物化重点公式总结

物理化学总复习一、气体1.理想气体定义、微观特征、PVT关系凡是在任何T、P下均符合理想气体状态方程的气体称为∽。①分子本身不具有体积②分子间无相互作用力微观特征PVT关系物化重点公式总结2.实际气体对理想气体的偏差、范德华方程3.实际气体液化的条件实际气体方程—压缩因子图对于理想气体物化重点公式总结必要条件充分条件二、热力学基础及应用1.热力学第一、二定律表述、数学表达式第一类永动机不能实现第二类永动机不能实现过程可逆过程不可逆物化重点公式总结2.基本概念体系、环境及体系分类；状态函数及其特点；功与热及热力学能；焓的定义：一定量理想气体的U、H都仅是温度的函数恒压摩尔热容、恒容摩尔热容：物化重点公式总结理想气体：标准生成热、标准燃烧热与标准反应热关系：反应物化重点公式总结反应反应的恒压热效应与恒容热效应的关系：如反应物化重点公式总结若反应的则熵函数、亥姆霍兹自由能、吉布斯自由能定义及判据：自发过程可逆过程物化重点公式总结第三定律熵：恒温、恒容及无其它功，自发过程可逆过程恒温、恒压及无其它功，自发过程可逆过程物化重点公式总结偏摩尔量、化学势及化学势判据：有可能发生过程可逆过程物化重点公式总结W、Q、U、H、S、A及G的计算：3.基本过程、基本公式理想气体自由膨胀理想气体等温可逆过程物化重点公式总结理想气体等容可逆过程物化重点公式总结理想气体等压可逆过程zy13/12-11物化重点公式总结理想气体绝热可逆物化重点公式总结可逆相变化过程物化重点公式总结4.例题物化重点公式总结1.298K时，将2mol的N2理想气由0.1MPa恒温可逆压缩到2MPa，试计算此过程的W、Q、U、H、S及G

。如果被压缩了的气体做恒温膨胀再回到原来状态，问此过程的W、Q、U、H、S及G又是多少？物化重点公式总结2.根据下列数据，求乙烯C2H6(g)在298K时的标准摩尔生成热与标准摩尔燃烧热：(1)C2H6(g)+7/2O2(g)==2CO2(g)+3H2O(l)(2)C(石墨)+O2(g)

==CO2(g)(3)H2(g)+1/2O2(g)==H2O(l)物化重点公式总结3.苯在正常沸点353K时摩尔汽化焓为3075kJ·mol1。今将353K、101325kPa下的1mol液态苯在恒温恒压下蒸发为苯蒸气（设为理想气体）。1）求此过程的Q，W，U，H，S，A和G；2）应用有关原理，判断此过程是否为可逆过程。物化重点公式总结4.气相反应A(g)+B(g)==Y(g)

在500℃，100kPa进行，试计算该反应的及过程的Q、W各为多少

(气体可视为理想气体)物质/kJ.mol-1

Cp,m/J.K-1.mol-1

A(g)－23519.1B(g)52 4.2Y(g)－241 30.0物化重点公式总结解：物化重点公式总结物化重点公式总结或者物化重点公式总结三、溶液、相平衡及化学平衡理想溶液、理想稀溶液、独立组分数、自由度数、相律、标准生成吉布斯自由能、标准平衡常数等。基本概念：物化重点公式总结▶概念题辨析(1)克拉佩龙方程式用于纯物质的任何两相平衡。(2)一定温度下的乙醇水溶液，可应用克—克方程计算其饱和蒸气压。(3)任一化学反应的标准平衡常数都只是温度的函数。(4)理想稀溶液中的溶质遵守拉乌尔定律；溶剂遵守亨利定律。物化重点公式总结(5)相是指系统处于平衡时，系统中物理性质及化学性质都完全相同的均匀部分。(6)依据相律，纯液体在一定温度下，蒸气压应该是定值。(7)范特荷夫等温方程表示系统标准状态下性质的是

