶液中溶质B的化学势BB( , )lncT pRTc*BBB( , )lnT pRTx

14、BB( , )lnmT pRTm第35页/共57页 适用于等温、等压、不做非膨胀功的封闭系统,()T pGBBB rm,T pG（）三个判据完全等效反应自发向右进行，趋向平衡反应自发向左进行，趋向平衡反应达到平衡rm,0T pG（） rm,0T pG（） =5 5 化学平衡化学平衡第36页/共57页2.2.化学反应的等温方程化学反应的等温方程 rm,rm( )lnT ppGGTRTQ （）理想气体混合物系统Brm,rmBB( )lnT pGGTRTx （）理想液态混合物系统第37页/共57页3.3.标准平衡常数标准平衡常数标准平衡常数的定义为:rm def expGKRTrmlnGRTK 这些公式也适用于任意相态的化学反应，包括电解质溶液的反应理想气体混合物反应系统BBBeppKp对于非理想气体混合物反应系统BBBeppKp代入化学反应等温式，判断反应自发进行的方向第38页/共57页范特霍夫方程微分式范特霍夫方程微分式rm2lnpKHTRT1. 对吸热反应rm0H平衡常数的值随着温度的升高而增大2. 对放热反应rm0