物理化学考研复习.pptx

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1、思考题1.在使用物质的量时，必须指明物质的基本单元。试判断下面的说法中，那些是不正确的：。（1）1mol氯化铝；（2）1mol（）；（3）1mol铝离子；（4）1mol(2Al3+)。2.理想气体的微观模型是（1），（2）。（1）、（3）气体分子本身大小可以略去不计 分子在没有接触时相互没有作用，分子间的碰撞是完全弹性的碰撞 第1页/共67页3.钢瓶中装有温度为10，压力为3.65MPa的 CO2,则此CO2处于 态（气、液、气+液）。已知CO2的Tc=304.21K,10时 CO2的饱和蒸汽压为4.46MPa。4.范德华参数a的存在使压缩因子Z （增大、减小），b的存在使Z （增大、减小）。

2、在低压下波义耳温度时，a和 b两个因素的作用 ，使压 缩因子Z=1。气减小增大相互抵消第2页/共67页5.将范德华方程应用于临界点，得到的一个 重要的结果是 6.在普遍化压缩因子图上，某物质的Tr线如图 所示。试写出图中各点物质的相态：abcdZprabcd 普遍化范德华方程。气饱和气体气液共存饱和液体第3页/共67页7.-5的冰和水在101325Pa的压力下能否平衡共存？在什么条件下-5-5 的冰和水能平衡共存？8.8.状态函数的基本特征是 。有关状态函数的基本假定是 。否压力增大至59.8MPa 状态一定，状态函数也一定，状态变化，则其变化只决定于系统的初终态，与所经历的具体过程无关 均相

3、系统，如不考虑除压力以外的其它广义力，为确定平衡态，除确定系统中每种物质的数量外，还需要确定两个独立的状态函数第4页/共67页9.下列表示式在什么条件下才与体积功相等？（1）-pdV ,（2）-d(pV)。10.试指出以下各式的适用条件：（1）U=Q+W ;（2）U=QV ;（3）H=Qp 。恒压过程封闭系统封闭系统，只做体积功封闭系统，只做体积功第5页/共67页11.热力学标准状态规定为：气体 。液体和固体 。溶液中的溶质 。12.物质的标准摩尔蒸发焓随温度升高而（升高、降低），当达到临界温度时，摩尔蒸发焓 0（、=、=、）从数量上统一表达反应进行的程度、=、=、）=第8页/共67页17.试

4、指出下列关系式何者是正确的、何者是不正确的。(1);(2);(3)。不正确不正确正确第9页/共67页18.热性质数据有三个方面的来源，它们是：；。19.Qp与QV 的换算公式为QV=Qp-(n)RT,其中 n是指 。直接实验测定 经验半经验方法 理论方法 反应终态气体的物质的量减去初态气体的物质的量第10页/共67页1.将25、101.325kPa的干燥空气 缓缓通过水被水蒸气所饱和，空气带走水 0.01982mol。试计算该 25 水的饱和气压和通过水后湿空气的体积。假定通入前后气体总的压力保持不 变。计算题第11页/共67页解：以“1”代表空气，以“2”代表H2O，第12页/共67页2.在

5、0、10132.5kPa下氦的摩尔体积是0、101.325 kPa下摩尔体积的0.011075倍，试用 范德华方程来计算氦原子的半径。假定所涉 及压力下氦分子间吸引力很小可不考虑。第13页/共67页解：，第14页/共67页2.在0、10132.5kPa下氦的摩尔体积是0、101.325 kPa下摩尔体积的0.011075倍，试用 范德华方程来计算氦原子的半径。假定所涉 及压力下氦分子间吸引力很小可不考虑。第15页/共67页解：，第16页/共67页3.纯水的状态图及相图示意如下：纯水的状态图 水的相图(1)试在图上标明I、II、III曲面及1、2、3平面所示的水的聚集状态或相。第17页/共67页

