物理化学：期末复习第一章

1、华东理工大学East China University of Science And Technology第一章第一章总结、习题总结、习题一、基本概念一、基本概念l系统和环境、状态和状态函数、状态函系统和环境、状态和状态函数、状态函数的基本特征、状态函数的基本假定、数的基本特征、状态函数的基本假定、平衡条件、理想气体和实际气体的微观平衡条件、理想气体和实际气体的微观模型模型3AlCl31 32Al在使用物质的量时，必须指明物质的基本单元。在使用物质的量时，必须指明物质的基本单元。试判断下面的说法中，哪些是不正确的：试判断下面的说法中，哪些是不正确的： (3)1 mol铝离子；铝离子；(1) 1

2、 mol 氯化铝；氯化铝；(2)1 mol(4)1 mol（1）（）（3） 。有关状态函数的基本假定：有关状态函数的基本假定： 对于一个均相系统，如果不考虑除压力以外的对于一个均相系统，如果不考虑除压力以外的其它广义力，为了确定平衡态，除了系统中每一种其它广义力，为了确定平衡态，除了系统中每一种物质的数量外，还需确定两个独立的状态函数。物质的数量外，还需确定两个独立的状态函数。),(TpVV ),(TVpp 按照状态函数的基本假定，对于按照状态函数的基本假定，对于一定量一定量的纯物质均相系统，其的纯物质均相系统，其p，V，T三个状态函三个状态函数间的关系可以写作数间的关系可以写作或或。判断对错

3、：判断对错：（对对）（对、错）（对、错）平衡态的条件平衡态的条件环环TTTTT )()2()1( 外外ppppp )()2()1( 热平衡热平衡力平衡力平衡相平衡相平衡)()2()1( iii 化学平衡化学平衡0BBB （1）热平衡系统内各部分以及环境具有相同的温度。）热平衡系统内各部分以及环境具有相同的温度。 T=T环环 ( 恒温恒温 T=T环环=常数常数 )（2）力平衡系统内各部分以及环境的各种作用力达到）力平衡系统内各部分以及环境的各种作用力达到平衡。平衡。 p=p外外 （恒压（恒压 p=p外外=常数）常数）（3）相平衡相变化达到平衡，系统中各相之间没有物）相平衡相变化达到平衡，系统中各

4、相之间没有物质的传递，每一相的组成与物质数量不随时间而变。质的传递，每一相的组成与物质数量不随时间而变。（4）化学平衡化学反应达到平衡，没有由于化学反应）化学平衡化学反应达到平衡，没有由于化学反应而产生的系统组成随时间的变化。而产生的系统组成随时间的变化。理想气体理想气体简化的微观模型：简化的微观模型：（1）分子无体积）分子无体积（2）分子间无相互作用）分子间无相互作用实际气体实际气体的微观模型：的微观模型：具有吸引力的硬球具有吸引力的硬球气液相变气液相变kci双节线，双节线，气液共气液共存区的边界线存区的边界线ck饱和液体线饱和液体线，p*V m(l)ci 饱和蒸气线，饱和蒸气线，p*V m

5、(g)液化的必要条件液化的必要条件 TTc气液相变化的特征气液相变化的特征水平线段水平线段双节线双节线说出简化示意图中的点、线、面的意义。说出简化示意图中的点、线、面的意义。 解：解：临界恒温线；临界恒温线；低于临界温度的恒低于临界温度的恒温线。各区域所代表的温线。各区域所代表的相态已标在图上。相态已标在图上。临界点临界点气体与液体相互转化的极限，气体与液体相互转化的极限，气体气体与液体的差别消失与液体的差别消失 00c22c TTVpVp临界温度临界温度 Tc临界压力临界压力 pc临界体积临界体积 Vc超临界流体超临界流体 温度、压力略高于临界点的流体称为超临界温度、压力略高于临界点的流体称

6、为超临界流体。流体。 三个特点：三个特点：(1)密度较高。密度较高。(2) 恒温线在恒温线在c点附点附近相对比较平坦。近相对比较平坦。(3) 粘度较低，有利于传质。粘度较低，有利于传质。 甲、乙、丙三种物质的临界温度分别甲、乙、丙三种物质的临界温度分别为为343.05K、373.65K、405.65K，其中最易，其中最易液化的气体为（液化的气体为（ ）。）。A 甲物质；甲物质； B 乙物质；乙物质； C 丙物质丙物质C沸点、临界温度、波义耳温度沸点、临界温度、波义耳温度 压缩因子压缩因子Z定义定义波义耳温度波义耳温度TB ：00, pTpZnRTpVZdef Zp恒温线恒温线 为定量表示实际气

7、体对理想气体行为的偏离，为定量表示实际气体对理想气体行为的偏离，引入了压缩因子引入了压缩因子Z，它的物理意义是，它的物理意义是 。id/VV相同温度，压力下流体的体积与理想气体体积之比相同温度，压力下流体的体积与理想气体体积之比BTT ppV m某实际气体的温度为某实际气体的温度为T，波义耳温度为，波义耳温度为TB，且，且试在右面的坐标中画出该气体在试在右面的坐标中画出该气体在T时的时的关系示意图。关系示意图。pVmpRTpVZmdef oa水的水的气液平衡线；气液平衡线；水的饱水的饱和蒸气压随温度的变化；和蒸气压随温度的变化；水的水的沸点沸点随压力的变化随压力的变化ob水的气固平衡线；水的气

