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大一 无机化学 化学热力学.ppt155页
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解：反应在不同时刻各物质的量为： 热化学方程式的正确书写：
因反应热与方程式的写法有关，必须写出完整 的化学反应计量方程式。
要标明参与反应的各种物质的状态，用g，l和s 分别表示气态、液态和固态，用aq表示稀水溶液 aqueous solution 。如固体有不同晶型，还要指明是什么晶型的固体。如碳有石墨 graphite 和金刚石 diamond 。
要标明温度和压力。按习惯，如反应在298.15K 下进行，可不标明温度。常压条件可以省去。
要标注相应的反应热或焓变。如反应在标准态下进行，要标上“?”。 结论： 1、Hess定律可以看成是“热化学方程式的代数加减法”。 2、 “同类项” 即物质和它的状态均相同 可以合并、消去，移项后要改变相应物质的化学计量系数符号。 3、若运算中反应式要乘以系数，相应的反应热也要乘以相应的系数。 例： 利用298.15K时有关物质的数据 ，求下列反应在298.15的 ， 4NH3 g +5O2 g
4NO g +6H2O l
解 查书末附表得到298.15K时： ΔfH NH3,g
- 45.9kJqmol-1
NO,g 91.3kJqmol-1
H2O,l - 285.8kJqmol-1
O2,g 的值规定为零， 按式有：
自发过程及其特征
自发过程 spontaneous process ： 在一定条件下不需要任何外力推动就能自动进行的过程。
基本特征：
1 单向性。即自动地向一个方向进行，不会自动地逆向进行。
2 具有作功的能力。所有自发的过程都有作功的潜能。作功能力实际上是过程自发性大小的一种量度。
3 具有一定的限度。任何自发过程进行到平衡状态时宏观上就不再继续进行。这时此过程作功的本领也等于零。 运用Gibbs方程计算△rGm? 用标准摩尔生成自由能只能计算298.15K下的△rGm?，非室温可用Gibbs方程计算△rGm? 注意到△rHm?和 △rSm?是常温的值，因为它们受温度影
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无机化学详细复习材料39
第一章；1.人们用观察、实验等方法进行科学研究及生产实践；2.物质分散于另一种物质的形式存在的系统称为分散；3.被分散了的物质称为分散质，容纳分散质的物质称；－－4.物质的量浓度：SI：mol?m3，非SI；5.质量摩尔浓度：bB＝nBmASI：mol?k；公式1、2；6.对于难挥发的非电解质的稀溶液来说，它们表现出；007.非挥发物质占据溶剂表面，达到平衡
第一章1.人们用观察、实验等方法进行科学研究及生产实践时，必须首先确定所要研究的对象，这种被研究的对象就称为系统。2.物质分散于另一种物质的形式存在的系统称为分散系。3.被分散了的物质称为分散质，容纳分散质的物质称为分散剂，分散质粒子不连续状态，分散剂联系状态。－－4.物质的量浓度：SI：mol?m3，非SI：mol?L1。5.质量摩尔浓度：bB＝nBmASI：mol?kg－1。公式1、2。6.对于难挥发的非电解质的稀溶液来说，它们表现出一定的共同性和规律性，我们把这一类性质称稀溶液的通性(依数性)。007.非挥发物质占据溶剂表面，达到平衡蒸蒸气压下降，p=p×XA,Δp=pXB11.8.沸点：溶液蒸气压等于外界压力时溶液的温度。9.沸点的升高：ΔTb＝Kb×bB，Kb为沸点升高常熟。10.凝固点：P0下纯液体固相平衡点就是该液体的正常凝固点，固液蒸气压相等。11.