物理化学---知识点总结

1、WORD格式"物理化学学习要点"热力学第一定律一、本章框架热力学第一定律解决变化过程的能量问题热力学第一定律dUQW数学表达式UQW适用于封闭系统热力学第一定律的应用理想气体过程相变过程化学反响实际气体过程等 等 等绝可 不标标标非节温 压 容 pVT热逆可准 准 准等流过 过 过都过相逆摩 摩 摩温膨相尔 尔 尔程 程 程程变反胀变变反 燃 生化过过应烧成应过程程焓 焓 焓程二、本章要求1、 了解热力学根本概念：系统、环境、功、热、平衡状态、状态函数、可逆过程等；2、 明确热力学第一定律和热力学能的概念；3、 明确焓、标准摩尔反响焓、标准摩尔生成焓和燃烧焓的定义；4、 熟

2、练掌握在理想气体单纯pVT 变化、相变化及化学变化过程中计算热、功、U、H的原理和方法；三、考核要求：1热力学概论1.1热力学的目的、内容和方法了解1.2热力学的一些根本概念1.2.1体系与环境，体系的性质理解专业资料整理WORD格式1专业资料整理WORD格式1.2.2热力学平衡态和状态函数理解2热力学第一定律2.1热和功掌握2.2热力学能掌握2.3热力学第一定律的表述与数学表达式应用3体积功与可逆过程3.1等温过程的体积功应用3.2可逆过程与最大功理解4焓与热容4.1焓的定义了解4.2焓变与等压热的关系应用4.3等压热容和等容热容理解5热力学第一定律对理想气体的应用5.1理想气体的热力学能和

3、焓掌握5.2理想气体的 Cp 与 Cv 之差 理解5.3理想气体的绝热过程掌握6热力学第一定律对实际气体的应用6.1节流膨胀与焦耳 - 汤姆逊效应了解7热力学第一定律对相变过程的应用掌握8化学热力学8.1化学反响热效应8.1.1等压热效应与等容热效应掌握8.1.2反响进度了解8.2赫斯定律与常温下反响热效应的计算8.2.1赫斯定律应用8.2.2标准摩尔生成焓与标准摩尔燃烧焓掌握8.3标准反响焓变与温度的关系基尔霍夫定律应用四、重要概念1、 系统与环境；专业资料整理WORD格式2专业资料整理WORD格式2、 隔离系统、封闭系统、敞开系统；注意：隔离系统Q=0，W=03、 广度性质加和性： V，U

4、，H， S， A， G强度性质物质的量，T，p；4、 功 W和热 Q；注意 W与 Q的符号； W与 Q均为途径函数非状态函数5、 热力学能；6、 焓；7、 热容；8、 状态与状态函数；9、 平衡态；10、可逆过程；11、节流过程；12、真空膨胀过程；13、标准态；14、标准摩尔反响焓，标准摩尔生成焓，标准摩尔燃烧焓五、重要公式与适用条件1. 体积功： W= - p 外 dV封闭系统，计算体积功2. 热力学第一定律：U = Q+W ，dU =Q +W 封闭系统3焓的定义：H=U + pV4热容：定容摩尔热容CV，m =Q V /dT =Um/TV定压摩尔热容Cp，m = Q p /dT =H m

5、/ TP理想气体： Cp，m- CV，m=R；凝聚态： Cp，m- CV，m 0理想单原子气体CV，m =3R/2，Cp，m= CV，m+R=5R/25. 标准摩尔反响焓：由标准摩尔生成焓fH B T或标准摩尔燃烧焓c H B T计算rHmBfHB T=-vBcHB T= v专业资料整理WORD格式3专业资料整理WORD格式6. 基希霍夫公式适用于相变和化学反响过程T2r CpmdTrH mT2=r H mT1+T17. 等压摩尔反响热与等容摩尔反响热的关系式Qp- QV =rH mT-r UmT=vBgRT8. 理想气体的可逆绝热过程方程：11(1) /(1 )/P1V1P2V2T2P2T1

