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1、物理化学复习纲要(上).2.2.体系的性质和状态函数体系的性质和状态函数 广度性质其数值与体系中物质的数量成正比，广度性质其数值与体系中物质的数量成正比，在一定条件下具有加和性。强度性质的数值在一定条件下具有加和性。强度性质的数值取决于体系自身的性质，无加和性。取决于体系自身的性质，无加和性。体系的性质就是体系的宏观物理量。体系的性质就是体系的宏观物理量。它可以分为二类：它可以分为二类：广度性质广度性质和和强度性质强度性质。基本公式基本公式 3.焓的定义式：焓的定义式：HU+PV2.封闭体系热力学第一定律：U=Q+WdU=Q+W1.1.体积功的基本公式：体积功的基本公式：W=-P外外dV 体体
2、系系的的状状态态是是体体系系所所有有热热力力学学性性质质的的综综合合表表现现。在在热热力力学学中中，把把仅仅决决定定于于它它现现在在所所处处的的状状态态而而与与其其过过去去的的历历史史无无关关的的体体系系性性质质叫叫做做状状态态函函数数。即即当当体体系系的的状状态态发发生生变变化化时时，它它的的一一系系列列性性质质也也随随之之而而改改变变。改改变变的的值值，只只取取决决于于体体系系的的始始态态和和终终态态，而而与与变变化化时时所所经经历历的的具具体体途途径径无无关关。状状态态函数具有全微分的性质函数具有全微分的性质。状态函数状态函数在在等等温温可可逆逆膨膨胀胀过过程程中中体体系系对对环环境境做
3、做最最大大功功，在在等等温温可可逆逆压压缩缩过过程程中中环环境境对对体体系系做做最小功最小功。3.3.可逆过程与最大功可逆过程与最大功可逆过程可逆过程与与不可逆过程不可逆过程的概念：的概念：当体系经过某一当体系经过某一过程过程，由状态（，由状态（1 1）变到状态（）变到状态（2 2）之）之后，如果能使体系和环境都完全回到原来的状态，而后，如果能使体系和环境都完全回到原来的状态，而不留下其它变化，则该不留下其它变化，则该过程过程就称为就称为可逆过程可逆过程。反之，。反之，如果用任何方法都不能使体系和环境都完全复原，则如果用任何方法都不能使体系和环境都完全复原，则该过程称为不可逆过程该过程称为不可
4、逆过程。4.4.热和功热和功过程的函数过程的函数 功功(W)(W)：除了热以外，体系与环境之间所传递除了热以外，体系与环境之间所传递的其它各种形式的能量统称为功。在热力学中，的其它各种形式的能量统称为功。在热力学中，把功简单地分为体积功和非体积功（其它功）把功简单地分为体积功和非体积功（其它功）两类，并规定：两类，并规定：体系对环境做功，功为负值；体系对环境做功，功为负值；环境对体系做功，功为正值环境对体系做功，功为正值。热热(Q)(Q)：由于温度不同，在体系与环境之间传由于温度不同，在体系与环境之间传递的能量称为热。规定：递的能量称为热。规定：体系吸热，热为正值；体系吸热，热为正值；体系放热
5、，热为负值体系放热，热为负值。4.两个重要两个重要关系式：关系式：U=QV (封封闭闭体体系系、W Wf f=0=0、等等容容过过程程)等压热容等压热容 CP=QP/dT=(H/T)P 5.5.热容的定义式：热容的定义式：H=QP （封闭体系、（封闭体系、W Wf f=0=0、等压过程）、等压过程）等容热容等容热容 CV=QV/dT=(U/T)V掌握理想气体各种过程掌握理想气体各种过程 Q、W、U、H 的计算的计算 热力学第一定律对理想气体的应用热力学第一定律对理想气体的应用 在计算中必须明确：在计算中必须明确：a)a)体系的始态和终态（若有中间状态，体系的始态和终态（若有中间状态，必须明确中
