北京化工大学考研初试笔记.doc

北京化工大学物理化学第五版
复习资料
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第1章气体的pVT性质
一、重要概念:理想气体,波义尔定律,盖吕萨克定律,阿夫加德罗定律,分压定律,分体积定律,范德华气体
二、重要公式与定义式




第2章热力学第一定律及应用
一、重要概念
系统与环境,隔离系统,封闭系统,敞开系统,广延性质或容量性质(加和性:V,U,H,S,A,G),强度性质(摩尔量,T,p),功W,热Q,热力学能,焓,热容,状态与状态函数,平衡态,过程函数(Q,W),可逆过程,真空膨胀过程,标准态(纯态,),标准反应焓,标准摩尔生成焓[△fHөm(B,,T)],标准摩尔燃烧焓[△cHӨm(B,,T)]。
二、重要公式与定义式
1. 体积功:
2. 热力学第一定律:,
3. 焓的定义:
4. 热容:等容摩尔热容
等压摩尔热容
理想气体:;
凝聚态:
单原子理想气体分子:
双原子理想气体分子:
5. 标准摩尔反应焓:由标准摩尔生成焓[或标准摩尔燃烧焓[]计算
D
6. 基希霍夫公式(适用于相变和化学反应过程)
D △
7. 等压摩尔反应热(焓)与等容摩尔反应热(焓)的关系式
Qp-QV =△rHӨm(T)-△rUӨm(T) =
8. 理想气体的可逆绝热过程方程:
, p1V1/T1 = p2V2/T2,=Cp,m/CV,m
三、各种过程Q、W、△U、△H 的计算

(1) 对于气体,题目没有特别声明,一般可认为是理想气体,如N2,O2,H2等。
等温过程 dT=0,△U=0 △H=0,Q=W;
非恒温过程△U= n CV,m△T,△H= n Cp,m△T,
单原子气体 CV,m =3R/2,Cp,m = CV,m+R = 5R/2
(2) 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
D △U≈△H= n Cp,m△T
:p外=p=常数,无其他功W'=0
(1) W= -p外(V2-V1),△H = Qp =n Cp,m dT,△U =△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:dT=0,W=0,Q=△U=0,△H=0
(3) 恒外压过程: 首先计算功W,然后计算△U,再计算Q,△H。
3. 恒容过程:dV=0
W=0,QV =△U =n CV,mdT,△H=△U + V△p
:Q=0
(1) 绝热可逆过程 W=pdV =△U =n CV,mdT,△H=△U+△(pV)
理想气体:,
(2)绝热一般过程:由方程W =p外dV =△U =n CV,m dT 建立方程求解。
5. 相变过程S()→S()
(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,100 ℃时的汽化或凝结等过程。
由温度T1下的相变焓计算另一温度T2下的相变焓
D △HӨm(T2)= △HӨm(T1)+△Cp,m dT
(2) 不可逆相变:利用状态函数与路径无关的特点,根据题目所给的条件,设计成题目给定或根据常识知道的(比如水的正常相变点)若干个可逆过程,然后进行计算。
:标准反应焓的计算
(1) ,然后利用基希霍夫公式计算另一温度T时的标准反应焓。
注意:生成反应和燃烧反应的定义,以及标准摩尔生成焓或标准摩尔燃烧焓存在的联系。例如 H2O(l)的生成焓与H2的燃烧焓,CO2 的生成焓与C(石墨)的燃烧焓数值等同。
(2) 一般过程焓的计算:基本思想是(1),再加上相变焓等。
(3) 燃烧反应系统的最高温度计算:整个系统作为绝热系统看待处理由系统焓变D H=0 建立方程计算。
四、典型题示例
1-1 1mol 理想气体于27℃、101325Pa状态下受某恒定外压恒温压缩到平衡,再由该状态恒容升温到97 ℃,。求整个过程的W、Q、△U及△H。已知该气体的CV,m -1 K-1。
解题思路:需先利用理想气体状态方程计算有关状态:
(T1=27℃, p1=101325Pa,V1)→(T2=27℃, p2=p外=?,V2=?)
→(T3=97℃, p3=,V3= V2)
1-2水在-5℃的结冰过程为不可逆过程,计算时要利用0℃结冰的可逆相变过