6、V1T2V2T1P1Cpm/ Cvm六、各种过程 Q、W、U、H 的计算1、 理想气体：等温过程 dT=0，U=H=0， Q=W；非等温过程，U = n CV，mT，H = n Cp，mT，单原子气体 CV，m =3R/2，Cp，m = CV，m+R = 5R/22、对于凝聚相，状态函数通常近似认为与温度有关，而与压力或体积无关，即UH = n Cp，mT3等压过程： p 外=p=常数，非体积功为零W'=0T2nCp ,m dT 1 W= - p 外V2- V1， H = Qp = TU = H -pV，Q= U- W，（ 2 真空膨胀过程 p 外=0，W=0， Q= U理想气体结果：

7、 dT=0，W=0，Q= U=0， H=0（ 3 等外压过程： W= - p 外V2- V14.等容过程：dV=0专业资料整理WORD格式W=0，QV U = 5绝热过程： Q=0T2TnCv,m dT， H= U+V p专业资料整理WORD格式T2 1绝热可逆过程W= TT2nCv,mdTpdV= U=T， H= U+ pV专业资料整理WORD格式理想气体：P1V1P2V211T1P1(1 ) /(1 )/T1V1T2V2T2 P2T2p dVT2nCv,m dT 2绝热一般过程：由方程WT= U =T外建立方程求解。专业资料整理WORD格式4专业资料整理WORD格式6节流过程等焓过程：H=

8、0，Q=0焦耳 - 汤姆逊系数J-T=T/ pH，理想气体 J-T=0，实际气体 J-T07. 相变过程：（ 1可逆相变正常相变或平衡相变 ：在温度 T 对应的饱和蒸气压下的相变，如水在常压下的 0结冰或冰溶解(2) 不可逆相变专业资料整理WORD格式5专业资料整理WORD格式"物理化学学习要点"热力学第二定律一、本章框架专业资料整理WORD格式实际过程均有一定的方向和限度判断过程均的方向和限度 热力学第二定律S= Qr/T过程判据S的计算熵亥吉单相增姆布纯变加霍斯P过原兹自V程理自由T由能过能减程减少少原原理等非等传可不理温等温热逆可过温过过相逆程过程程变相程变热力学根本

9、方程Maxwell 关系式化学反应过程热力学第三定律专业资料整理WORD格式二、本章要求1. 了解自发过程的共同特征；2. 理解第二、第三定律的表述；3. 了解卡诺循环的意义；4. 理解克劳修斯不等式；5. 掌握熵增原理和平衡判据的一般准那么；6. 明确熵、赫姆霍兹函数、吉布斯函数、标准摩尔熵及标准摩尔生成吉布斯自由能的定义并会应用；专业资料整理WORD格式6专业资料整理WORD格式7. 熟练掌握在理想气体单纯 pVT 变化、相变及化学变化过程中计算 S、 A、 G 的原理和方法；8. 理解热力学根本方程；9. 掌握推导热力学公式的演绎方法；10. 了解麦克斯韦关系式的推导及应用；三、重要概念

10、1. 卡诺循环2. 热机效率3. 熵4. 亥姆霍兹函数5. 吉布斯函数四、主要公式与定义式1. 热机效率： = - W / Q1 =Q1+Q2/ Q1 = 1 - T2 / T12卡诺定理：任何循环的热温熵小于或等于0不可逆Q1/ T1 + Q2/ T20可逆3熵的定义式： dS =Qr / T4亥姆霍兹 Helmholtz函数的定义式：A=U- TS5吉布斯 Gibbs函数的定义式： G=H - TS， G=A+pV *7过程方向的判据： 1等温等压不做非体积功过程最常用：dG<0，自发不可逆；dG=0，平衡可逆。 2一般过程用熵判据：S隔离系统 >0，自发不可逆；S隔离系统 =

