物理化学习题40考研专用41

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1、物理化学习题第一部分化学热力学基础1.1本章学习要求1.掌握化学热力学的基本概念和基本公式2.复习热化学内容；掌握Kirchhoff公式3.掌握熵变的计算；了解熵的统计意义1.2内容概要1.2.1热力学基本概念1.体系和环境体系（system）:热力学中，将研究的对象称为体系。热力学体系是大量微观粒子构成的宏观体系。环境（surroundings）：体系之外与体系密切相关的周围部分称作环境。体系与环境之间可以有明显的界面，也可以是想象的界面。①敞开体系（opensystem）：体系与环境间既可有物质交换，又

2、可有能量交换。②封闭体系（closedsystem）：体系与环境间只有能量交换，没有物质交换。体系中物质的量守恒。③孤立体系（isolatedsystem）：体系与环境间既无物质交换，又无能量交换。2.体系的性质（propertyofsystem）用来描述体系状态的宏观物理量称为体系的性质（systemproperties）。如T、V、p、U、H、S、G、F等等。①广度性质（extensiveproperties）：体系这种性质的数值与体系物质含量成正比，具有加和性。②强度性质（intensiveprope

3、rties）：这种性质的数值与体系物质含量无关，无加和性。如T、p、d（密度）等等。3.状态及状态函数状态（state）：是体系的物理性质及化学性质的综合表现，即体系在一定条件下存在的形式。热力学中常用体系的宏观性质来描述体系的状态。状态函数（statefunction）：体系性质的数值又决定于体系的状态，它们是体系状态的单值函数，所以体系的性质又称状态函数。根据经验知，一个纯物质体系的状态可由两个状态变量来确定，T、p、V是最常用的确定状态的三个变量。例如，若纯物质体系的状态用其中的任意两个物理量（如T、

4、p）来确定，则其它的性质可写成T、p的函数Z=f(T、p)。状态函数的微小变化，在数学上是全微分，并且是可积分的。体系由状态1变到状态2，状态函数的改变量只与体系的始、终态有关，与变化过程无关。4.过程与途径过程（process）：状态变化的经过称为过程。途径（path）：完成变化的具体步骤称为途径。化学反应进度(advancementofreaction)化学反应aA+dD=gG+hH即0=式中RB表示各种反应物和产物，是反应物和产物的化学计量数，对于反应物，是负值，即；对于产物是正值，即。的量纲为1。在

5、反应开始时，物质B的量为nB(0)，反应到t时刻，物质B的量为nB(t)，反应进度定义为单位是mol。反应的微小变化即或有限变化5.热力学平衡态(thermodynamicequilibrium)体系在一定外界条件下，经足够长的时间后，可观察的体系性质均不随时间变化，这种状态称为定态。若将体系与环境隔离，体系中各部分可观察的体系性质仍不随时间变化，体系所处的状态称作热力学平衡态。体系的热力学平衡态应同时包括以下几个平衡：①热平衡（thermalequilibrium）：体系各部分的温度T相等且与环境温度相等

6、。②力平衡(mechanicequilibrium)：体系各部分的压力相等且体系与环境的边界不发生相对位移。③相平衡(phaseequilibrium)：体系内各相的组成和数量不随时间变化。④化学平衡(chemicalequilibrium)：体系的组成不随时间变化。6．热与功热(heat)：因体系与环境间有温度差所引起的能量流动称作热，热用Q表示。本书规定，体系吸热，Q为正值；体系放热，Q为负值。功(work)：体系与环境间因压力差或其它机电“力”引起的能量流动称作功，功以符号W表示。本书规定，环境对体系

7、做功，W＞0；体系对环境做功，W＜0。体积功（volumework）：热力学中，体积功最为重要。体积功是因体系体积发生变化做的功。设体系反抗外力pe，体积膨胀了dV，因为力（p）的作用方向与体积变化方向相反，故体系所做功是负值。计算体积功的通式是δW=－pedV若pe的变化是连续的，在有限的变化区间可积分上式求体积功W=－∫pedV在可逆过程中，可用体系的压力p代替环境压力pe，即p=pe。W=－∫pdV一些特定情况下，体积功的计算如下：恒外压过程W=－peΔV定容过程W=－∫pedV=0理想气体的定温可逆

8、过程理想气体自由膨胀（pe=0）过程W=0其它功（nonvolumework）：除体积功以外，将电功、表面功等等称为其它功，用符号W/表示，W/也称非体积功。1.2.2热力学能和热力学第一定律热力学能(thermodynamicenergy)：封闭体系的一种性质，它在指定始终态间的变化的改变值恒等于过程的Q+W，而与途径无关。这个性质称为热力学能，用符号U表示。体系的热力学能的绝对值无法知道。封闭体系热力学第一定