8、固平衡线；冰的饱冰的饱和蒸气压随温度的变化和蒸气压随温度的变化oc水的水的液固平衡线；液固平衡线；水的冰水的冰点随压力的变化点随压力的变化o (oa,ob,oc 三线的交点三线的交点)水的三相点水的三相点 610.5Pa, 0.01虚线虚线亚稳平衡线；亚稳平衡线；过冷水的饱和蒸气压随温度过冷水的饱和蒸气压随温度变化的曲线变化的曲线水的相图水的相图见期中试题五见期中试题五热力学标准状态：热力学标准状态：液体和固体液体和固体压力为压力为 下的液态和固态下的液态和固态纯物质纯物质溶液中的溶质溶液中的溶质压力为压力为 下下浓度为浓度为 或或 的理想稀溶液的理想稀溶液中的溶质。中的溶质。 气体气体压力为

9、压力为 下下处于理想气体状态处于理想气体状态的气态纯物质的气态纯物质O pO pO pO cO b反应进度反应进度 ：为从数量上统一表达反应进行的程度为从数量上统一表达反应进行的程度BBBdef)0( nn ddBB n二、重要公式二、重要公式nRTpVZdef id/VVpnRTVZ 压缩因子压缩因子 21dVVVpW外外体体积积体积功体积功VpWdd外外体积体积 l 称为内压，是由于分子间有吸引称为内压，是由于分子间有吸引力而对压力的校正；力而对压力的校正；l b称为已占体积，是由于分子有一定大小称为已占体积，是由于分子有一定大小而对体积的校正，它相当于而对体积的校正，它相当于1摩尔气体中

10、摩尔气体中所有分子本身体积的所有分子本身体积的4倍。倍。2m/VaRTbVVap )(m2mnRTnbVVanp )(22范德华方程范德华方程RTbVVap )(m2m2331002. 6344 r某实际气体服从范德华方程某实际气体服从范德华方程分子的半径为分子的半径为r ，则已占体积，则已占体积b = 数学表达式：数学表达式： 封闭系统封闭系统条件公式：条件公式：（1）恒容过程：）恒容过程：dV = 0、只做体积功、只做体积功 （2）恒压过程：）恒压过程：dp=0，p=p外外 、只做体积功、只做体积功 W-Q-Uddd UQV UQ-Vdd HQp HQ-pdd 热力学第一定律热力学第一定律

11、 TnCQUVVd- om, d=- om, TnCQHpp适用条件：恒容、只做体积功，适用条件：恒容、只做体积功，变温过程变温过程适用条件：恒压、只做体积功，适用条件：恒压、只做体积功，变温过程变温过程pVT变化过程变化过程-恒容变温和恒压变温过程恒容变温和恒压变温过程) l ()g(OmOmdefOmvap HHH) s () l (OmOmdefOmfus HHH) s ()g(OmOmdefOmsub HHH)crI(crII)(=crII)crI(OmOmdefOmtrs HHH OmvapOmfusOmsubHHH标准摩尔蒸发焓标准摩尔蒸发焓 标准摩尔熔化焓标准摩尔熔化焓 标准摩尔

12、升华焓标准摩尔升华焓 标准摩尔转变焓标准摩尔转变焓 ( (在同样温度下在同样温度下) )标准摩尔相变焓（恒温）标准摩尔相变焓（恒温）如非特别指明，相变化一般看作恒温过程。如非特别指明，相变化一般看作恒温过程。 当液体蒸发为同温度下的蒸气时，分子的当液体蒸发为同温度下的蒸气时，分子的热运动能不变，但分子间距增大，因此要吸收热运动能不变，但分子间距增大，因此要吸收热量。热量。 。 H2O (g)的标准摩尔生成焓等于的标准摩尔生成焓等于H2 (g)的标的标准摩尔燃烧焓。准摩尔燃烧焓。 。判断对错：判断对错：（对对）（错错） BOmfBOmrB)(HH BOmcBOmrB)(HH 标准摩尔反应焓（化学

13、反应标准摩尔反应焓（化学反应-恒温过程）恒温过程） ) O,H() l, O,H() g, O,H(2Omvap2Omf2OmfTHTHTH )OH,CH()g,OH,CH(=)l,OH,CH(3Omvap3Omc3OmcTHTHTH O(l)H2(g)CO3O4(g)HC22243 例：例：)HC(-O)H(2)CO(3g),HC(43Omf2Omf2OmfOmr43Omc HHHHH标准摩尔反应熵（化学反应标准摩尔反应熵（化学反应-恒温过程）恒温过程） BOmBOmrB)(SS ，如何计算？，如何计算？，产物为，产物为反应物为反应物为如何计算？如何计算？1000K298.15K?)K1000(?)K15.298(OmrOmr HH标准摩尔熵标准摩尔熵RTnQQpVg)( B(g)BmrmrRTHU 恒容燃烧热与恒压燃烧热的转换（在恒温条件下）：恒容燃烧热与恒压燃烧热的转换（在恒温条件下）： 氧弹量热计氧弹量热计 恒容、绝热恒容、绝热U=QW=0O(l)H2)g(CO(g)O23OH(l)CH2223 解：（解：（1） -1-13mcmolkJ7 .727molkJ1015.2983145. 823150.11927. 504.32 H -1-13mvap3mf3mfm