物理化学重要知识点总结及其考点说明

第一章第一章气体的气体的 pvTpvT 关系关系 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 PVmp（V/n）RT R8.314mol-1K-1 称为摩尔气体常数；T 为华氏温度 ⑸摩尔分数XBnB/n 总 ●⑹道尔顿定律PBP 总 XB;P 总P分 ⑺实际气体状态方程PVznRT（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 第二章第二章热力学第一定律热力学第一定律 热力学第一定律（能量守恒定律）热力学第一定律（能量守恒定律） ●⑴系统 ① 隔离系统无能量、无物质交换 ② ★封闭系统有能量、无物质交换（热力学基础；热力学研究对象）（热力学基础；热力学研究对象） ③ 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△UQW （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 W0 ②恒外压过程体积功 W-p（V2-V1）-p△V ③对于理想气体恒压变温过程 W-p△V-nR△T ④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-nRTlnV1/V2或者 WnRTln（p2/ p1） ⑥理想气体绝热可逆过程体积功W-p（v2-v1）（-） γ Cp, m /CV，m（双原子气体为 1.4） T2/T1V1/V2 的γ-1 次方；T2/T1P1/P2的（γ-1）/γ次方；P2/P1V1/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，焓恒热容、恒压热，焓 ⑴焓定义HU PV ⑵焓变△H△U△pV 式中△pV为 p V 乘积的增量，只有在恒压下△pVpV2-V1在数值上等于体积功。 ⑶△H（恒压变温） 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（-） 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Cvm3/2RCpm5/2R双原子分子 Cvm5/2RCpm7/2R ） ●⑹不做非体积功的恒容过程（单纯PVT 变化，恒容热） Qv△U ●⑺不做非体积功的恒压过程（单纯PVT 变化，恒压热） Qp△H ⑻由标准摩尔生成焓求标准摩尔反应焓变 ⑼由标准摩尔燃烧焓求标准摩尔反应焓变 热力学第一定律关系热力学第一定律关系 吸收的热 Q 恒容 nCv,m△T 恒温 nRTlnV2/V1 -nRTlnV2/V1 或 恒压 nCp,m△T 绝热 0 nCv,m 功 W0 -nRTlnP1/P2 -P△V 或-nR△T △T nCv,m 内能增量△UQWnCv,m△T0nCv,m△T △T nCp,m 焓变△H△UP△VnCv,m△T0nCp,m△T △T nRlnP1/P2 或 熵变△SCv lnT2/T1 nRlnV2/V1 亥姆霍兹函数（恒温定容）△ - -∫ ∫pdVpdV A△UT△S 吉布斯函数（恒温恒压） △G△H-T△S nRTlnP2/P1nRTlnP2/P1 Cp lnT2/T1 第三章、热力学第二定律第三章、热力学第二定律 自发反应特征自发反应特征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●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●卡诺循环 Q W U 1．热机效率 恒温可逆膨胀 nRT1lnV2/V1 -nRT1lnV2/V1 0 绝热可逆膨胀 0 nCvmT2-T1 nCvmT2-T1 恒温可逆压缩 nRT2lnV4/V3 -nRT2lnV4/V3 0 绝热可逆压缩 0 nCvmT1-T2 nCvmT1-T2 η-W/Q1Q1Q2/Q1T1-T2/T1 2.热温商Q1/T1Q2/T20;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） 熵变熵变 1.熵的定义d SQ/T 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SklnΩk 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 ，不可逆过程 ，可逆过程 dS ●3.熵判据（适用于隔离系统、封闭系统）（适用于隔离系统、封闭系统） 自发（不可逆） 式中 iso、sys 和 amb 分别代表隔离系统、系统和环境。 ，平衡（可逆） △Siso△Ssys△Samb 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，W0，可逆。 △S ⑵理想气体系统 △SnCV,mln nRln恒温（T1T2） 、恒容（V1V2） △S nC p,mln ⑶相变化 - nRln 恒压（p p ） 12 可逆变化SH/T 四、热力学第三定律四、热力学第三定律 ●1.定义纯物质、完美晶体、0k 时的熵为 0 2.亥姆霍兹函数 AU-TS ，自发 ，平衡 ●（恒温恒容）（恒温恒容）判据dAT\V 3.吉布斯函数 GH-TS ●（恒温恒压）（恒温恒压）判据dGT\p ，自发 ，平衡 4.热力学基本方程（适用于封闭系统） dUTdS-pdV dHTdS-Vdp dA-SdT-pdV dG-SdTVdp ●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XB（∂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μB（∂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-SdTVdp ∑μBdnB dUTdS -pdV ∑μBdnB dH TdS