物理化学要点及模拟试题（化工版）.docx

物理化学要点及模拟试题（化工版） 物理化学 复习纲要及模拟试题 张玉军编写 河南工业大学化学化工学院 二0一二年四月第一局部 复习纲要第1章 热力学第必须律及应用一、根本概念 系统与环境，隔离系统，封闭系统，放开系统，广延性质或容量性质〔加和性：V，U，H，S， A，G〕，强度性质〔摩尔量，T，p〕，功W，热Q，热力学能，焓，热容，状态与状态函数，平衡态，过程函数〔Q，W〕，可逆过程，真空膨胀过程，标准态〔纯态，pθ〕，标准反响焓，标准摩尔生成焓[△fH?m(B,?,T)]，标准摩尔燃烧焓[△cH?m(B,?,T)]二、重要公式与定义式 1. 体积功：δW??pedV 2. 热力学第必须律：?U?Q?W，dU?δQ?δW 3. 焓的定义： H?U?pV 4. 热容：等容摩尔热容 CV,m?δQV1??U???U??????m? ndTn??T?V??T?V 等压摩尔热容 Cp,m?δQpndT?1??H???Hm???? ??n??T?p??T?p 志向气体：Cp,m?CV,m?R；凝合态：Cp,m?CV,m?0 3 5RCp,m?R 2257双原子志向气体分子： CV,m?R Cp,m?R22单原子志向气体分子： CV,m?Θ 5. 标准摩尔反响焓：由标准摩尔生成焓?fHm(B,?,T)或标准摩尔燃烧焓?cHm(B,?,T)计Θ????算标准摩尔反响焓 ?rHm(T)?Θ??BBΘΘ?fHm(B,?,T)????B?cHm(B,?,T)? B 6. 基希霍夫定律〔适用于相变和化学反响过程〕ΘΘ ? ?rHm(T2)??rHm(T1)??T2T1?rCp,mdT 7. 等压摩尔反响热(焓)与等容摩尔反响热(焓)的关系式 1 ΘΘ Qp?QV??rHm(T)??rUm(T)??B(g)RT 8. 志向气体的可逆绝热过程方程： p1V1??p2V2?， p1V1p2V2，?=Cp，m/CV，m ?T1T2三、各种过程Q、W、△U、△H 的计算1．解题时可能要用到的内容(1) 对于气体，题目没有特殊声明，一般可认为是志向气体，如N2，O2，H2等。

等温过程 dT=0，△U=0 △H=0，Q=W 非等温过程 △U= n CV，m (T2-T1)，△H= n Cp，m(T2-T1) 单原子气体 CV，m =3R/2，Cp，m = CV，m+R = 5R/2 (2) 对于凝合相，状态函数通常近似认为与温度有关，而与压力或体积无关，即 ? △U≈△H= n Cp，m(T2-T1)2．等压过程：pe=p=常数，无其他功W'=0 (1) W??pe(V2?V1)，△H = Qp =?T2T1n Cp，m dT，△U =△H－△〔pV〕，Q=△U－W (2) 真空膨胀过程 pe=0，W=0，Q=△U 志向气体结果：dT=0，W=0，Q=0 △U=0，△H=0 (3) 恒外压过程： 首先计算功W，然后计算△U，再计算Q，△H 3. 等容过程：dV=0 W=0，QV? =△U =4．绝热过程：Q=0 (1) 绝热可逆过程 W=??T2T1n CV，mdT，△H=△U + V△p?T2T1pdV =△U =???T2T1n CV，mdT，△H=△U＋△(pV) 志向气体：pV1?pV2Tp，T1V1??1?T2V2??1? p11???1???T1?p2T2 W??K1???11?p2V2?p1V1(T2?T1)? ???V??1V??1?????1??11?2? 〔2〕绝热一般过程：由方程W =?T2T1p外dV =△U =?T2T1n CV，m dT 建立方程求解。

