物理化学期中复习.ppt
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物理化学课程总复习物理化学课程总复习掌握各种基本概念和定义,了解其来源、掌握各种基本概念和定义,了解其来源、含义和适用条件含义和适用条件对物理化学公式的应用,注意引进条件和对物理化学公式的应用,注意引进条件和适用范围适用范围气体气体pVT关系关系理想气体状态方程理想气体状态方程分压力概念、分体积概念分压力概念、分体积概念气体临界参数概念气体临界参数概念范德华方程范德华方程对应状态原理、压缩因子对应状态原理、压缩因子热力学第一定律热力学第一定律了解系统、环境的概念了解系统、环境的概念状态函数的特征状态函数的特征热、功概念的理解。
(非状态函数)热、功概念的理解。
(非状态函数)热力学能,热力学第一定律热力学能,热力学第一定律恒容热、恒压热,及其与热力学能、焓的恒容热、恒压热,及其与热力学能、焓的关系及适用条件关系及适用条件可逆过程特点可逆过程特点化学计量数,反应进度,标准摩尔反应焓、化学计量数,反应进度,标准摩尔反应焓、标准摩尔生成焓、标准摩尔燃烧焓的定义,标准摩尔生成焓、标准摩尔燃烧焓的定义,及其相互之间关系。
及其相互之间关系。
TheFirstLawofThermodynamics(Closedsystem)OnlypVTchangen,Cp,mareconst.OnlypVTchangeareconst.IsolatedsystemKirchhoffformulaChemicalreactionPhaseChangeIdealgasIdealgas0heating0coolingrealgasIdealgasThrottlingexpansionareconstareconstreversible定义定义可逆过程:
可逆过程:
推动力无限小、系统内部及系统与环境之推动力无限小、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间在无限接近平衡条件下进行的过程以以1mol理想气体在气缸内恒温膨胀和恒温理想气体在气缸内恒温膨胀和恒温压缩过程为例分析:
压缩过程为例分析:
分析分析循环总功循环总功:
循循环热一律一律可可逆逆|定定义义可可逆逆系统复原系统复原环境做的功转化为等量的热环境做的功转化为等量的热循循环环结结果果系统系统环境环境完全复原完全复原不不可可逆逆第一个过程不可逆程度更大第一个过程不可逆程度更大热力学第二定律热力学第二定律热机效率热机效率熵的定义,熵增原理及其适用条件熵的定义,熵增原理及其适用条件A、G定义及其判据条件定义及其判据条件热力学基本方程,热力学基本方程,8个偏微分方程,麦克斯个偏微分方程,麦克斯韦关系式韦关系式吉布斯吉布斯-亥姆霍兹公式,克拉佩龙方程,克亥姆霍兹公式,克拉佩龙方程,克-克方程克方程热力学第二定律热力学第二定律熵变计算熵变计算A=U-TSG=H-TS单纯单纯pVT相变化相变化化学反应化学反应热力学基本方程的导出思路:
热力学基本方程的导出思路:
组成不变均相封闭系统热力学基本方程组成不变均相封闭系统热力学基本方程组成不变均相封闭系统热力学基本方程组成不变均相封闭系统热力学基本方程dU=TdSpdVdH=TdS+VdpdA=SdTpdVdG=SdT+Vdp吉布斯吉布斯吉布斯吉布斯-亥姆霍兹方程、麦克斯韦关系式亥姆霍兹方程、麦克斯韦关系式亥姆霍兹方程、麦克斯韦关系式亥姆霍兹方程、麦克斯韦关系式吉布斯吉布斯-亥姆霍兹方程亥姆霍兹方程:
表示一定量物质的表示一定量物质的A和和G随温随温度的变化度的变化.麦克斯韦关系式:
麦克斯韦关系式:
00自发自发自发自发=0=0可逆可逆可逆可逆00自发自发自发自发=0=0可逆可逆可逆可逆00时,时,p,Ky,平衡向左移动;,平衡向左移动;B(g)0,所以平衡将向左移动。
同,所以平衡将向左移动。
同理可分析压力使理可分析压力使Ky改变时的其它情况。
改变时的其它情况。
523.恒压反应时惰性组分对平衡移动的影响恒压反应时惰性组分对平衡移动的影响恒温恒压下的反应,恒温恒压下的反应,恒定、总压恒定、总压p保持不变,加保持不变,加入惰性气体,将使系统中总的物质的量入惰性气体,将使系统中总的物质的量nB变大变大。
B(g)0时时加入加入惰性气体惰性气体,nB,Kn,平衡向右移动;,平衡向右移动;B(g)0时时加入加入惰性气体惰性气体,nB,Kn,平衡向左移动;,平衡向左移动;B(g)=0时,时,惰性气体惰性气体对对Kn无影响,故对平衡无影响无影响,故对平衡无影响为什么利用为什么利用Kn可以判断惰性气体对反应平衡移动的影响?
可以判断惰性气体对反应平衡移动的影响?
根据根据可得:
可得:
对于一个已处于平衡的反应,如果加入惰性气体会使对于一个已处于平衡的反应,如果加入惰性气体会使Kn减小,则瞬间的减小,则瞬间的Jn将大于将大于Kn,使,使rGm0,所以平衡将向左,所以平衡将向左移动。
同理可分析惰性气体使移动。
同理可分析惰性气体使Kn改变时的其它情况。
改变时的其它情况。
代入代入54例:
甲烷在例:
甲烷在500oC分解:
分解:
CH4(g)=C(s)+2H2(g)求:
求:
(1)p=1atm和和0.5atm,不含惰性气体时,不含惰性气体时,CH4的的=?
(2)p=1atm,含,含50%惰性气体时,惰性气体时,CH4的的=?
解:
解:
(1)CH4(g)=C(s)+2H2(g)开始开始n/mol10平衡平衡n/mol12nB=1+,B=1p=101.325kPa时,时,=0.307p=50.663kPa时,时,=0.41555
(2)CH4(g)=C(s)+2H2(g)惰性气体惰性气体开始开始n/mol101平衡平衡n/mol1-21nB=2+,B=1p=101.325kPa时,解得时,解得=0.391注意:
对于恒容反应,加入惰性气体后,不会改变系统中各注意:
对于恒容反应,加入惰性气体后,不会改变系统中各组分的分压,所以对反应平衡无影响。
组分的分压,所以对反应平衡无影响。
物质Ag2CO3(s)Ag2O(s)CO2(g)-501.7-29.1-393.4167.4121.8213.8109.668.641.0在在110下下,于于一一密密闭闭容容器器中中保保存存Ag2CO3(s),为为了了不不令令Ag2CO3(s)发发生生如如下下分分解解反反应应:
Ag2CO3(s)=Ag2O(s)+CO2(g).已知已知25时的有关数据如下时的有关数据如下:
设设25110之间之间Cp,m可视为常数。
可视为常数。
(p=100kPa)
(1)求此反应在)求此反应在25时的标准平衡常数;时的标准平衡常数;
(2)110时反应能正向进行,容器中应放入的时反应能正向进行,容器中应放入的CO2(g)的压力应小于多少的压力应小于多少?
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