,用来判断反应进行方向的是

。物化重点公式总结(8)A(l)与B(l)可形成理想液态混合物，若在一定温度T下，纯A、纯B的饱和蒸气压PA*>PB*,则在二组分的蒸气压-组成相图上的气、液两相平衡区，呈平衡的气、液两相的组成必有——————。

yB>xB

(B)yB<xB

(C)yB=xB

物化重点公式总结▶基本计算：1.溶液组成及气液相组成、分压、相数量的计算；3.相图分析及相律计算；4.Van’tHoff等温方程、等压方程应用，平衡常数及平衡组成的计算。单组分气液两相平衡时平衡温度、压力的计算；物化重点公式总结求总压为101.325kPa时气、液相浓度各为多少？1.苯和甲苯构成理想液态混合物，已知358K时物化重点公式总结2.一定温度A和B构成的理想溶液中A的摩尔分数浓度xA=0.5，求平衡气相的总压和气相中A的摩尔分数浓度。已知该温度下纯A的饱和蒸气压物化重点公式总结（一）相平衡总结一、相律：f=C–P+2二、克拉贝龙方程三、二组分系统基本相图：1.两种固态物质完全不互溶的相图低共熔点稳定化合物不稳定化合物有共轭溶液A+Bl+BA+lA+ABB+ABl+ABA+AB2B+AB2A+Bα+Bα+βl+AB2β+B物化重点公式总结有一转熔温度最高会溶点2.两种固态物质或液态物质能部分互溶的相图

有低共熔点α+βα+βα+βα+ll+βαβααββα+ll+β物化重点公式总结3.两种固态物质或液态物质能完全互溶

第一类溶液最低恒沸(熔)点最高恒沸(熔)点物化重点公式总结四、二组分系统相图基本特征：1）单相区：

A，B两组分能形成溶液或固溶体的部分。相区内的一点既代表系统的组成和温度；又代表该相的组成和温度。2）两相区：处于两个单相区或单相线之间。相区内的一点只代表系统的组成和温度；结线两端点代表各相的组成和温度。两相区内适用杠杆规则。物化重点公式总结3)凡是曲线都是两相平衡线。线上的一点为相点，表示一个平衡相的状态。4)凡是垂直线都可看成单组分纯物质。如果是稳定化合物：垂线顶端与曲线相交，为极大点；若是不稳定化合物：垂线顶端与水平线相交，为“T”字形5)凡是水平线基本上都是“三相线”。三相线上f=0

6)冷却时，当物系点通过(两相平衡)曲线时，步冷曲线上出现一转折：当物系点通过三相线时，步冷曲线上出现平台；(三相线的两端点除外)。物化重点公式总结（二）例题例11固体Fe,FeO,Fe3O4与气体CO,CO2达到平衡时，其独立组分数K=___,相数

=___，和自由度数f=____

341解:Fe3O4+CO=3FeO+CO2FeO+CO=Fe+CO2R=2，R’=0所以K=5–2=3=4

f=3–4+2=1物化重点公式总结2下列化学反应，同时达平衡时(900～1200K)，CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)CO(g)+H2O(g)+CaO(s)=CaCO3(s)+H2(g)

其独立组分数K=__,相数

=__，和自由度数f=__433解:R=2R’=0所以K=6–2=4=3

f=6–3+2=3物化重点公式总结此系统的独立组分数=__，自由度数=_____。33解:AlCl3+3H2O=Al(OH)3(s)+3HCl(R=1)K=4–1=3,=2,f=3–2+2=3或Al+3,Cl-,H2O,OH-,H+,Al(OH)3(s)

(S=6)

Al+3+3OH-=Al(OH)3(s)

H2O=OH-+H+

R=2[OH-]=[H+],R’=1

K=6–3=3,=2,f=3–2+2=33.AlCl3溶液完全水解后，物化重点公式总结4.完全互溶双液系统xB=0.6处，平衡蒸气压有最高值，xB(l)<xB(总)<xB(g)恒沸点混合物那么组成xB=0.4的溶液在气液平衡时，xB(g),xB(l),xB(总)大小顺序为___________________，将该溶液完全分馏，塔顶将得到_______________。A0.6BplgxB物化重点公式总结将s点所代表的物系分馏，并将馏液和残液分别冷却到温度T1，残液的相数为_____，相点是______2a,b5.A,B双液系的相图如下，AsabBl1+l2TT1gl物化重点公式总结6Na2CO3(s)可形成三种水合物:Na2CO3

