物理化学重要知识点总结及其考点说明

第一章  气体的pvT关系 ⑴波义尔定律：当n、T一定时，PV=常数⑵盖-吕萨克定律：当n、P一定时，V/T=常数⑶阿伏伽德罗定律：当T、P一定时，V/n=常数●⑷理想气体状态方程： PV=（m/M）RT= nRT或者或PVm=p（V/n）=RT R=8.314mol-1·K-1称为摩尔气体常数；T为华氏温度⑸摩尔分数：XB=nB/n总●⑹道尔顿定律：PB=P总XB;P总=P分⑺实际气体状态方程：PV=znRT（z为压缩因子）●⑻理想气体特征：①分子间无相互作用力②分子本身不占有体积第二章热力学第一定律热力学第一定律（能量守恒定律）●⑴系统：隔离系统：无能量、无物质交换★封闭系统：有能量、无物质交换（热力学基础；热力学研究对象）敞开系统：有能量、有物质交换●⑵状态函数：P、V、T、U、H、G、A、S(P、T、Cp,m、CV，m为强度量，其他均为广度量)状态函数特征：①有可微分性，能计算②只与始末状态有关●途径函数：Q、W●⑶热：系统从环境中吸热（Q＞0）；系统对环境做功（W＜0）●⑷热力学能：△U=Q+W （封闭系统）；U只是温度T的函数；只与首末有关非体积功的计算①气体向真空膨胀时体积功所的计算 W=0 ②恒外压过程体积功 W=-p（V2-V1）=-p△V③对于理想气体恒压变温过程 W=-p△V=-nR△T④可逆过程体积功 W=-p（v2-v1）●⑤理想气体恒温可逆过程体积功  W=-p（v2-v1）或者W=-nRTln(V1/V2)或者W=nRTln（p2/p1）⑥理想气体绝热可逆过程体积功W=-p（v2-v1）=nγ=Cp,m/CV，m（双原子气体为1.4）T2/T1=(V1/V2)的γ-1次方；T2/T1=(P1/P2)的（γ-1）/γ次方；P2/P1=(V1/V2)的γ次方●⑦恒温膨胀可逆功最大，系统对环境作最大功；恒温可逆压缩，环境对系统做最小功⑧可逆相变体积功 W=-pdV恒热容、恒压热，焓⑴焓定义：H=U + PV⑵焓变：△H=△U+△(pV)式中△(pV)为pV乘积的增量，只有在恒压下△(pV)=p(V2-V1)在数值上等于体积功。⑶△H=T1此式适用于理想气体单纯p VT变化的一切过程⑷内能变：U=T1T此式适用于n、CV,m恒定，理想气体单纯p、V、T变化的一切过程。★⑸摩尔恒压热熔与摩尔恒容热熔关系Cp,m=R+CV，m大多数情况下（单原子分子Cvm=3/2RCpm=5/2R双原子分子Cvm=5/2RCpm=7/2R）●⑹不做非体积功的恒容过程（单纯PVT变化，恒容热）Qv=△U=T●⑺不做非体积功的恒压过程（单纯PVT变化，恒压热）Qp=△H=T⑻由标准摩尔生成焓求标准摩尔反应焓变△rHm⑼由标准摩尔燃烧焓求标准摩尔反应焓变△rH热力学第一定律关系恒容恒温恒压绝热吸收的热QnCv,m△TnRTlnV2/V1nCp,m△T0功W0-nRTlnV2/V1或-nRTlnP1/P2-P△V或-nR△TnCv,m△T内能增量△U=Q+WnCv,m△T0nCv,m△TnCv,m△T焓变△H=△U+P△VnCv,m△T0nCp,m△TnCp,m△T熵变△SCvlnT2/T1nRlnP1/P2或nRlnV2/V1CplnT2/T1亥姆霍兹函数（恒温定容）△A=△U+T△S-∫pdV吉布斯函数（恒温恒压）△G=△H-T△SnRTlnP2/P1第三章、热力学第二定律自发反应特征：①自发过程都是单向的朝着平衡状态发展②一切自发过程都是不可逆的③一切自发过程有对外做功的潜力●说法:克劳修斯：热不能自动从低温物体传到高温物体而不引起其他变化。开尔文：不可能从单一热源吸热使之完全变成对外做功而不产生其他变化。卡诺定理:可逆热机效率最大●卡诺循环

恒温可逆膨胀绝热可逆膨胀恒温可逆压缩绝热可逆压缩QnRT1ln(V2/V1)0nRT2ln(V4/V3)0W-nRT1ln(V2/V1)nCvm(T2-T1)-nRT2ln(V4/V3)nCvm(T1-T2)U0nCvm(T2-T1)0nCvm(T1-T2)热机效率η=-W/Q1=(Q1+Q2)/Q1=(T1-T2)/T12.热温商:Q1/T1+Q2/T2=0;Q2/T2为可逆热温商●3．卡诺循环所有工作于两个确定温度之间的热机，以可逆热机效率最大。（热机向外做功最大因而效率最大）熵变1.熵的定义：dSdefQ式中Q为系统与环境交换的可逆热，T为可逆热Q时系统的温度。