理學河北科技大學物化知識總結

2024/11/5簡單熱力學總結基本概念基本定律基本判據基本方程與關系式基本過程熱數據2024/11/5基本概念——熱力學函數(1)熱Q：絕熱；恒容；恒壓；恒溫。3.途徑函數：W、Q1.

系統(tǒng)和環(huán)境；狀態(tài)和狀態(tài)函數；過程和途徑2.狀態(tài)函數：(1)種類：T、p、V、U、H、S、G、A(2)基本關系：pV=nRT；H=U+pV；dS=δQr/TG=H－TS；A=U－TS；G=A+pV；※真空膨脹；恒容；※恒壓；恒外壓；※恒溫可逆；絕熱可逆；(2)功W：可逆不可逆2024/11/5基本概念——基礎熱數據(1)pg氣體：Cp,m－CV,m＝R(2)單原子pg氣體：CV,m＝1.5R；Cp,m＝2.5R；(3)雙原子pg氣體：CV,m＝2.5R；Cp,m＝3.5R；4pVT變化基礎熱數據（摩爾熱容）：5相變化基礎熱數據（摩爾相變焓）：6化學變化基礎熱數據：2024/11/5基本概念——基礎熱數據7.基礎熱數據隨溫度的變化：⑴摩爾相變焓隨溫度變化⑵標準摩爾反應焓隨溫度變化⑶標準摩爾反應熵隨溫度變化2024/11/5基本定律1.熱一定律：能量守恒定律→ΔU=Q+W

。2.熱二律：熱功轉換的不可逆性。

3.熱三律：定義熵值的零點。系統(tǒng)狀態(tài)不變的前提下功可完全轉化為熱；熱不可完全轉化為功。純物質完美晶體0K時熵為零。2024/11/5基本判據＞自發(fā)＝平衡1.熵判據：適用于任何過程。恒溫、恒容且W′=02.亥姆霍茲函數判據：

恒溫、恒壓且W′=03.吉布斯函數判據：2024/11/5基本方程與關系式1.熱力學基本方程：dU=TdS－pdV；dH=TdS+Vdp；dA=－SdT－pdV；dG=－SdT+Vdp3.四個麥克斯韋關系式：2.八個對應系數關系：p1014.吉布斯-亥姆霍茲方程(p102)：用于討論溫度對化學平衡的影響：5.循環(huán)公式：T

Vp

Sz=(x、y)三個變量順序求偏導的積為–1

2024/11/5基本方程與關系式

6.克拉佩龍方程：p190純物質；任意兩相平衡；T-p關系7.克克方程：p191純物質兩相平衡有一相為氣相；2024/11/5基本過程1.pVT變化過程：可逆與不可逆2.相變化：可逆相變與不可逆相變

3.化學變化：恒溫反應2024/11/51.pVT變化過程（理想氣體為主總結）※pg恒溫可逆過程：ΔU=ΔH=0；－Qr＝Wr=nRTln(V1/V2)=nRTln(p2/p1)ΔA=ΔG=Wr；※pg絕熱可逆過程：Wr=ΔU=nCV,mΔT;ΔH=nCp,mΔT=ΔU+nRΔTQr=0;ΔS=0；絕熱可逆過程方程式ΔS=nRln(p1/p2)；2024/11/51.pVT變化過程（理想氣體為主總結）※pg恒容過程W=0※pg恒壓過程W=－pΔV；△U=nCV,m△T；※pg恒溫恒外壓過程ΔU=ΔH=0；－Q＝W=－pamb(V2－V1)；ΔA=ΔG=－TΔS=Wr※pg絕熱恒外壓過程：W=ΔU=nCV,mΔT=－pamb(V2－V1)；ΔH=nCp,mΔTΔS=通式計算

Q=0；ΔA、ΔG根據定義2024/11/52.相變化W=－p(V相變后－V相變前)

ΔU=ΔH–Δ(pV)=ΔH–p(V相變后－V相變前)⑴可逆相變

G=0；=0凝聚相=-n(g)RT末態(tài)氣相=n(g)RT始態(tài)氣相凝聚相變化=ΔH=ΔH－n(g)RT末態(tài)氣相始態(tài)氣相=ΔH+n(g)RTΔS=ΔH/T=nΔ相變Hm/T；⑵不可逆相變：設計可逆相變+pVT變化

