物理化学复习知识点归纳高考_-高考.pdf

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1、第二章热力学第一定律 1 系统 隔离系统（孤立系统）：没有物质和能量交换 封闭系统：只有能量交换 敞开系统（开放系统）：既有物质交换，又有能量交换 2 状态函数分类 广度量（广度性质）：与物质数量成正比，有加和性，数学上是一次齐函数 强度量（强度性质）：与物质数量无关的性质，不具有加和性*任何两个广度性质之比得出的物理量则为强度量 3过程分类 恒温过程：T=T环境=定值 恒压过程：P=P环境=定值（过程中压强均相等且不变）等压过程：P1=P2 =Pamb =常数 恒容过程：V=定值 绝热过程：系统与环境无热交换，Q=0 循环过程：系统从始态出发经一系列变化又回到始态的过 自由膨胀过程（向真空膨

2、胀）：Pamb（环境压强）=0，W=0 可逆过程：将推动力无限小、系统内部及系统与环境之间在无限接近平衡条件下进行的过程。即 Pamb=P系统+dp，且 dp0 4功和热（1）功：途径函数 体积功 W=2V1VambdVp，系统得到环境所作功，W0；系统对环境作功，W0 可逆功 W=2V1VpdV（2）热：途径函数，若系统从环境吸热，Q0；若系统向环境放热，Q0 5热力学能（内能）：指系统内部的所有粒子全部能量的总和，包括系统内分子平动、转动、振动能和势能等，即内能，用 U 表示，U=f（T,V），则有：dV)VU(dT)TU(dUTV*理想气体时，U=f（T），恒温过程，0)VU(T，即U=

3、0 5热力学第一定律 封闭体系：U=Q+W 或 dU=Q+W 6焓 H=U+pV，H=U+（pV）=U+（nRT），H=f（p,T），则有：dp)PH(dT)TH(dHTp，凝聚态变化过程时，因（pV）0，故U2T1Tm,pdTCnH 理想气体时，H=f（T），恒温过程，0)VH(T，即U=0 7恒容热、恒压热 恒容热：QV=U 或 QV=dU （dV=0,W=0），即系统进行恒容且无非体积功的过程中与环境交换的热，QV只取决于系统的始、末态 恒压热：Qp=H 或 Qp=dH （恒压 dp=0 或等压,W=0），即系统进行恒压且无非体积功的过程中与环境交换的热，QV只取决于系统的始、末态 8摩

4、尔热容 摩尔定容热容（CV，m）定义式：CV，m=vmvv)TU()TU(n1dTQn1，单位：Jmol-1K-1 应用：理想气体单纯 pVT 变化过程 dU=dTnCdT)TU(m,vV或2T1Tm,vdTCnU 当恒容时，QV=2T1Tm,vdTCnU 摩尔定压热容（Cp，m）定义式：Cp，m=pmpp)TH()TH(n1dTQn1，单位：Jmol-1K-1 应用：理想气体单纯 pVT 变化过程 dH=dTnCdT)TH(m,pp或2T1Tm,pdTCnH 当恒压时，Qp=2T1Tm,pdTCnH CV，m 与 Cp，m关系 Cp，mCV，m=pmTmmTVpVU，理想气体：Cp，mCV，

5、m=R 常温下，理想气体，单原子 CV，m=R23，双原子 CV，m=R25 9相变焓 摩尔相变焓：（恒压无非体积功）m,pmQH；物质交换又有能量交换状态函数分类广度量广度性质与物质数量成正比有加和性数学上是一次齐函数强度量强度性质与物质数量无关的性质不具有加和性任何两个广度性质之比得出的物理量则为强度量过程分类恒温过程定值环境恒从始态出发经一系列变化又回到始态的过自由膨胀过程向真空膨胀环境压强可逆过程将推动力无限小系统内部及系统与环境之间在无限接近平衡条下进行的过程即且系统功和热功途径函数体积功系统得到环境所作功系统对环境作功系统内分子平动转动振动能和势能等即内能用表示则有理想气体时恒温过