H2O,Na2CO3

7H2O,Na2CO3

10H2O。常压下将Na2CO3(s)投入其水溶液中，待三相平衡时，一相是Na2CO3溶液，一相是Na2CO3(s)，一相是______________。Na2CO3

H2OH2ONa2CO3

TlwB%37%46%85.5%物化重点公式总结45kJmol-1和6kJmol-1，三相点时的蒸气压为609Pa，则升华热=_____kJmol-1。–10C时冰的蒸气压=________。计算依据是什么？259Pa51克-克方程三相点时:冰水气subHm=vapHm+fusHm=51kJmol-17.水在三相点附近的蒸发热和熔化热分别为

p2=259Pa物化重点公式总结例8丙烯单体以液体状态存放较好。若储存场地夏天最高气温为313K。试估计储液罐至少耐多大压力？丙烯正常沸点225.7K解：本题要求的是最高气温时丙烯的蒸气压为多少，根据克-克方程可求出。题目缺少气化热数据，根据特鲁顿规则：物化重点公式总结例9苯(A)和二苯基甲醇(B)的熔点分别为6℃和65℃A和B可形成不稳定化合物AB2，它在30℃时分解为B和xB=0.5的熔液。低共熔点为1℃,低共熔液组成xB=0.2根据以上数据绘出其二元相图，并指出各区相态。解：AxBBt/℃6℃65℃A+l30℃1℃B+llB+AB2

l+AB2A+AB2AB2xB=0.5xB=0.2物化重点公式总结例10已知A、B二组分系统的相图如下：(1)画出a、b、c三个系统冷却时的步冷曲线;(2)标出各相区的相态，指出自由度为零的地方；(3)使系统p降温，说明系统状态变化情况；(4)AxBB337ºC237ºC0.80.6abcp物化重点公式总结解:(1),(2)abcabcll+AA+AB4B+AB4l+Bl+AB4f=0：三相线处，两个纯物质的熔点处物化重点公式总结ppq:=1,f=2qrsAxBBE(3)qr:析出固体,

=2(A+sln),f=1

液相组成qE移动r:A+AB4+E(sln),f=0

T不变直至液相消失rs:A(s)+AB4(s)

=2,f=1ll+AA+AB4B+AB4物化重点公式总结(4)已知纯A的凝固热为-18.03kJ·mol-1（设不随温度变化）。低共熔液组成xB=0.6，当把A作为非理想溶液中的溶剂时，求该溶液中组分A的活度系数。解：从图上可知A的熔点和低共熔点分别为337ºC、237ºC，低共熔液组成xB=0.6。根据非理想溶液中溶剂的凝固点下降公式：aA=0.485=xA=(1-xB)=1.21物化重点公式总结*例11A,B双液系统，A的正常沸点为100℃，在80℃,py时,xB=0.04;yB=0.4。求：(1)80℃时，组分A的pA*;(2)组分B的亨利常数Kh,x；(3)组分A的气化热（设气化热不随温度变化，蒸气可视为理想气体）。AxBB9060t/℃8070glxB=0.04yB=0.4物化重点公式总结解：根据题意80℃,py时,xB=0.04;yB=0.4。xB=0.04很小，可视为稀溶液，则溶剂遵守拉乌尔定律，溶质遵守亨利定律。(1)pA=py(1–yB)=pA*(1–xB)

pA*=py(0.6/0.96)=63.3kPa(2)pB=pyyB=Kh,x

xB

Kh,x

=pyyB/xB=10py物化重点公式总结

根据题意：Tb,A*=100℃,py

和题(1)的结果:80℃,pA*=63.3kParHmy=25.75kJmol-1

上例说明挥发性溶质的溶液沸点不一定升高(3)纯A的蒸气压与温度的关系----克–克方程物化重点公式总结*例12A和B可形成理想溶液，在80℃时，有A与B构成的理想混合气体，其组成为yB。在此温度下，等温压缩到p1=2/3py时，出现第一滴液滴，其液相组成为xB,1=1/3，继续压缩到p2=3/4py，刚好全部液化，其最后一气泡的组成为yB,2=2/3。(1)求在80℃时，pA*、pB*和最初理想混合气体的组成yB；(2)根据以上数据，画出80℃时A与B的压力-组成示意图，并标出各区域相态与自由度数；物化重点公式总结解:根据题意：A和B可形成理想溶液，在80℃时，有A与B构成的理想混合气体，其组成为yB。353K,p1=2/3pθ出现第一个液滴组成为