A=Wr(凝聚相、始態(tài)為氣相；末態(tài)為氣相.)2024/11/52.相變化⑶.始末態(tài)與可逆相變相同的液體向真空蒸發(fā)過程W=0；ΔU=ΔH－pΔV=QΔG=0；2024/11/53.化學變化恒溫化學反應：2024/11/5多組分熱力學基本內容一個判據兩個定律兩個概念氣態(tài)液態(tài)理想氣體真實氣體真實液態(tài)混合物理想稀溶液真實溶液理想液態(tài)混合物2024/11/5偏摩爾量化學勢化學勢判據應用多組分熱力學拉烏爾定律：亨利定律：2024/11/5多組分熱力學理想氣體混合物任一組分化學勢理想液態(tài)混合物重點掌握定義；重點掌握混合性質。理想稀溶液重點掌握溶質標準態(tài)；重點掌握稀溶液的依數性及其條件.2024/11/5化學平衡反應物基本內容溫度惰性組分總壓化學反應方向及限度平衡常數、平衡組成計算平衡影響因素相關反應理想氣體反應等溫方程與標準平衡常數2024/11/5化學平衡1.化學反應方向ΔrGm=－A＜0反應可正向自發(fā)進行；＝0反應達到平衡；＞0反應可逆向自發(fā)進行。2.標準平衡常數注意：相關化學反應或同一化學反應計量式寫法不同時，之間的關系。3.等溫方程：2024/11/5化學平衡⑴T的影響：范特霍夫方程平衡向右(產物方向)移動。T↑，K?↑，平衡向左(反應物方向)移動。T↑，K?↓；4.平衡影響因素→判斷反應方向進行相關計算積分式：2024/11/5化學平衡T一定，增加總壓有利于氣體分子數減小的反應⑵總壓的影響T、p一定，加入惰性氣體有利于氣體分子數增加的反應⑶惰性氣體的影響①若引入的反應能提供原反應的產物，則原反應的平衡將反向移動；②若引入的反應能消耗原反應的產物，則原反應的平衡將正向移動。

⑷相關反應2024/11/5①增加反應物的量或減少生成物的量都可使化學平衡正向移動，而減少反應物的量或增加生成物的量都可使化學平衡反向移動?；瘜W平衡加入平衡系統(tǒng)的物質B應在化學反應方程中計量系數的絕對值之和較大的一側；平衡系統(tǒng)中物質B的量分數。

失效的條件⑸反應物的影響2024/11/5②恒溫、恒壓下氣相反應若原料氣中只有反應物，起始配比

r=nB/nA，0＜r＜∞總壓p一定，隨著r的增加，A的轉化率↑，B的轉化率↓，當r=b/a時，產物在混合氣中的平衡摩爾分數(產量）最大?；瘜W平衡2024/11/5固相生成化合物基本內容液相完全互溶液相不互溶液相部分互溶相律及應用二組分相圖固相完全不互溶固相完全互溶固相部分互溶l-gs-l真實理想杠桿規(guī)則單組分相圖yB在中間yB在一側穩(wěn)定、相合熔點不穩(wěn)、不相合熔點相圖繪制相平衡有低共熔點有轉變溫度2024/11/5電化學極化作用基本內容可逆電池電極電勢原電池熱力學原電池過程電極種類分解電壓原電池設計導電機理電解質溶液電解與極化電解產物離子的遷移數電解質的導電能力電解質溶液的濃度2024/11/5電化學陰、陽離子的定向移動1.電解質溶液導電機理2.電解質導電能力重點掌握G、κ、Λm的概念；重點掌握離子獨立運動定律的應用。2024/11/5電化學3.電解質溶液濃度⑶德拜-休克爾極限公式(適用于強電解質稀溶液）可用于比較電解質溶液γ±大?、齐x子強度⑴2024/11/5電化學4.原電池熱力學ΔrHm＝ΔrGm+TΔrSmQr,m

＝TΔrSmΔrSm＝zF(?E/?T)pΔrGm＝－zFE

5.電池反應能斯特方程6.電極電勢2024/11/5電化學7.電極極化8.電解產物重點掌握極化結果及極化電極電勢的計算。重點掌握電解產物產生的原則。陽(陰)極極化電極電勢高(低)于平衡電極電勢E陰＝E陰，平－η陰E陽＝E陽，平+η陽陽極：陽極極化電極電勢最低的優(yōu)先發(fā)生氧化反應。陰極：陰極極化電極電勢最高的優(yōu)先發(fā)生還原反應。2024/11/5界面現象基本內容純彎液面：拉普拉斯方程與開爾文公式固液界面：潤濕和固體自溶液中的吸附固體表面：基本概念和朗繆爾吸附等溫式幾種典型界面溶液表面：吸附分類與吉布斯吸附等溫式產生原因界面張力界面張力的定義及影響因素界面吉布斯函數及界面功熱力學公式及應用2024/11/5動力學表示方法相互關系基元反應非基元反應阿氏方程活化能光化學反應催化反應基本內容反應速率溫度與k特殊反應速率方程典型復合反應速率方程的推導簡單級數反應鏈反應2024/11/5動力學1.反應速率2.基元反應速率方程重點掌握質量作用定律的使用.3.非基元反應速率方程重點掌握零級、一級與二級反應積分式及其特征；重點掌握三種速率方程近似處理方法。2024/11/5動力學4.溫度對反應速率常數的影響--阿倫尼烏斯方程微分式重點掌握溫度對k的影響；定積分式重點掌握T、Ea、k的計算；不定積分式重點掌握指數式。5.活化能重點理解活化能的概念；重點掌握基元反應活化能與反應熱、非基元表觀活化能與基元活化能之間的關系及其推導。2024