考前辅导本科.PPTx

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1、2023/3/211 物质的物质的pVT关系关系 和热性质和热性质第1页/共100页2023/3/212一、系统及其种类 封闭系统、敞开系统、孤立系统二、状态和状态函数 状态、状态函数、状态函数的基本特征三、设计过程求状态函数的变化系统的状态和状态函数系统的状态和状态函数第2页/共100页2023/3/213四、热力学温度和物质的量物质的基本单元：热力学温度:物质的量:，第3页/共100页2023/3/214五、强度性质和广延性质强度性质:与物质的量无关 T，p，广延性质:与物质的量成正比 U，H，六、状态函数的基本假定：均相系统，多组分纯物质七、热力学平衡态条件热平衡、力平衡、相平衡、化学平

2、衡第4页/共100页2023/3/215一、理想气体 简化的微观模型：分子无体积、分子间无相互作用 宏观表现：pV=nRT 流体的流体的pVT关系和气液相变关系和气液相变 理想气体混合物:分压定律和分容定律第5页/共100页2023/3/216，在任何温度压力下理想气体的压缩因子都等于1低压下的气体可视为理想气体第6页/共100页2023/3/217二、实际流体压缩因子:问题：1.试说明压缩因子的物理意义。2.实际气体的压缩因子不可能等于1，对吗？3.理想气体的压缩因子总是等于1，对吗？第7页/共100页2023/3/218 CO2 的 p-V 图液化的必要条件:T 0；放热：Q 0；做功：W

3、、=、0 不可逆过程=0 可逆过程，=，)一、概念题第48页/共100页2023/3/2149二、在外压为100 kPa带有活塞的绝热气缸中，盛有 温度为 25、压力为 100 kPa 的 某理想气 体。现将外压从100 kPa突然降到50 kPa，使气体 膨胀到气缸内外压力相等。试求终态温度及过程 的 、。已知该理想气体的 。解：第49页/共100页2023/3/2150第50页/共100页2023/3/2151相相 律律第51页/共100页2023/3/2152 相平衡和化学平衡时强度性质中独立变量数目的规律。独立变量数目？相互依赖关系？第52页/共100页2023/3/2153 f 的意

4、义？相律：例1.NH4HS(s)在真空容器中分解 CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)f =3-3+2-1-0=1 nCO2=nCaO是否算R=1?CaO(s)CaO(s)CaCOCaCO3 3(s)(s)COCO2 2(g)(g)例2.f =3-2+2-1-1=1第53页/共100页2023/3/2154例3.NH4HS(s)在预先加入NH3的容器中分解 并达到平衡。f =3-2+2-1-0=2 NHNH4 4HS(s)HS(s)NHNH3 3(g)(g)H H2 2S(g)S(g)第54页/共100页2023/3/2155 拉乌尔定律和亨利定律拉乌尔定律和亨利定律第55页/共100

5、页2023/3/2156一、拉乌尔定律：二、亨利定律：KHx,B：一种虚拟的纯物质的饱和蒸气压。理想溶液微观模型特征：A-A，A-B，B-B相互作用相同，分子大小相同。微观模型：A-A，A-B，B-B 相互作用不同，分 子大小不同。A的周围是 A，B的周围也是A。第56页/共100页2023/3/2157例 苯(A)和甲苯(B)的混合物可看作理想混合 物。20时它们的饱和蒸气压分别为9.96 kPa和2.97kPa。试计算 xA=0.200 时，混 合物中苯和甲苯的分压和蒸气总压。解：第57页/共100页2023/3/2158例.物质 A 和 B 形成溶液，其中 B 是不挥发的，A 服 从拉乌

6、尔定律。实验测得 300K 时溶液的蒸气压为 11250Pa，溶液组成 ；350K时溶液的 蒸气压为12450Pa，溶液组成 。设A的摩尔蒸发焓不随温度而变化，试求此摩 尔蒸发焓。第58页/共100页2023/3/2159解：第59页/共100页2023/3/2160相相 平平 衡衡第60页/共100页2023/3/2161一、理想溶液的恒温相图C6H5CH3(A)C6H6(B)正比关系线性关系第61页/共100页2023/3/2162LVL+V液相线气相线第62页/共100页2023/3/2163过程在图上的表达第63页/共100页2023/3/2164 2.理想溶液的恒压相图第64页/共1