5. 相变过程S〔?〕→S〔?〕 (1) 可逆相变〔正常相变或平衡相变〕：在温度T对应的饱和蒸气压下的相变，如水在常压下的0℃ 结冰或冰溶解，101 ℃ 时的汽化或凝聚等过程 由温度T1下的相变焓计算另一温度T2下的相变焓 2 ? △H?m(T2)= △H?m(T1)+ ?T2T1△Cp，m dT (2) 不行逆相变：利用状态函数与路径无关的特点，依据题目所给的条件，设计成题目给定或依据常识知道的〔比方水的正常相变点〕假设干个可逆过程，然后进展计算 6．化学改变过程：标准反响焓的计算 (1) 由2101.15K时的标准摩尔生成焓或标准摩尔燃烧焓计算标准摩尔反响焓，然后利用基希霍夫公式计算另一温度T时的标准反响焓ΘΘ?rHm???B?fHm(B,?,T)BΘΘ?rHm????B?cHm(B,?,T)B?rH(T2)??rH(T1)???rCp,mdTT1ΘmΘmT2留意：生成反响和燃烧反响的定义，以及标准摩尔生成焓或标准摩尔燃烧焓存在的联系 例如 H2O〔l〕的生成焓与H2的燃烧焓，CO2 的生成焓与C〔石墨〕的燃烧焓数值等同 (2) 一般过程焓的计算：根本思想是〔1〕，再加上相变焓等。

四、典型题例如1-1 1mol 志向气体于27℃ 、101325Pa状态下受某恒定外压等温压缩到平衡，再由该状态等容升温到97 ℃ ，那么压力升到1013.25kPa求整个过程的W、Q、△U及△H确定该气体的CV，m 恒定为20.92J?mol-1 ?K-1 解题思路：需先利用志向气体状态方程计算有关状态： (T1=27℃, p1=101325Pa，V1)→(T2=27℃, p2=pe=?，V2=?) →(T3=97℃, p3=1013.25kPa，V3= V2) 1-2水在 -5℃ 的结冰过程为不行逆过程，计算时要利用0℃ 结冰的可逆相变过程，即 H2O〔l，1 mol，-5℃ ，pθ 〕 △ H 1H 2O〔s，1 mol，-5℃，p〕θ ↓△H2 ↑△H4 H2O〔l，1 mol， 0℃，p〕 △ H 3 H2O〔s，1 mol，0℃，p〕 ∴ △H1=△H2＋△H3＋△H4 1-3 在 2101.15K 时，使 5.27 克的甲醇(摩尔质量为32克) 在弹式量热计中恒容燃烧，放出 119.50kJ 的热量。

忽视压力对焓的影响1) 计算甲醇的标准燃烧焓 ?cHm2) 确定2101.15K时 H2O(l) 和CO2(g)的标准摩尔生成焓分别为－285.83 kJ·molkJ·mol1，计算CH3OH(l)的?fHm－－1θθθ、－393.51θ(3) 假如甲醇的标准蒸发焓为 35.27kJ·mol1，计算CH3OH(g) 的?fHm－θ 3解：(1) 甲醇燃烧反响：CH3OH(l) +3O2(g) → CO2(g) + 2H2O(l) 2－θ ?cUm=－119.50 kJ/(5.27/32)mol =－735.62 kJ·mol1θθ?vB(g)RT=?cUm+ ?cHm = (－735.62－0.5×8.3145×2101.15×103)kJ·.mol1－－ =－736.86 kJ·mol －1 θθθθ(2) ?cHm=?fHm(CO2) + 2?fHm〔H2O )－?fHm [CH3OH(l)] θθθθ ?fHm[CH3OH (l)] =?fHm (CO2) + 2?fHm (H2O )－?cHm = [－393.51+2×(－285.83)－(－736.86) ] kJ·mol1 － =－238.31 kJ·mol1 －θ(3) CH3OH (l) →CH3OH (g) ，ΔvapHm= 35.27 kJ·.mol1－θθθ ?fHm[CH3OH (g)] =?fHm[CH3OH (l)] +?vapHm= (－38.31+35.27)kJ·.mol =－203.04 kJ·mol1 －－1 4本文来源：网络收集与整理，如有侵权，请联系作者删除，谢谢！第7页 共7页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页。