凝固点的下降：ΔTf＝Kf×bB ，Kf为凝固点下降常数。12.渗透：由物质粒子通过半透膜单向扩散的现象。13.半透膜：在两个不同浓度的溶液之间，存在一种能有选择地通过或阻止某些粒子的物质。14.渗透压：为维持半透膜所隔开的溶液与纯溶剂之间的渗透平衡而需要的超额压力。即阻止渗透作用进行时所需加给的额外压力。П=cB×R×T。15.分散系的分散度常用比表面积s＝S/V来衡量。物质表面的质点处在一种力不稳定状态，它有要减小自身所受作用力的趋势。表面能：表面质点比内部质点所多余的能量。16.胶体结构图1。在制备胶体时,一定要有稳定剂(吸附层中的离子)存在。17.胶体的性质：丁达尔现象，布朗运动，电场中的定向迁移－溶液的电泳，吸附作用，电离作用。18.胶体的稳定性，胶粒双电层结构，溶剂化膜。19.聚沉：胶体分散系中的分散质从分散剂中分离出来的过程。聚沉值：指一定时间内，使一定量的溶胶完全聚沉所需要的电解质的最低浓度。20.①高分子溶液由于其溶质的颗粒大小与溶胶粒子相近，属于胶体分散系②高分子溶液是一种热力学稳定体系。③溶解的可逆性。④高分子溶液具有一定的抗电解质聚沉能力。21.通过加人大量电解质使高分子化合物聚沉的作用称为盐析。盐析除中和高分子化合物所带的电荷外，更重要的是破坏其水化膜，需加大量电解质；溶胶聚沉只需加少量的电解质。高分子化合物对溶胶有保护作用22.表面活性剂性质：当它被加入到某一物质中后，能够显著降低其表面张力，从而使一些极性相差较大的物质也能相互均匀分散、稳定存在。乳浊液根据分散质与分散剂的不同性质分为两大类：D油‖分散在水中所形成的体系，以油／水型表示，(亲水型乳化剂)水分散在D油‖中形成的水／油型乳浊液。(亲油型乳化剂，钙肥皂)第二章1.化学反应计量方程式公式3。2.反应进度：d?=?B?1dnB，?=?B?1?nB。3.敞开系统：系统与环境之间有物质和能量的交换；封闭系统：系统与环境之间有能量交换但无物质交换；隔离系统：也称孤立系统，系统与环境之间既无物质交换也无能量交换。4.状态函数变化只与系统的终始态有关，而与变化的具体途径无关。5.系统向环境吸热，Q取正值，环境对系统做功，功取正值。热力学能即内能，它是系统内部各种形式能量的总和，用符号U表示，不可测得。6.热力学第一定律：隔离系统中，?U=Q+W。反应热效应，系统发生化学反应时，在只做体积功不做非体积功的等温过程中吸收和放出的热量。恒容过程：公式4。恒压反应：Qp=?U+p?V，H=U+pV，Qp=H2?H1=?H。恒温恒压下只做体积功的过程中，系统吸收的热量全部用于增加系统的焓。固液体?H??U，?H=?U+?n(g)RT。7.盖斯定律：在不做其它功并处于恒容或恒压的情况下，任一化学反应，不论是一步完成的，还是分几步完成的，其化学反应的热效应总是相同的，即化学反应热效应只与始、终状态有关而与具体途径无关。8.标准摩尔反应焓变，标准态：①.纯理想气体物质的标准态是该气体处于标准压力p0下的状态；②混合理想气体中任一组分的标准态是该气体组分的分压为p时的状态；③溶液中溶质的标准态是指标准压力p?下溶质的浓度为1mol.L-1时的理想溶液。9.标准摩尔生成焓：在温度Ｔ及标准态下，由稳定单质生成1mol物质Ｂ的标准摩尔反应焓变即为物质Ｂ在Ｔ温度下的－１标准摩尔生成焓，用?fH?m，单位为kJ?mol稳定单质的标准生成焓为零（碳为石墨，硫为斜方硫，磷为红磷等。）水合离子标准摩尔生成焓标准态下由最稳定纯态单质溶于大量水形成无限稀薄溶液，并生成1mol水合离子B(aq)的标准摩尔反应焓变。符号为?fH?m(B,?,aq,298,15K)。规定氢离子为参考状态，298.15K时由单质H2(g)生成1mol的水合氢离子的标准摩尔生成焓为零。10.