6、(2)其中mn称什么线？其压力、温度数值如 何？C 点称什么点？其压力、温度数值是 多少？其数学特征如何？(3)分别在两图中示意画出在标准压力下由固 态熔化为液态水及蒸发为水蒸气的过程线。第18页/共67页3.纯水的状态图及相图示意如下：纯水的状态图 水的相图(1)试在图上标明I、II、III曲面及1、2、3平面所示的水的聚集状态或相。第19页/共67页(2)其中mn称什么线？其压力、温度数值如 何？C 点称什么点？其压力、温度数值是 多少？其数学特征如何？(3)分别在两图中示意画出在标准压力下由固 态熔化为液态水及蒸发为水蒸气的过程线。第20页/共67页解：(1)I，液固；II，气液；III

7、，气固 1，固；2，液；3，气 (2)三相线，其压力为610.5 Pa，温度为 273.16 K。c 点称临界点，其压力为 22.04MPa，温度为647.15K 其数学特征：第21页/共67页(3)纯水的状态图水的相图第22页/共67页4.在一真空容器中，有一个封有1mol水的玻 璃泡，今设法打碎它，使水在 100 下恒 温蒸发为 50663 Pa 的水蒸气，试计算 Q、W、和。已知100，101325 Pa下水的蒸发热。第23页/共67页1mol H2O(g)100,50663 Pa 1mol H2O(l)100,P*1mol H2O(g)100,101325 Pa 4.解第24页/共67

8、页 忽略液体体积第25页/共67页1mol H2O(g)100,50663 Pa 1mol H2O(l)100,P*1mol H2O(g)100,101325 Pa 4.解第26页/共67页 忽略液体体积第27页/共67页5.由乙炔直接气相合成苯是一条可行的途 径。若将 25，的 3 mol C2H2(g)通入 反应器，所得产物为 1200，的 1 mol C6H6(g)，试求此反应过程的焓变。已 知：解：物 质C2H2(g)226.7363.71C6H6(g)82.93191.52C6H6(l)49.04第28页/共67页C6H6(g)25，p 3 C2H2(g)25，p C6H6(g)12

9、00，p 解：第29页/共67页第二章热力学定律和热力学基本方程第二章热力学定律和热力学基本方程l热现象与力学现象的区别：热现象伴随着 永久性的再也不能复原的变化热和功的 不等价性l宏观过程方向和限度的实质：归结为功转 变为热、热从高温流向低温的不可逆性l热力学第二定律的两个等价表述第30页/共67页l所有宏观过程都是不可逆过程方向性条件公式：l Clausius不等式:l 过程方向和限度的度量标准可逆过程l 熵的本质：分子热运动混乱程度量第31页/共67页l热力学函数间的关系 热力学基本方程 （组成恒定的均相封闭系统）第32页/共67页结论：理想气体的 U 及 H 仅是温度的函 数，故对理想

10、气体的一切过程均有：焦耳实验：结果:第33页/共67页l焦耳汤姆逊效应 热力学特征：对于实际气体：第34页/共67页重要公式 (1)第35页/共67页(2)理想气体 pVT pVT 变化中热力学函数的变化：状态变化的熵变三公式：对于1mol，i.g.：第36页/共67页(3)相变化中热力学函数的变化：可逆相变：不可逆相变：设计过程，绕道经过可逆相变 第37页/共67页纯组分的两相平衡克克-克方程：克方程：公式形式、适用条件、计算的公式形式、适用条件、计算的 内容内容纯 组 分 的 g-l、g-s平 衡，g i.g.纯组分的V-L、V-S平衡，,g i.g.，第38页/共67页(4)化学反应中的

11、热力学函数变化：第39页/共67页求熵变的几个典型子过程设计可逆过程 ()T、i.g.熵随压力的变化：()p熵随温度的变化：可逆与不可逆温度变化均有:纯物质的相变熵:对于可逆相变:i.g.()T,p 混合的熵变；第40页/共67页最为有用其中：第41页/共67页热力学基本方程包含物质热性质的全部信息 知道一个热力学基本方程，就知道了一系列热力学的信息。第42页/共67页思考题1.热力学第二定律要解决的基本问题是：。2.热力学第二定律的克劳修斯说法是：；开尔文说法是：。3.理想气体恒温膨胀时，Q=-W,它所吸的热全部用来做功，这是否违背开尔文说法，为什么？。过程的方向和限度的规律热从低温物体传给

