物理化学各章总结.ppt
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1、热力学第一定律,语言描述,数学表达式,1.第一类永动机不可能实现,2.隔离系统的热力学能守恒,U=Q+W,适用于封闭系统,单纯pVT变化过程,相变化过程,化学反应过程,系统与环境,状态函数特征,几种特殊过程,可逆过程,热力学能、热、功概念,途径函数,标准态,一、选择题1、在一个绝热钢瓶中,发生一个放热的分子数增加的化学反应,那么()。A.Q 0,W 0,U 0 B.Q=0,W=0,U 0,U 0,C,2、如图,用隔板将刚性绝热壁容器分成两半,两边充入压力不等的空气(视为理想气体),已知p右 p左,将隔板抽去后 A Q0,W0,U0 B Q0,W 0 C Q 0,W 0 D U0,QW0,A,二
2、、填空题 1、在一定温度下,C(石墨)的标准摩尔燃烧焓等于 标准生成焓。,2、气体氦在273K,500kPa,10dm3的始态经一绝热可逆过程膨胀至100kPa,此过程的Q=、W=、U=和H=。(假设He为理想气体),三、简答题 任一封闭系统在任意指定的始末状态之间可设计出无数多个具体的途径,各具体途径的热和功皆不相等,但每个途径的热和功的代数和皆相等,原因何在?,热和功为途径函数,途径不同,热和功不相等。由热力学第一定律可知,U=Q+W,热力学能为状态函数,其数值只取决于始末状态,而与途径无关,故不同途径的热和功的代数和皆相等。,语言描述,热力学第二定律,数学表达式,1.第二类永动机不可能实
3、现,2.克劳修斯说法:热传递,3.开尔文说法:热功转换,1.熵判据:隔离系统,热机效率=-W/Q1,卡诺循环(Q/T)=0,任意可逆循环(Q/T)=0,熵,2.吉布斯函数判据:恒温恒压W=0,3.亥姆霍兹函数判据:恒温恒容W=0,熵增原理熵判据,熵判据,吉布斯函数判据,熵判据,亥姆霍兹函数判据,热力学基本方程,自发过程的定义及特征,卡诺循环,任意不可逆循环(Q/T)0,S绝热0,Siso=Ssys+Samb0,G=H-TS,A=U-TS,热力学第三定律,热力学基本方程,热力学基本方程,麦克斯韦关系式,其他关系式,一、判断题1、系统的混乱度增加,则其熵值减小。()2、吉布斯判据适用于理想气体的任
4、意过程。()3、四个热力学基本方程适用于所有封闭体系的可逆过程。()4、可以用一过程的熵变与热温商的大小关系判断其自发性(),二、选择题关于热力学第二定律下列哪种说法是错误的(A)热不能自动从低温流向高温(B)不可能从单一热源吸热做功而无其它变化(C)第二类永动机是造不成的(D)热不可能全部转化为功,D,2、如图,可表示理想气体卡诺循环的示意图是(A)图(B)图(C)图(D)图,C,3、将1mol H2O(l)(100、101.325kPa)置于密闭真空容器中,蒸发为同温同压的水蒸气并达平衡,该过程的G()。A.大于0 B.小于0 C.等于0 D.不能确定,B,4、下列四个关系式中哪一个不是麦
5、克斯韦关系式?A BC D,A,三、填空题1、在热力学中,熵判据(熵增加原理)对于一个变化过程的方向和限度的判断具有重要意义,它是指在体系中自发过程总是向着 的方向进行,直到 时达到平衡。,熵增大,熵增大到最大,2、某体系进行一不可逆循环时,则S体,环境的S环。,=0,0,5、理想气体自状态p1V1T恒温膨胀至p2V2T。此过程()。A.G A B.G=A C.GA D.不能确定,B,化学式的表达式,多组分系统热力学,化学式的应用:稀溶液的依数性,X=f(T,p,n),偏摩尔量,化学式,理想气体,理想液态混合物,热力学分析,定量关系式,解释生活问题,理想稀溶液,mixV=0,mixH=0,mi