在标准态下1mol物质完全燃烧(或完全氧化)生成标准态的产物的反应热效应为该物质的标准摩尔燃烧焓。－１?cH?m,单位为kJ?mol完全燃烧(或完全氧化)是指反应物中的C变为CO2(g)，H变为H2O(g)，S变为SO2(g)，N变为N2(g)，Cl2(g)变为HCl(aq)。11.计算公式：?rH?m=?fH?m(生成物)－?fH?m(反应物)。12.熵：混乱度的大小在热力学中用一个新的热力学状态函数熵来量度的，量符号为S，单位为J?mol?1?K?1。 纯物质完美晶体的熵值，0K时为零，即S*(0K)=0?rSm(B)=Sm(B,T)－S*m(B,0K)=Sm(B,T)最稳定单质的标准摩尔熵S?m(B)并不等于零。13.标准摩尔反应熵变：公式5。14.吉布斯函数，自发条件?H?T?S&0G=HCT?S?G=?H?T?S，?G&0自发进行。温度T时，在标准状态下，由稳定单质生成物质B的反应其反应进度为1mol时的标准摩尔反应吉布斯函数变?rG?m，称为该物质B的标准摩尔生成吉布斯函数，符号为?fG?m(B,T)，单位为kJ?mol?1。热力学规定，在标准状态下所有指定单质的标准摩尔生成吉布斯函数?fG?m(B)=0kJ?mol?1。15.平衡常数：在一定温度下，对任何可逆反应，达到平衡时以化学反应方程式中化学计量数为幂指数的反应方程式中各物种的浓度(或分压)的乘积为一常数,叫实验平衡常数(或经验平衡常数),单位不确定，大小反映反应程度。16.标准平衡常数：有关组分的浓度(或分压)都必须用相对浓度(或相对分压)来表示，即反应方程式中各物种的浓度(或分压)均须分别除以其标准态的量，即除以c?(1mol?L?1)或p?(100kPa),标准平衡常数是量纲为一的量。17.多重平衡规则：一个给定化学反应计量方程式的平衡常数，无论反应分几步完成，其平衡常数表达式完全相同，也就是说当某总反应为若干个分步反应之和(或之差)时，则总反应的平衡常数为这若干个分步反应平衡常数的乘积(或商)。18.公式6图2、3、4。19.勒夏特列原理：任何一个处于化学平衡的系统，当某一确定系统平衡的因素(如浓度、压力、温度等)发生改变时，系统的平衡将发生移动。平衡移动的方向总是向着减弱外界因素的改变对系统影响的方向。20.化学反应速率：公式7、8。21.反应历程：反应物转变为生成物的途径、步骤，基元反应：反应物分子(或离子、原子及自由基等)直接碰撞发生作用而生成产物的反应。22.质量作用定律：在一定温度下，化学反应速率与各反应物浓度幂的乘积成正比，浓度的幂次为基元反应方程式中相应组分的化学计量数。设某基元反应为aA+bB+??gG+dD+?v=kcaAcbB?称基元反应的速率方程式。该反应总的反应级数n则是各反应组分A,B,?的级数之和。对于基元反应，反应级数与它们的化学计量数是一致的。非基元反应不一致。23.反应速率理论：活化分子：那些具有足够高的能量、能够发生有效碰撞的分子活化能要使普通分子成为活化分子所需的最小能量,用Ea表示。即要使1mol具有平均能量的分子转化成活化分子所需吸收的最低能量。24.温度每升高10K，反应速率一般增加2?4倍。25.阿仑尼乌斯公式：公式9。26.2个温度下的k关系，公式1027.催化剂改变反应历程，降低活化能。第三章1.化学是研究物质的组成、结构、性质及其相互变化的一门基础学科。分析化学是人们获得物质化学组成、结构和信息的科学。2.化学分析方法：以化学反应为基础的方法，属常量分析，准确度高(RE&0.1%)重量分析法―测物质的绝对值，容量分析法―测物质的相对量，以滴定分析法为主要手段；仪器分析方法――以被测物质的物理及物理化学性质为基础的分析方法多属微量分析，快速灵敏，RE较大，但绝对误差不大。3.①真值：某一物理量本身具有的客观存在的真实数值。