7、00页2023/3/2165一般正偏差系统的恒温与恒压相图p-x 图：液相线不是直线；t-x 图：液相线向下位移第65页/共100页2023/3/2166水(A)-异丁醇(B)气液液平衡相图第66页/共100页2023/3/2167两组分系统的液两组分系统的液 固平衡相图固平衡相图第67页/共100页2023/3/2168热分析法冷却曲线两组分系统的液固平衡相图第68页/共100页2023/3/2169一、固相完全不互溶的两组分系统第69页/共100页2023/3/2170二、固相完全不互溶且生成化合物的系统1、生成稳定化合物第70页/共100页2023/3/21712、生成不稳定化合物第71

8、页/共100页2023/3/2172三、固相完全互溶或部分互溶的系统第72页/共100页2023/3/2173视 图 练 习第73页/共100页2023/3/2174化化 学学 平平 衡衡第74页/共100页2023/3/2175=f(T,反应本性)标准平衡常数第75页/共100页2023/3/2176一、理想气体反应的平衡常数一、理想气体反应的平衡常数决定于反应本性、T 及 的选取 第76页/共100页2023/3/2177二、平衡常数的应用1.计算平衡转化率i(1)总压的影响 (2)惰性气体影响2.反应条件对平衡的影响(3)配料比的影响第77页/共100页2023/3/2178范特荷甫方程

9、若三、温度对平衡常数的影响第78页/共100页2023/3/2179吉氏函数变化与反应进行的方向 四、化学反应的方向和限度理想气体反应等温方程普遍式：第79页/共100页2023/3/2180反应物T 产物T 反应物298.15K 产物298.15K 中心公式:用热性质数据计算平衡常数 第80页/共100页2023/3/2181例.在1000 K时，理想气体反应 设有一反应系统，各物质的分压为：试计算此条件下的 ，并说明反应的方向。第81页/共100页2023/3/2182解：由于或所以反应正向进行。第82页/共100页2023/3/2183化学动力学化学动力学第83页/共100页2023/3

10、/2184消耗速率:生成速率:对于 0=-N2-3H2+2NH3 化学反应的速率第84页/共100页2023/3/2185一、基元反应 根据质量作用定律直接写 出幂函数形式的速率方程二、复合反应 k 速率系数 反应的特性反应速率方程第85页/共100页2023/3/2186 一、零级反应反应速率方程的积分形式aA+bB pP，特征和判据二、一级反应aA+bBpP 第86页/共100页87特征和判据三、二级反应aA+Bb pP 特征和判据第87页/共100页2023/3/2188正向放热对峙反应的最基本的特点:存在最适宜的反应温度 几个典型的复合反应对峙反应：连串反应：最基本的特点：在反应过程中

11、，中间产物B 的浓度有极大值。第88页/共100页2023/3/2189一级平行反应最基本的特点：产物的浓度之比恒定即 平行反应：阿仑尼乌斯方程第89页/共100页2023/3/2190例.某反应A B在一定温度下进行，A反应掉初始 浓度 的3/4所需时间是它反应掉初始浓度 的1/2所需时间的2倍。已知A反应掉 的 1/3 需 要4.55分钟，试求反应掉 的2/3所需时间是多 少？第90页/共100页2023/3/2191解：反应级数为1级。由可得第91页/共100页2023/3/2192界界 面面 现现 象象第92页/共100页2023/3/2193界面张力的定义:1.沿界面的切线方向，垂直

12、作用于单 位长度分界边缘上的收缩张力。2.增加单位面积时，系统必须得到的 可逆表面功。拉普拉斯方程：液体中的气泡：Laplace方程第93页/共100页2023/3/2194 开尔文方程：亚稳状态:过饱和蒸气：过热液体：第94页/共100页2023/3/2195 例 25时，半径为1m的水滴与其蒸气达 到平衡，试求水滴的饱和蒸气压及水滴内 外的压力差。已知 25时水的表面张力为 ,密度为 ,饱和蒸气压为 3168 Pa，摩尔质量为18.02 。第95页/共100页2023/3/2196解:第96页/共100页2023/3/2197杨氏方程：润湿作用关于电化学平衡计算的问题第97页/共100页2023/3/2198例：在 298 K 时，E=0.0454 V。(1)写出电极反应和电池反应；(2)求 298 K 时电池的 ；(3)已知该电池的 试求当 1 F 电量通过电池时的电池第98页/共100页2023/3/2199解：(1)负极 正极(2)参加电池反应的各物质均处于标准状态(3)第99页/共100页2023/3/21100感谢您的观看！第100页/共100页