意义：S=klnΩk为玻尔兹曼常数Ω为微观状态数；无序度越大，S越大2.克劳修斯不等式dS=δQ/T●3.熵判据（适用于隔离系统、封闭系统）△Siso=△Ssys+△Samb>0,自发（不可逆）=0，平衡（可逆）4.熵变的计算⑴单纯的PVT变化过程中无相变化和化学变化，W`=0，可逆。△S=12δQr⑵理想气体系统△S=nCV,mlnT2T1+nRlnV2V1恒温（T1=T△S=nCp,mlnT2T1-nRlnp2p1⑶相变化可逆变化△αβS=四、热力学第三定律●1.定义：纯物质、完美晶体、0k时的熵为02.亥姆霍兹函数：Adef●（恒温恒容）判据：dAT\V<03.吉布斯函数：Gdef●（恒温恒压）判据：dGT\p<04.热力学基本方程（适用于封闭系统）dU=TdS-pdVdH=TdS-VdpdA=-SdT-pdVdG=-SdT+Vdp●5.偏摩尔量定义：在温度、压力及除了组分B以外其余组分的物质的量均不变的条件下，广度量X随组分B的物质的量nB变化率XB称为组分B的偏摩尔量。偏摩尔量：XBdef（∂X/∂nB）T、P、nC●6.化学势：偏摩尔吉布斯函数定义：混合物（或溶液）中组分B的偏摩尔吉布斯函数GB为B的化学势；对于纯物质就是摩尔吉布斯函数定义式：μBdef（∂G/∂nB）=GB（恒T、P、nC）★结论：物质总是从化学势高的一相向化学势低的一相迁移，直至两相化学势相等。eg：（过饱和蔗糖水溶液＞固体蔗糖化学势＞不饱和水溶液化学势；因而会析出固体蔗糖）7.单相多组分系统热力学方程多项多组分系统热力学方程dG=-SdT+Vdp+∑μBdnBdG=-SdT+Vdp+∑（1）∑（2）μB1dnB1dU=TdS-pdV+∑μBdnBdU=TdS-pdV+∑（1）∑（2）μB1dnB1dH=TdS+Vdp+∑μBdnBdH=TdS+Vdp+∑（1）∑（2）μB1dnB1dG=-SdT-pdV+∑μBdnBdG=-SdT-pdV+∑（1）∑（2）μB1dnB1化学平衡条件：∑μBdnB=0●8.拉乌尔定律（溶剂关系）定义:稀溶液中溶剂的蒸气压等于同一温度下纯溶剂的饱和蒸气压与溶液中溶剂摩尔分数的乘积。公式：pA=pA*xApA*为纯溶剂饱和蒸气压；xA溶剂摩尔分数●9.亨利定律（溶质关系）定义：一定温度下气体在液态溶剂中的溶解度与该气体的压力成正比。公式：pB=kx，BXBpB=kx，BbB=kx，B（nB/mA）pB=kx，BCB=kx，B（nB/V混合物体积）★10.理想液态混合物（全符合拉乌尔定律）定义：若液态混合物中每个组分在全部组成范围内都符合拉乌尔定律，则为理想液态混合物。性质：△mixG△mixS△mixA△mixV△mixH△mixURT∑nBlnxB-R∑nBlnxBRT∑nBlnxB000★11.理想稀溶液：（溶质符合亨利定律，溶剂符合拉乌尔定律）●12.稀溶液的依附性①溶剂蒸气压下降△PA=pA*-pA=pA*xB②凝固点降低（析出固体纯溶剂）△Tf=KfbB（Kf只与溶剂有关）③沸点升高△Tb=KbbB（Kb只与溶剂有关）④渗透压πv=nRT五、化学平衡●1.等温方程：△rGm=△2.化学平衡压力商：△rGmΘ=-RTlnJ；△rGm3.J<K时，△rGJ>K时，△rGmΘ>J=K时，△rGmΘ★4.△rGmΘ=△★5.△rHmΘ△rHmΘ6.压力★（气体分子数增加）P升高，K减小，向左；惰性气体★系数差>0，k增大，向右移；系数差<0，k减小，向左移nB升高，K升高，向右；增加反应物的量，恒T、V时，向正反应移动；恒T、P时，向逆反应移动。六、相图1.气体：1相；液体:按照互溶程度分为1相、2相、3相；固体：一种固体为1相。2.自由度F：F=C-P+2=S-R-R(限制条件)-P+23.●4.冰点：0摄氏度101.325kpa三相点：0.01摄氏度611.15pa5.压强组成6.温度组成7.二组分真实液态混合物（气液平衡线）①压力组成②温度组成：最低点恒沸混合物（只与压力有关）8.部分互溶①（液体与液体）②（气体与液体）★9.相图七、电化学1.法拉第表达式：Q=zFξ（z为电荷数，ξ为反应进度，F为法拉第常数=96500c）2.电导：G=1/R●3.能斯特方程：电动势E=EΘ-RT/zFlnJ★简写：E=EΘ-0.059/zlnJ（还原态/氧化态）八、化学反应速率1.定义：V=C/（系数*t）2.基元反应：由反应物直接生成3.eg：aA+bB=cC★V=KCAaCBb反应级数（只有