6、程即热力学第一定律封闭体系或焓则有凝聚态变化过程时因故理想气体时恒温过程即恒容热恒压热恒容热或即系统进行恒容且无非体积功的过程中与环境交换纯物质两相平衡，T、P一定，)T(fHm 同一种物质、相同条件下互为相反的两种相变过程，mmHH 摩尔相变焓随温度的变化：T0Tm,p0mmdTC)T(H)T(H 10化学反应焓（1）反应进度：BBn（2）摩尔反应焓BBmrHH，)p,T(fHmr（3）标准摩尔反应焓 标准态：气态，任意 T，kPa100p下表现出理想气体性质的纯气体状态 液体或固体，任意 T，kPa100p的纯液体或纯固体状态 标准摩尔反应焓)T,B(H)T,B(H)T(f)T(H)T(H

7、mCBmfBBBmr【说明】)T,B(Hmf摩尔生成热，即1B，稳定相态的单质的)T,B(Hmf=0)T,B(Hmc摩尔燃烧热，即1B，自然燃烧产物为 CCO2(g)、H H2O（l）、NN2（g）、SSO2（g），所以产物 CO2(g)、H2O（l）、N2（g）、SO2（g）等的)T,B(Hmc=0 RTQQ)g(Bm,vm,p)T(f)T(Hmr基希霍夫公式：TK15.298m,prmrmrdTC)K15.298(H)T(H或m,prmrCdT)T(Hd 非恒温反应过程热（最高温度）计算 恒压燃烧所能达到的最高火焰温度计算依据：Qp=H=0（恒压、绝热）恒容燃烧（爆炸）反应所能达到的最高温

8、度依据：QV=H=0（恒容、绝热）11可逆体积功 可逆过程有，Pamb=P系统+dpP系统 （dp0）所以 2V1V2V1VambrpdVdVPW 理想气体恒温可逆体积功：21122V1V2V1Vr,TPPlnnRTVVlnnRTdVVnRTpdVW 理想气体绝热可逆体积功：理气绝热可逆过程方程式1TV=常数、pV=常数、1Tp=物质交换又有能量交换状态函数分类广度量广度性质与物质数量成正比有加和性数学上是一次齐函数强度量强度性质与物质数量无关的性质不具有加和性任何两个广度性质之比得出的物理量则为强度量过程分类恒温过程定值环境恒从始态出发经一系列变化又回到始态的过自由膨胀过程向真空膨胀环境压强

9、可逆过程将推动力无限小系统内部及系统与环境之间在无限接近平衡条下进行的过程即且系统功和热功途径函数体积功系统得到环境所作功系统对环境作功系统内分子平动转动振动能和势能等即内能用表示则有理想气体时恒温过程即热力学第一定律封闭体系或焓则有凝聚态变化过程时因故理想气体时恒温过程即恒容热恒压热恒容热或即系统进行恒容且无非体积功的过程中与环境交换常数 1112112V1Vr,aV1V11VppdVW或)TT(nCUW12m,Vr,a 12节流膨胀与焦耳-汤姆逊实验 焦耳-汤姆逊实验：绝热条件下，气体的始末态压力分别保持恒定不变情况下的膨胀过程，称节流膨胀 节流膨胀的热力学特征：节流膨胀为恒焓过程，足够低

10、压的气体（可视为理气）经节流膨胀后温度基本不变。证明了理气 H=f（T），真实气 H=f（T，p）焦耳-汤姆逊系数或节流膨胀系数：HTJpT，理气0TJ，真实气0TJ（dp0，dT0）致冷效应；0TJ（dp0，dT0）致热效应；TJ越大，表明其致冷或致热效应能力越强 物质交换又有能量交换状态函数分类广度量广度性质与物质数量成正比有加和性数学上是一次齐函数强度量强度性质与物质数量无关的性质不具有加和性任何两个广度性质之比得出的物理量则为强度量过程分类恒温过程定值环境恒从始态出发经一系列变化又回到始态的过自由膨胀过程向真空膨胀环境压强可逆过程将推动力无限小系统内部及系统与环境之间在无限接近平衡条下进行的过程即且系统功和热功途径函数体积功系统得到环境所作功系统对环境作功系统内分子平动转动振动能和势能等即内能用表示则有理想气体时恒温过程即热力学第一定律封闭体系或焓则有凝聚态变化过程时因故理想气体时恒温过程即恒容热恒压热恒容热或即系统进行恒容且无非体积功的过程中与环境交换