xB,1=1/3p2=3/4py最后一气泡的组成为yB,2=2/3。p1=2/3py时，液相xB,1=1/3，气相yB

p2=3/4py时，液相xB,2=

yB,气相yB,2=2/3353K,p,yB=?压缩压缩物化重点公式总结

根据理想溶液性质(R.L定律)(1)/(2)将yB=0.5代入(1)式yB=0.5p1=2/3py时，液相xB,1=1/3，气相yB

p2=3/4py时，液相xB,2=

yB,气相yB,2=2/3p1yB=pB,1=pB*

xB,1(1)p2yB,2

=pB,2=pB*

xB,2=pB*

yB(2)物化重点公式总结xB1/32/3ABp1=2/3py时，

xB,1=1/3

yB=0.5已计算出pB*=py,pA*=0.5pypp1pA*pB*p2对于理想溶液其液相线：pA*-pB*连线p2=3/4py时，

xB,2=0.5

yB,2=2/30.5物化重点公式总结*例13二组分A(l)，B(l)完全不互溶相图如下：1.求60℃时，纯A和纯B液体的饱和蒸气压2.A，B两液体在80℃时沸腾，求pA,pB3.纯A的气化热。解：从图上可得：纯A的沸点为100℃，纯B的沸点为90℃，溶液的沸点为60℃AxBB10060A(l)+B(l)gA(l)+gB(l)+gt/℃py

60℃,xB=yB=0.6处pA*+pB*

=py

pA*

=pyyA=0.4py

pB*=pyyB=0.6py物化重点公式总结AxBB10060A(l)+B(l)gA(l)+gB(l)+gt/℃py

2)80℃时,液相中是单组份，气相中有A、B两种物质。从两相平衡线可得：液相为纯A，气相yB=0.4

pA=pyyA=0.6py

pB=0.4py从两相平衡线可得：液相为纯B，气相yB=0.8

pB=pyyB=0.8pypA=0.2py物化重点公式总结3)纯A的气化热得vapHmy=27.99kJmol-1

根据克-克方程：py

沸点为100℃0.6py

沸点为80℃。物化重点公式总结15.298.15K，反应求①物质的量之比为的混合气体在总压力为101325Pa下的压力商②298.15K时的和并判断反应自发进行的方向？物化重点公式总结四、电化学电导率、摩尔电导率、离子强度、离子的平均活度及平均活度系数、可逆电池、浓差电池、电池电动势、分解电压等。基本概念物化重点公式总结▶基本计算1、电导、电导率、摩尔电导率等计算；2、电解质的活度、离子的平均活度、平均活度系数、离子强度的计算；3、电池电动势、电极电势及电池反应的的计算；4、会将简单反应设计成原电池等。物化重点公式总结1.298K时电池:Zn(s)|ZnCl2(m=0.0102mol.kg-1)

|AgCl(s)|Ag(s)电动势为E=1.156V（1）写出电极反应和电池反应；（2）计算298K时电池标准电动势Eθ设活度系数为1。物化重点公式总结2.写出电池Zn(s)|Zn2+

(aZn2+

=0.9

)

|Cu2+

(aCu2+

=0.7

)|Cu(s)的电极反应和电池反应。已知25℃时求电池的电动势E和通电2F时的ΔrG。物化重点公式总结五、化学动力学基本概念反应速率、基元反应、反应分子数、反应级数等。基本计算1.一级反应、二级反应的微分方程、积分方程及其特征，会进行相应计算；2.温度对反应速率的影响—阿累尼斯公式的应用及相关计算。物化重点公式总结1、某物B的分解反应是一级反应，800K时速率常数k=3.4s-1，求分解掉50%需多长时间？若反应的活化能Ea=60kJ/mol，850K时分解的速率常数是多少？物化重点公式总结2、基元反应2A→A2的Ea=100kJ.mol-1,560K时，在一个恒容的反应器中充入2kPa纯A，反应的半衰期t1/2=10min，611K时,在同样A的起始压力下使发生上述反应5min，求容器中总压。物化重点公式总结▶概念题辨析(1)反应速率系数k与反应物的