6、间状态）必须明确中间状态）b)确定属于什么过程确定属于什么过程c)根据给定的条件，正确应用公式进行计算根据给定的条件，正确应用公式进行计算对于理想气体对于理想气体C CP,mP,mCCV,mV,m=R=RC CP P,m m与与C CV V,m m关系和常用热容值关系和常用热容值单原子理想气体单原子理想气体 C CV,mV,m=3R/2 C=3R/2 CP,mP,m=5R/2=5R/2双原子理想气体双原子理想气体 C CV,mV,m=5R/2 C=5R/2 CP,mP,m=7R/2=7R/2多原子理想气体多原子理想气体 线型：线型：C CV,mV,m=5R/2 C=5R/2 CP,mP,m=7
7、R/2=7R/2非线型：非线型：C CV,mV,m=3R C=3R CP,mP,m=4R=4R1.无相变、无化变、无相变、无化变、Wf=0的过程的过程对对于于无无相相变变、无无化化变变、Wf=0的的封封闭闭体体系系，理理想想气气体体的的内内能能和和焓焓仅仅是是温温度度的的函函数数，U=f（T），H=f(T)，因因此此，在在该该条条件件下下计计算算理理想想气气体体的的内内能和焓的变化都可用能和焓的变化都可用U=CVdT=CV(T2 T1)(CV为常数为常数)H=CPdT=CP(T2 T1)(CP为常数为常数)Q Q和和W W不是状态函数，因此与过程有关。不是状态函数，因此与过程有关。几种典型的过
8、程几种典型的过程 等温可逆过程：等温可逆过程：U=0,H=0，Q=-W=nRT(V2/V1)=nRT(P1/P2)自由膨胀：自由膨胀：Q=0,W=0,U=0,H=0绝热过程：绝热过程：Q=0,W=U=CVdT,H=CPdT等容过程：等容过程：W=0,QV=U=CVdT，H=CPdT 等压过程：等压过程：W=-P外外(V2V1),QP=H=CPdT,U=CVdT理理想想气气体体的的卡卡诺诺循循环环过过程程（图图）及及在在各各可可逆过程中热、功、内能、（熵）的变化逆过程中热、功、内能、（熵）的变化节节流流膨膨胀胀过过程程-等等焓焓过过程程 H=0(Q=0,dP0mixG=RTnBXB0，则则升升高
9、高温温度度对对正正向向反反应应有利（右移）；有利（右移）；对对于于放放热热反反应应，rHm0，则加压反应左移；则加压反应左移；若若B0，则加入惰性气体，反应向右移动，则加入惰性气体，反应向右移动在一定的温度和一定的压力下：在一定的温度和一定的压力下：KP=（ngGnhH/ndDneE）(P/nB)B若若B0，则加入惰性气体，反应向左移动，则加入惰性气体，反应向左移动 若若B=0，则加入惰性气体，对反应无影响，则加入惰性气体，对反应无影响在在一一定定的的温温度度和和恒恒容容下下：加加入入惰惰性性气气体体，对反应无影响对反应无影响明确：明确：温度改变平衡常数温度改变平衡常数K K，因而改变平衡组成
10、；因而改变平衡组成；六六、基基本本了了解解同同时时平平衡衡、反反应应耦耦合合，近似计算等处理方法近似计算等处理方法压力、惰性气体并不改压力、惰性气体并不改变平衡常数，但改变平变平衡常数，但改变平衡组成。衡组成。SO3SO2O2rHm(B)/(KJmol-1)-395.76-296.900Sm(B)/(KJmol-1)256.6248.11205.04例：例：已知在已知在298K时时,下列物质的下列物质的rHm和和Sm如下如下:总压总压力力为为P，反，反应应前气体中含前气体中含SO2（摩（摩尔尔分数）分数）0.06，O2（摩（摩尔尔分数）分数）0.12，其余，其余为为惰性气体。求反惰性气体。求反应应：SO2(g)+1/2O2(g)SO3(g)（1）在在298K时时的平衡常数的平衡常数Kp。（2）在什么温度反）在什么温度反应应达平衡达平衡时时有有80%的的SO2被被转转化（化（设设反反应应Cp=0）？）？此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