6、xS 0,mixG 0,溶剂蒸气压下降凝固点降低沸点升高渗透压增加,相律,相平衡,相图,C=S-R-R,F=C-P+n,静态分析,S:物种数,对于一个NaCl(s)与饱和NaCl水溶液共存的系统。,点、线、面的意义,外界条件改变时,相变化情况分析。,稳定相区相态分析,R:独立的方程式数,R:同一相中的浓度限定条件,动态分析,三相线的平衡关系,步冷曲线,一、判断题1、一个溶液所有组分的摩尔分数总和为1。()2、0.1 molkg-1甘油的水溶液和0.1 molkg-1甘油的乙醇溶液,应有相同的沸点升高。()3、质量分数0.01的蔗糖水溶液和质量分数0.01的果糖水溶液有相同的渗透压。()4、Kb
7、的物理意义可以认为就是1 molkg-1溶液的沸点升高值。(),二、选择题1、土壤中NaCl含量高时植物难以生存,这与下列稀溶液的性质有关的是()。A蒸气压下降 B沸点升高 C冰点下降 D渗透压,D,B,D,C,1、方程 适用于以下哪个过程。A H2O(s)=H2O(l)B H2O(s)=H2O(g)C NH4Cl(s)=NH3(g)+HCl(g)D NH4Cl(s)溶于水形成溶液,B,2、通常情况下,对于二组分物系能平衡共存的最多相为,最大自由度是。A 1 B 2 C 3 D 4,3、体系中含有H2O、H2SO44H2O、H2SO42H2O、H2SO4H2O、H2SO4,其组分数C为。A 1
8、 B 2 C 3 D 4,2、1 mol蔗糖(C12H22O11)溶于3 mol水中,蔗糖溶液的蒸汽压是水的蒸气压的()。A1/3 B1/4 C3/4 D不知道,C,3、苯和甲苯能形成理想液态混合物,在293K时当1mol苯和1mol甲苯混合时,过程所对应的H是 A-3377J B 3377J C 零 D-3434J,C,三、填空题纯奈(C10H8)1.28 g溶于100 g氯仿中,此溶液的质量摩尔浓度是()。它的沸点比纯氯仿高0.385,氯仿的沸点升高常数应是()。,1、NH4HS(s)放入真空容器中,并与其分解产物NH3(g)和H2S(g)达到平衡,则该系统中组分数C=;相数P=;自由度F
9、=。,2、A及B二组分组成的凝聚体系能生成三种稳定的化合物,则于常压下在液相开始冷却的过程中,最多有 种固相同时析出?,2,3、单组分系统相图中,点、线、面的自由度数分别为、。,0,1,2,四、简答题 简述水的冰点与三相点的区别。,3、盐碱地的农作物长势不良,甚至枯萎,施了太浓的肥料,植物会被“烧死”,能否用某个依数性来说明部分原因?,2、北方冬天吃冻梨前,先将冻梨放入凉水中浸泡一段时间,会发现冻梨表面结了一层薄冰,二梨里面已经解冻了,这是为什么?,凉水温度比冻梨温度高,使冻梨解冻。冻梨含有糖分,故其凝固点低于水的冰点,当冻梨内部解冻时,要吸收热量,而解冻后的温度仍略低于水的冰点,所以冻梨内部
10、解冻了而表面上仍凝结一层薄冰。,可以用渗透压来说明原因,盐碱地盐的浓度大,则细胞失水枯萎,同样施了太浓的肥料,细胞也失水,导致“烧死”。,方向判断,化 学 平 衡,平衡问题,rGm,等温方程,比较 与 的大小,平衡计算,平衡移动:温度、压力、惰性组分的影响,平衡组成或解离度的计算,平衡常数计算,电解质溶液理论,电化学,1.导电机理,2.电导理论,3.活度理论,1.可逆电池,定义,2.原电池热力学,不可逆电化学,导体,电导率、摩尔电导率,可逆电化学,电极反应,电极分类,法拉第定律,与浓度的关系,离子迁移数,活度、平均活度,平均活度因子,图式表示,极限摩尔电导率的求算,电极电势,液体接界电势,极化
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