11、0，平衡可逆。S绝热系统 >0，自发不可逆；专业资料整理WORD格式7专业资料整理WORD格式S绝热系统 =0，平衡可逆。 3等温等容不做非体积功过程：dA<0，自发不可逆；dA=0，平衡可逆。8. 热力学根本方程与麦克斯韦关系式根本式： dU =T dS- pdV其他式：dH =dU + pV = T dS + V dpdA = dU - TS = - SdT p dVdG = dH - TS = - SdT + V dp以上系列式，应重点掌握 dG= - SdT +V dp在恒压下的关系式 dG= - SdT 和恒温时的关系式 dG= - Vdp。麦克斯韦关系式了解 ：假设 d

12、F = Mdx + N dy，那么 M/ yx=N/ yx即： 利用 dU =T dS- pdV 关系有：- T/VS = p/SVdH = T dS + V dp 关系有： T/pS = V/SpdA = - S dT - p dV 关系有： S/VT = p/TVdG = - S dT + V dp 关系有：- S/pT = V/Tp五、S、A、G 的计算1S 的计算 1理想气体 pVT 过程的计算dS=Qr / T =dU- Wr/T =nCV，mdT- pdV /T状态函数与路径无关，理想气体：p=nRT/V积分结果：S = nCV，m 2/T1+ nRlnV21 代入： V=nRT/

13、plnT/V= nCp， m2 1+nRlnp12 Cp，m= CV， m+RlnT /T/p特例：等温过程：S = nRlnV21/V等容过程：S =nCV， mlnT /T21等压过程：S =nCp， mlnT /T12T2nCVm /T dT 2等容过程：S=T1nCV，m/TdT专业资料整理WORD格式8专业资料整理WORD格式T2nCPm/T dT 3 等压过程：S = T1 4 相变过程：可逆相变S =H/T 5 环境过程：认为是恒温的大热源，过程为可逆S = Qr环 /T环 = - Q系 /T环（ 6绝对熵的计算：利用热力学第三定律计算的熵为绝对熵，过程通常涉及多个相变过程，是一

14、个综合计算过程。（ 7标准摩尔反响熵的计算r mB m B， TS= v S2G 的计算（ 1平衡相变过程： G=0（ 2等温过程：G= H - T S 3非等温过程：G=H -S =H-22-T1 1=H-21SSS-S T诀窍：题目假设要计算G，一般是恒温过程；假设不是恒温，题目必然会给出绝对熵S的值。3 A 的计算 1恒温恒容不做非体积功可逆过程：A=02恒温： A= U- TS= G-pV 3非恒温过程：G=U-S =U -2 2-T1 1=U-21TSSS- S诀窍：题目假设要计算A，一般是恒温过程；假设不是恒温，题目必然会给出绝对熵。二、本章要求1. 了解自发过程的共同特征；2.

15、理解第二、第三定律的表述；3. 了解卡诺循环的意义；4. 理解克劳修斯不等式；5. 掌握熵增原理和平衡判据的一般准那么；6. 明确熵、赫姆霍兹函数、吉布斯函数、标准摩尔熵及标准摩尔生成吉布斯自由能的定义并会应用；专业资料整理WORD格式9专业资料整理WORD格式7. 熟练掌握在理想气体单纯 PVT 变化、相变及化学变化过程中计算 S、 A、 G的原理和方法；"物理化学学习要点"化学势一、本章框架多组分系统多 相可分为假设干单相单 相溶 液混 合 物按按按按按聚规导聚集律电聚态分性集集分分态态液 固理 实电 非气 液 固理 实态 态想 际解电态态态想际稀 溶质 解混 混 混混

16、 混溶 溶溶 液溶 质合 合 合合 合液液液液溶物物物物物液二、本章要求1、掌握组成表示法及其相互关系；2、掌握拉乌尔定律和亨利定律并会用于计算；3、理解偏摩尔量及化学势的含义及意义；4、掌握有关依数性的计算；5、了解理想气体混合物、理想液态混合物、理想稀溶液中各组分化学势的表达式、逸度和活度的标准态及对组分活度系数的简单计算。三、重要概念专业资料整理WORD格式10专业资料整理WORD格式1、组成表示：物质B 的摩尔分数 xB、质量分数 wB、物质的量浓度cB、质量摩尔浓度 bB.注意：混合物各组分标准态一样与溶液分溶剂和溶质，标准态不同；2、拉乌尔定律和亨利定律；3、偏摩尔量与化学势；4、