12、高温物体而不发生其它变化是不可能的；从一个热源吸热，使之完全转化为功，而不发生其它变化是不可能的否。环境中遗留不可逆变化第43页/共67页4.试写出热力学第二定律的数学表达式：。5.试写出熵的定义式：。熵的本质是 。6.若只用熵函数判断过程进行的方向和限度，则相应的平衡判据为 。它的适用条件是 。系统混乱程度的度量 孤立系统，绝热过程第44页/共67页7.一定量的氮气经一无限小不可逆过程，温度由T变为 T+dT、压力由p变为p+dp，则其dG -SdT+Vdp(、=、=、)。10.对于理想气体，下列偏导数何者小于零？。=(2)、（4）第46页/共67页11.试用热力学基本方程和麦克斯韦关系式证

13、明理想气体的 ：。12.写出下列公式的适用条件恒温过程，理想气体恒压过程可逆相变第47页/共67页9.在绝热恒容容器中发生一化学反应，反应后压力降低，温度升高，则 U 0,H 0,S 0(、=、)。10.对于理想气体，下列偏导数何者小于零？。=(2)、（4）第48页/共67页11.试用热力学基本方程和麦克斯韦关系式证明理想气体的 ：。12.写出下列公式的适用条件恒温过程，理想气体恒压过程可逆相变第49页/共67页13.为什么水的相图中液固平衡线的斜率是负的；而苯的相图中液固平衡线的斜率是正的？恒温过程单元系，两相平衡Vm(g)代 ,设蒸气服从理想气体状态方程,不随温度而变化。第50页/共67页

14、11.试用热力学基本方程和麦克斯韦关系式证明理想气体的 ：。12.写出下列公式的适用条件恒温过程，理想气体恒压过程可逆相变第51页/共67页13.为什么水的相图中液固平衡线的斜率是负的；而苯的相图中液固平衡线的斜率是正的？恒温过程单元系，两相平衡Vm(g)代 ,设蒸气服从理想气体状态方程,不随温度而变化。第52页/共67页14.试述能斯特热定理 。15.试述由西蒙修正的能斯特热定理 。16.在什么条件下可对克希霍夫方程 进行积分求任意温度下的 。当温度趋于0K时，凝聚系统中恒温过程的熵变趋于零 当温度趋于0K，系统中仅涉及处于内部平衡的纯物质时，则恒温过程的熵变趋于零 在积分的温度范围内，没有

15、相变化第53页/共67页17.作为平衡判据的适用条件是 。18.作为平衡判据的适用条件是 。恒温、恒容，不做非体积功的系统恒温、恒压，不做非体积功的系统第54页/共67页例.初态为0.5 mol、27.0、10 dm3的氮气（可视 为理想气体），经恒温可逆压缩至体积1dm3，然后再绝热可逆膨胀，使终态体积恢复到10 dm3。试求全过程的Q、W、。和、第55页/共67页A0.5mol27.010dm3B0.5mol27.01dm3C0.5mol10dm3解：第56页/共67页例.初态为0.5 mol、27.0、10 dm3的氮气（可视 为理想气体），经恒温可逆压缩至体积1dm3，然后再绝热可逆膨

16、胀，使终态体积恢复到10 dm3。试求全过程的Q、W、。和、第57页/共67页17.作为平衡判据的适用条件是 。18.作为平衡判据的适用条件是 。恒温、恒容，不做非体积功的系统恒温、恒压，不做非体积功的系统第58页/共67页例.初态为0.5 mol、27.0、10 dm3的氮气（可视 为理想气体），经恒温可逆压缩至体积1dm3，然后再绝热可逆膨胀，使终态体积恢复到10 dm3。试求全过程的Q、W、。和、第59页/共67页A0.5mol27.010dm3B0.5mol27.01dm3C0.5mol10dm3解：第60页/共67页第61页/共67页A0.5mol27.010dm3B0.5mol27.01dm3C0.5mol10dm3解：第62页/共67页第63页/共67页A0.5mol27.010dm3B0.5mol27.01dm3C0.5mol10dm3解：第64页/共67页第65页/共67页第66页/共67页感谢您的观看！第67页/共67页