物理化学C复习.ppt
例:恒温可逆,V0=24.46dm3,T0=298.15K p0=101325Pa,理想气体 n=1 mol CV,m=2.5R=1.4,T2=？p2=303975Pa,T1=298.15K p1=303975Pa,1、恒温可逆,2、绝热可逆,1、恒温可逆压缩W=nRT ln(p1/p0)=8.314298.15J ln3=2.73 kJ,W=U=nCV,m(T2 T0)=2.5 8.314(408.1-298.15)J=2.29 kJ,p0V0=p2V2 V2=(p0/p2)1/V0,例,V0=24.46dm3,T0=298.15K p0=101325Pa,理想气体 n=1 mol CV,m=2.5R=1.4,T2=？p2=303975Pa,T3=？p3=303975Pa,T1=298.15K p1=303975Pa,1、恒温可逆,2、绝热可逆,3、绝热不可逆,nCV,m(T3 T0)=-p环（V3 V0）=-p3 V3+p3 V02.5nR(T3-T0)=-nR T3+nR T0(p3/p0),U=W,=468K,W=U=nCV,m(T3 T0)=3.53 kJ,例:绝热可逆,第13题,1在一绝热的钢瓶中发生一快速反应，系统的温度和压力均增大，则Q _ 0；W _ 0；U _ 0；H _ 0.在绝热、恒压和不作非体积功的条件下，反应C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(g)，过程的 Q _0；W _ 0；U _ 0；H _ 0.,0，5 mol单原子理想气体向真空膨胀，从 101.325 kPa变至 50.6625 kPa，求该过程的Q,W,U,H,S,G,A.用何者判别方向？该过程是否自发？,相变化,1、可逆相变：恒温、恒压、非体积功为零 可逆 G=0,n=1molp=1atm,H2O（l）1001atm,恒温恒压可逆,H2O（g）1001atm,向真空蒸发不可逆,G1=0,H2 S2,H1 S1,2、不可逆相变：设计一始终态相同的可逆过程再求解,已知 H1=-6009J S1=H1/T=-6009 J/273.2 K=-21.99J/K,G2=？,=-6009+(-5 0)(-37.7)J=-5821J,6、G 和 A 的计算,例题:可逆相变化,相变化,1、可逆相变：恒温、恒压、非体积功为零 可逆 G=0,n=1molp=1atm,G1=0,G2=H2-T2 S2=-108J,0 自发过程,H2 S2,H1 S1,2、不可逆相变：设计一始终态相同的可逆过程再求解,已知 H1=-6009J S1=H1/T=-6009 J/273.2 K=-21.99 J/K,G2=？,G H-T S,=-5821J,6、G 和 A 的计算,例题:不可逆相变化,16、已知反应 C2H4（g）+H2O（g）=C2H5OH（g）中各物质在298K时：C2H4(g)H2O(g)C2H5OH（g）fHm/kJmol-1 52.28-241.83-235.31 fGm/kJmol-1 68.12-228.59-168.62（1）、求反应在298K时的rHm、rSm、rGm、K；（2）、求反应在400K时的K，假定r C p,m=0；（3）、今测得在400K、100kPa时，气体成份为20%C2H4、20%H2O、60%C2H5OH。请判断反应向何方向进行，为什么？,解：（1）、rHm=fHm=-45.76 kJmol-1 rGm=fGm=-8.15 kJmol-1 rSm=(rHm-rGm)/T=-126.2 Jmol-1 K-1 K=exp(-rGm/RT)=26.83（2）、,K 2=0.2417,(3),=15 K 2 反应逆向进行,例4、仅由NH4HCO3(s)部分分解，建立如下反应平衡：NH4HCO3(s)=NH3(g)+CO2(g)+H2O(g)求系统的 C、F。,解：C=S R R=4 1 2 1,F=C P2=1 2+2=1,例5、求饱和糖水的自由度数F=?,解：C=S R R=S=2 P=2 F=C P2=2 2+2=2,凝聚相系统在常压下 F=C P1=2 2+1=1溶解度：c=f(T),六、条件自由度,F=C P 2 R”,R”其它特殊限止条件。如：规定T、p不变；cB()=cB(),不同相中,若无反应C=S,y NH3=y CO2=y H2O,例4.NH4HCO3分解,5-8 相 律,问：在1atm下与水蒸气H2O(g)平衡共存的水化物固体最多可有几种？解：C=SRR=530=2 因压力已指定 F=CP+1=2P+1=3P,NaCO3+H2O=NaCO3H2O(s)NaCO3+7H2O=NaCO37H2O(s)NaCO3+10H2O=NaCO310H2O(s),NaCO3 与H2O 可生成三种水化物 NaCO3H2O(s)NaCO37H2O(s)NaCO310H2O(s),当F=0 时，P 最多，P=3在这三个相中，除已有的水蒸 气外，还可有2个相，即最多可有两种NaCO3的水化物固体平衡共存。,例6.NaCO3 的水化物,例6：,例 25时,电池 Cd|CdCl2(5/2)H2O(饱和溶液)|AgCl(s)|Ag 的E0.67533V,求该温度下反应的rGm,rSm和rHm.,解,rGm=-zFE-296485Cmol1 0.67533V=130.32kJmol1,例题,在电池反应达到平衡态时 rGm=0,E=0,四、标准电动势与标准平衡常数,E(Zn2+/Zn)=0.7626VE(Cu2+/Cu)=0.3402V,E E(Cu2+/Cu)E(Zn2+/Zn)1.103V,Zn|Zn2+|Cu2+|Cu,K=？,标准电动势与K,1.润湿角及杨氏方程,7-2 润湿现象,2.铺展,s s-l+l-g s-g 0,铺展系数,=s s-g s-l l-g 0,s-gs-ll-g,BAA.B 0,2.铺展,防雨设备、热交换器 农药、机械润滑、矿物浮选、金属焊接 复合材料、减水剂 模具与铸件,毛细现象,3.毛细现象,液体表面张力液体密度 g重力加速度 r毛细管半径,将毛细管插入液体后 液面将沿毛细管上升或下降的现象,7-3 弯曲液面的附加压力和毛细现象,产生原因：毛细管内的弯曲液面上存在附加压力 p.以凹液面为例,液面上升至平衡时,有,=0,对凸液面(如小液滴)r 0,ln(pr/p)0,pr p 对凹液面(如小气泡)r p(平面)p(凹面)且曲率半径越小,偏离程度越大.,开尔文公式 蒸气压与曲率半径的关系,凹液面,毛细管凝结,过饱和蒸气,2.开尔文公式,2.微小液滴的饱和蒸气压,阿仑尼乌斯方程不定积分对数式,8-5 温度对反应速率的影响,（A）,计算反应的活化能；Ea=12300K8.314 Jmol-1 K-1=102.3kJ mol 1计算600时120min后氯苯的转化率。c(CuCl=0.0282 moldm-3),例题:不定积分式,