17、理想液态混合物；5、理想稀溶液；6、非理想溶液混合物；7、逸度和逸度系数；8、活度和活度系数；9、稀溶液的依数性。四、重要定理与公式1拉乌尔定律：稀溶液溶剂A 的蒸气压与纯溶剂的蒸气压关系pA = pA* xA2亨利定律：稀溶液挥发性溶质B 的蒸气压 pA = k x A， k 为亨利常数3稀溶液的依数性：蒸气压下降：pA=p A*-p A=pA* xB1 2凝固点降低：Tf =Kf bB，Kf溶剂有关的凝固点降低常数沸点升高： Tb=KbbB，Kf溶剂有关的沸点升高常数3 4渗透压：在半透膜两边的平衡压力差=cRT4.化学势定义=G/nBT，p，ncnB 1理想气体的化学势 =+ RTln

18、p/ p 2 实际气体的化学势与逸度f= + RTlnfB/ p其中逸度系数f B=B pB，理想气体B =1。5过程方向判据： dT=0， dp=0， W'=0 时 1相变过程：自发过程方向<0。可逆相变=0 2化学反响：恒温恒压下自发过程方向vB B<0。专业资料整理WORD格式11专业资料整理WORD格式6. 理想液态混合物的性质理想液态混合物：任一组分在全部组成X围内都符合拉乌尔定律的混合物。 1化学势B =B + R T ln xB 2混合过程性质的变化量mix V=0，mix H=0，mix SnRxblnxB，= -mix Gmix H-T mix S=nRT

19、xblnxB，=7. 真实液态混合物：浓度用活度代替 B=B + R T ln aB其中 aB = f B xB，f B活度系数。五、典型题型1根据稀溶液的性质作依数性等方面的计算2在多相平衡一章中常用拉乌尔定律和亨利定律。专业资料整理WORD格式12专业资料整理WORD格式"物理化学"学习要点化学平衡一、本章框架化学平衡化学反响方向反响限度 -化学平衡判断方法平衡常数rGm表K 影示的响等方计因温法算素方程式气液复热由由压温惰力度性力生反相相相成的的组学应吉影影分法式布响响的斯算影函数响算二、本章要求1、 理解标准平衡常数的含义；2、 掌握有关理想气体、简单复相化学平衡的

20、计算方法；3、 掌握标准摩尔反响吉布斯自由能的求算和应用；4、 能判断一定条件下化学反响可能进展的方向和限度；5、 会分析温度、压力、组成等因素对平衡的影响；6、 会计算不同温度下的标准平衡常数及平衡组成；7、 了解 Kf、Ka等概念；专业资料整理WORD格式13专业资料整理WORD格式三、主要内容1、化学反响平衡条件；2、化学反响等温方程式；3、压力商；4、标准平衡常数；5、复相化学平衡；6、标准摩尔反响吉布斯自由能；7、平衡常数与温度的关系- X特霍夫等压方程式；8、各种因素对平衡组成的影响；四、主要公式1理想气体反响的等温方程：r Gm =rGm+RTlnQp专业资料整理WORD格式其中

21、： 1 压力商Qp= B( pB / p) vB专业资料整理WORD格式注意：对于多相反响，通常只考虑气相组分，固相或液相的活度近似认为不变。 2 标准反响摩尔吉布斯函数变：rGmBB =-RT ln K（ 3 标准平衡常数： K =exp-r Gm /RT =QP平衡即平衡常数的两种计算方法 4等温等总压时，rGm=rGmp= RTln p0即QpK时+RTlnQQ / K反响正向进展2平衡常数与温度的关系-化学反响的等压方程dlnK / dT =r H m/RT2 微分式rH m 为常数lnK2 / K1 = -r H m /R1/T2-1/T1定积分ln Kr H mCRT不定积分T2

