苏州大学---物理化学---知识点总结.doc

1 《物理化学学习要点》热力学第一定律一、本章框架 dU Q W ? ?? ? U Q W ? ??二、本章要求 1、了解热力学基本概念: 系统、环境、功、热、平衡状态、状态函数、可逆过程等; 2、明确热力学第一定律和热力学能的概念; 3、明确焓、标准摩尔反应焓、标准摩尔生成焓和燃烧焓的定义; 4 、熟练掌握在理想气体单纯 pVT 变化、相变化及化学变化过程中计算热、功、△U、△H 的原理和方法; 三、考核要求: 1 .热力学概论 热力学的目的、内容和方法(了解) 热力学的一些基本概念 体系与环境,体系的性质(理解) 热力学平衡态和状态函数(理解) 适用于封闭系统热力学第一定律解决变化过程的能量问题热力学第一定律热力学第一定律的应用数学表达式理想气体过程相变过程化学反应实际气体过程等温过程等压过程等容过程 p VT 都变化过程绝热过程可逆相变过程不可逆相变过程标准摩尔反应焓标准摩尔燃烧焓标准摩尔生成焓非等温反应节流膨胀 2 2 .热力学第一定律 热和功(掌握) 热力学能(掌握) 热力学第一定律的表述与数学表达式(应用) 3 .体积功与可逆过程 等温过程的体积功(应用) 可逆过程与最大功(理解) 4 .焓与热容 焓的定义(了解) 焓变与等压热的关系(应用) 等压热容和等容热容(理解) 5 .热力学第一定律对理想气体的应用 理想气体的热力学能和焓(掌握) 理想气体的 C p与C v 之差(理解) 理想气体的绝热过程(掌握) 6 .热力学第一定律对实际气体的应用 节流膨胀与焦耳- 汤姆逊效应(了解) 7 .热力学第一定律对相变过程的应用(掌握) 8 .化学热力学 化学反应热效应 等压热效应与等容热效应(掌握) 反应进度(了解) 赫斯定律与常温下反应热效应的计算 赫斯定律(应用) 3 标准摩尔生成焓与标准摩尔燃烧焓(掌握) 标准反应焓变与温度的关系—基尔霍夫定律(应用) 四、重要概念 1、系统与环境; 2 、隔离系统、封闭系统、敞开系统; 注意:隔离系统 Q=0 , W=0 3、广度性质(加和性: V,U,H,S,A,G) 强度性质(物质的量, T ,p ); 4、功W 和热 Q; 注意 W与Q 的符号; W与Q 均为途径函数(非状态函数) 5 、热力学能; 6、焓; 7、热容; 8 、状态与状态函数; 9、平衡态; 10、可逆过程; 11 、节流过程; 12、真空膨胀过程; 13、标准态; 14 、标准摩尔反应焓,标准摩尔生成焓,标准摩尔燃烧焓五、重要公式与适用条件 1. 体积功: W=-p 外 dV (封闭系统,计算体积功) 2. 热力学第一定律: U=Q+W,dU=Q+W (封闭系统) 3 .焓的定义: H=U+ pV 4 4 .热容:定容摩尔热容 C V ,m=Q V/ dT = (?U m/ ?T ) V 定压摩尔热容 C p ,m=Q p/ dT = (?H m/ ?T ) P 理想气体: C p ,m-C V ,m=R; 凝聚态: C p ,m-C V ,m≈0 理想单原子气体 C V ,m =3 R /2 ,C p ,m=C V ,m+R =5 R /2 5. 标准摩尔反应焓: 由标准摩尔生成焓 fH B ?(T )或标准摩尔燃烧焓 cH B ?(T )计算 rH m ?=v BfH B ?(T )=-v BcH B ?(T ) 6. 基希霍夫公式(适用于相变和化学反应过程) rH m ?(T 2)= rH m ?(T 1)+ 21T r pm T C dT ?? 7. 等压摩尔反应热与等容摩尔反应热的关系式 Q p-Q V= rH m(T )- rU m(T )=v B(g ) RT 8. 理想气体的可逆绝热过程方程: ??2211VPVP? 122 111 ?????VTVT ????/)1(22 /)1(11 ???PTPT ?? Cvm Cpm / 六、各种过程 Q、W、U、H 的计算 1 、理想气体: 等温过程 dT =0 ,U=H =0 ,Q=W ; 非等温过程, U=nC V ,mT,H=nC p ,mT, 单原子气体 C V ,m =3 R /2 ,C p ,m=C V ,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 U≈H=nC p ,mT 3 . 等压过程: p 外=p= 常数,非体积功为零 W '=0 5 (1)W=-p 外(V 2-V 1),H=Q p= dT nC TT mp?,,U=H-( pV ),Q= U-W(2