物理化学复习(12).ppt
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热力学热力学第一定律热力学第二定律化学反应热效应化学反应热效应化学反应方向凝聚态:Cp,m=Cv,mΔH=ΔUQp=Qv2、题目类型与典型例题(1)简单PVT过程热力学量计算解题要点:直接代公式,确定公式所需物理量,可借助于P~V图形象表示。例:1mol双原子分子理想气体在0℃、101.3kPa下恒温可逆膨胀到0.224m-3,试计算此过程Q,W,ΔU,ΔH,ΔS,ΔS(环)及ΔG。例:1mol单原子分子理想气体,初态为25℃,202.6kPa:(1)向真空膨胀至体积为原来的2倍;(2)可逆绝热膨胀到-86℃.分别计算这两种过程的W,Q,ΔU,ΔH,ΔS及ΔG(已知初态时该气体的摩尔熵Sm=163.8J.K-1.mol-1).例:1molCO(g)(设为理想气体)在298.15K、101.325kPa下被P(环)=5066.25kPa的压力压缩,直到温度473.15K时才达平衡。求过程的Q、W、△U、△H、△S、△G。已知CO(g)在298.15K、P°时的Sm(CO,g)=197.67J·K-1·mo-1,Cv,m(CO,g)=20.785J·K-1·mo-1。例:在90℃、P°下,1mol水蒸发成等温等压下的蒸气,求此过程的△S、△G,并判断此过程是否可能发生。已知90℃时水的饱和蒸汽压为7.012*104Pa,90℃时的可逆汽化热为41.10kJ·mol-1,100℃时的可逆汽化热为40.67kJ·mol-1,液态水和气态水的定压摩尔热容分别为75.30J·K-1·mol-1和33.58J·K-1·mol-1。例:101.3kPa下,1mol的100℃水与100℃的大热源相接触,经过两种不同的过程到达终态100℃,101.3kPa的水蒸气:(1)保持压力不变;(2)向真空膨胀.试分别计算这两种过程的Q,W,ΔU,ΔH,ΔS,ΔA及ΔG并判断过程是否可逆.已知100℃,101.3kPa下水的气化热ΔvapHm=40.71kJ.mol-1,Vm(l)=18.8×103m3.mol-1,Vm(g)=3.02×103m3.mol-1.ΔU=37.65kJΔH=40.71kJΔS=109.1J.KΔA=-3.06kJΔG=0ΔS(环)=-Q/T=-(ΔU-W)/T=-37.65×103/373=-100.9J.KΔS(总)=ΔS+ΔS(环)=109.1-100.9=8.2J.K-1>0∴过程(2)为不可逆过程例:CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)△fH°-1206.8-635.09-393.51S°92.940213.7△fG°-1128.8-604.2-394.36Cp,m37.1求:298K标准态Qp,Qv500K标准态Qp,Qv(△rH°=常数)判断此二状态下反应方向?是否有转折温度?是多少?解:(1)热化学计算:298K标准态Qp(298K)=△rH°(298K)=Σ-ΣQv(298K)=Qp-RT△ng=△rH°(298K)-1×8.314×298500K标准态Qp(500K)=△rH°(500K)=△rH°(298K)+△Cp,m(500-298)Qv(500K)=Qp-RT△ng=△rH°(500K)-1×8.314×500(2)反应方向判断:298K标准态△rG°(298K)=Σ-Σ500K标准态△rS°(298K)=Σ-Σ△rG°(500K)=△rH°(500K)-T△rS°(500K)≈△rH°(298K)-500×△rS°(298K)(3)有转折温度多组分热力学多组分系统热力学一、重要概念1、什么是偏摩尔量?如何判别?偏摩尔量意义?满足的公式?2、什么是化学势?如何用化学势判断多组分系统过程的方向?4、各种物质的化学势表达式5、稀溶液的依数性(1)蒸汽压降低;△P=P*-P=P*·XB化学平衡化学平衡化学平衡一、重要概念1、热力学的平衡点。2、“标准”平衡常数中“标准”的含义。3、气体反应平衡中的平衡常数的关系。4、平衡移动的方向。(主要指惰性气体的影响)5、反应物配比对平衡转化率的影响。6、平衡常数与温度的关系。二、计算题类型与典型题目1、热力学量求平衡常数,即而求平衡量。2、已知平衡量,代入标准平衡常数表示式中,计算平衡常数,即而求相应的热力学量。3、气体反应的平衡计算。例:试求反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)在298.15K和1000K时的K°。解:例:已知乙苯脱氢制苯乙烯反应C6H5C2H5=C6H5C2H5+H2,在527℃时,Kp=4.750KPa,试计算乙苯在101.325KPa压力