22、2rH m与温度有关：rH mC P dT T2= r H m T1 + T1再利用Cp =a +b T +c T 2代入根本式进展计算。 了解3各种平衡常数的关系与影响理想气体反响平衡的其它因素专业资料整理WORD格式14专业资料整理WORD格式K = Kp p-v = Kyp/p v= Kc c RT / pv= Knp/pnBv其中：v =vB，BBBB= BB cBRTp = p y = p n / nc /c 1假设反响的v>0，总压 p 增大， K 不变， Ky减少，产物分压减少，反响朝反响物方向移动。K = Kyp/p v 2惰性组分的影响： K = Knp/pnBv，相当

23、于降低总压。五、典型类型1标准摩尔反响吉布斯函数rGm的计算 1由标准生成吉布斯函数计算：rGm=BfGm Bv 2由rHm 和r m计算：rGm=rHm- Tr mSS 3由平衡常数计算：rGm= - RT ln K 4由相关反响计算：利用状态函数的加和性进展。 5等温等压下，rGm = r Gm+RTlnQp<0 反响正向进展2平衡常数的计算 1由rGm计算： KrGm/RT=exp-（ 2由平衡组成计算： K =QP平衡（ 3由相关反响的平衡常数进展计算（ 4由 K T1计算 K T2：利用等压方程。专业资料整理WORD格式15专业资料整理WORD格式"物理化学"

24、;学习要点多相平衡一、本章框架二、本章要求1、 理解相律的推导、意义、应用；2、 掌握单组份系统T p 图和二组份系统典型p X 图、 TX 图的特点和绘制方法；3、 理解相图中各相区、线和特殊点的意义；4、 理解步冷曲线和热分析法；专业资料整理WORD格式16专业资料整理WORD格式5、 掌握二组分低共熔系统相图的绘制；6、 会用杠杆规那么进展计算；7、 了解精馏原理、三组份系统相图的表示方法；8、 理解克拉佩龙方程和克劳修斯克拉佩龙方程的推导及应用。三、主要内容1、相律；2、克拉佩龙方程；3、单组份系统相图；4、二组份系统相图；5、理想液态混合物气液平衡；6、真实液态混含物气液平衡；7、局

25、部互溶液液及液一液气平衡；8、完全不互溶气液平衡；9、液固平衡；10、精馏原理；11、热分析法；12、杠杆规那么三组份系统相图的表示方法。四、主要概念组分数；自由度；相图；共熔点；三相线；步冷曲线五、重要定律与公式1、相律：f = K - + n,其中：K=S-R-R(1) 强度因素 T，p 可变时 n=2专业资料整理WORD格式17专业资料整理WORD格式 2对单组分系统： K=1, f=3-对双组分系统： K ，f=4-；应用于平面相图时恒温或恒压， f=3-。3=22、相图（ 1相图：相态与 T，p，x 的关系图，通常将有关的相变点联结而成。（ 2实验方法：实验主要是测定系统的相变点。常

26、用如下四种方法得到。对于气液平衡系统，常用方法蒸气压法和沸点法；液固凝聚系统，通常用热分析法和溶解度法。3、单组分系统的典型相图对于单组分系统 K=1，f=K-+2=3-。当相数 =1 时，自由度数 f=2 最大，即为双变量系统，通常绘制蒸气压-温度 p-T相图，见以下图。pBCpBCpBlGl液体硫sCs正交 硫单斜 硫C'OggOOFD硫蒸 气AAATTT a 正常相图b 水的相图c 硫的相图4、二组分系统的相图类型：恒压的 t-xy和恒温的 p-x y相图。相态：气液相图和液 -固凝聚系统相图。 1气液相图根据液态的互溶性分为完全互溶细分为形成理想混合物、最大正偏差和最大负偏差、

27、局部互溶细分为有一低共溶点和有一转变温度的系统和完全不溶溶液完全分层的相图。可以作恒温下的p-x压力 -组成图或恒压下的t-x温度 -组成图，见图 6-2 和图 6-3。t= 常数t =常数液相线t =常数液相线glg + ll液相线l+ lg + l气相线g + lpg + lpp气相线气相线gggAxB (yB)BAxB ( yB )BAxB( yB)B a 理想混合物 b最大负偏差的混合物 c 最大正偏差的混合物专业资料整理WORD格式18专业资料整理WORD格式p =常数气相线或露点线p =常数gp =常数气相线或露点线gg气相线或露点线tg + ltg + ltg + lg + lg

28、 + l液相线或泡点线液相线或泡点线液相线或泡点线lllABABABx B(y B)x B(yB )x B(yB ) a理想或偏差不大的混合物b具有最高恒沸点大负偏差 c具有最低恒沸点大正偏差p =常数最高会溶点p =常数p =常数GlglFg + l最高会溶点g + ltttB在A液层中A在B液层中l1 + l2O的溶解度线B在A液层中A在B液层中的溶解度线l的溶解度线的溶解度线l+ lCl1+ l212最低会溶点DABAxBBAx B(yB )BxB d 有最高会溶点的局部互溶系统e有最高和最低会溶点的局部互溶系统 f 沸点与会溶点别离专业资料整理WORD格式p =常数GFgttg + l

29、g + lOCCDg + l 1l1三相线COD ( l1+ g + l)l22l1 + l2Fl1AxB( yB)BAp= 常数gGFg + l 2t三相线 COD ( g + l+ l )g + A( l)12ODC三相线COD A(l 2l1 + l 2xB( yB)BAp =常数gg + B( l)Ol ) + g + B( l) A( l) + B(xB (yB)GDl)B专业资料整理WORD格式g 液相局部互溶的典型系统h液相有转沸点的局部互溶系统i 液相完全不互溶的系统 2液 -固系统相图：通常忽略压力的影响而只考虑t-x 图。简单的相图也可分为固相局部完全互溶形成固溶体， 、固

30、相局部互溶 细分为有一低共溶点和有一转变温度的系统、固相完全不互溶形成低共熔混合物、固相形成稳定化合物和固相形成不稳定化合物的相图，见下。液相完全互溶，固相完全互溶、固相局部互溶和完全不互溶的液固相图与液相完全互溶、局部互溶和完全不互溶的气液相图的形状相似， 只不过在液固相图中的固态和液态在气液相图中变为液态和气态。稳定化合物熔化时固相和液相组成一样，其相图见以下图，相当于两个双组分系统A-C 和 C-B 相图的组合。不稳定化合物加热到一定温度后分解成一种固体和溶液，溶液组成与化合物组成不同，典型为H 2O-NaCl 系统，见图专业资料整理WORD格式19专业资料整理WORD格式Gp =常数G

31、GFllFtttll + ll +C三相线 COD ( + l + )A(s) + ll + B (s)CODDCODl +O三相线COD (+ l + )+三相线COD A( s) + l + B( s) +A( s) + B(s)FABAxBBAxBBxBa 固相局部互溶系统 b固相有转溶点的局部互溶系统 c 固相完全不互溶的系统专业资料整理WORD格式FGtA(s ) + ll + C(s)COD三相线COD ( A(s) +l +C( s)HA(s) + C( s)AClC( s) +lI三相线HIJ ( C(s) +l + B(s)C( s) + B(s)160G120K80ll + NaCl(s)40/tl + NaCl ·2HO(s) + NaCl(s)l + B (s)S '2S3OL'02JHO(s) + lLl + NaCl ·2HO(s)S2S22NaCl ·2HO(s) + NaCl(s)1-40H O(s) + l + NaCl ·2HO(s )222·2HO(s)H O(s) + NaCl22020406080100BH ONaCl·2HONaCl22专业资料整理WORD格式xB%质 量专业资料整理WO