②平均值：n次测量数据的算术平均值③准确度：在一定测量精度的条件下分析结果与真值的接近程度，常以绝对误差(E)和相对误差(RE)来表示。 ④精密度：多次重复测定某一量时所得测量值的离散程度，常以偏差和相对偏差来表示。⑤再现性：不同分析工作者在不同条件下所得数据的精密度。⑥重复性：同一分析工作者在同样条件下所得数据的精密度。⑦准确度与精密度的关系：精密度高不一定准确度好(可能有系统误差),而欲得高准确度，必须有高精密度。因为系统误差只影响准确度而不影响精密度(单向恒定)。4.误差：①系统误差：由某种固定因素引起的误差，是在测量过程中重复出现、正负及大小可测，并具有单向性的误差。可通过其他方法验证而加以校正。分为方法误差、操作误差、仪器及试剂误差、个人误差。②随机误差：由测量过程中一系列有关因素的微小的随机波动而引起的误差，具有统计规律性，可用统计的方法进行处理。多次测量时正负误差可能相互抵消。无法严格控制，仅可尽量减少。③过失误差：指明显与事实不符的误差，即异常值，亦称D过失误差‖。如看错砝码、读错数据等。④随机误差的的正态分布。5.消除误差①选择合适的分析方法②减少测量误差③增加平行测定次数，减小偶然误差④消除系统误差（对照试验；空白试验；仪器校准；分析结果校正）6.各种偏差：图5。①标准偏差：公式11、12、13。②CV=S/x?100%6.③置信区间：将以测定结果为中心，包含?值在内的可靠性范围称为置信区间。真实值落在这一范围的概率，称为置信度或置信水准。公式14、15④置信度P―在某一t值时，测定值落在(??ts)范围以内的概率。⑤显著性水准?―在某一t值时，测量值落在(??ts)范围以外的概率(?=1―P)⑥有限次试验置信区间：公式16，公式17。7.滴定分析对化学反应的要求：①反应能按化学反应式定量完成(没有副反应、反应完全程度达99.9%以上)②反应能迅速完成③有合适的指示化学计量点(或终点)的方法(合适的指示剂)④无干扰主反应的杂质存在(无干扰杂质)8.基准物质：能用于直接配制或标定标准溶液的物质；标准溶液：已知准确浓度的溶液。基准物质条件：纯度、性质稳定、组成确定、有较大的摩尔质量9.滴定度１毫升标准溶液(A)相当于被测物(B)的质量或百分含量。 第四章1.α=γc式中α表示活度，γ为活度系数，c是溶液的浓度。活度系数：离子氛现象的存在减弱了中心离子的反应能力，反映了反应能力的减弱程度。其数值与溶液中离子的总浓度有关，还与离子的价态有关。用离子强度(I)衡量溶液中正负离子作用的大小。I=1/2∑ciZi2=1/2(c1Z12+c2Z22+…+cnZn2)，lgγ=-0.509|Z+.Z-|I1/22.Ka1Kb3=Ka2Kb2=Ka3Kb1=Kw,Ka&Kb，表明给出质子能力大于得到质子能力。3.解离度和稀释定律：公式18当弱电解质α&5％时，1－α≈1公式19。4.指示剂变色范围公式20混合指示剂：将两种有色物质混合使用，利用颜色互补的原理使变色敏锐，变色范围变窄。另一类是由一种酸碱指示剂与一种惰性染料按一定的比例配成。5.一元弱酸pH计算：公式21、22忽略Kw：公式23、24上述条件且公式25、26如果远小于20Kw，公式27一元弱碱类似。6.多元酸碱，如果公式28那么只计算一级电离。7.两性物质：公式29当，公式30时，忽略Kw，当公式31、32有公式33，弱酸弱碱盐：公式34。8.同离子效应:在弱电解质溶液中加入含有相同离子的强电解质，导致弱电解质的解离度降低的现象。9.盐效应：如果加入不同离子，平衡向右移动，使弱酸、弱碱的解离度增大，原因：增加体系的离子强度，使离子氛的作用更为明显，重新结合成弱电解质分子的概率减少。10.缓冲溶液：公式35、36，缓冲范围：公式37。11.分布分数(δ)：某物种的平衡浓度在总浓度c(也称分析浓度，为各种物种的平衡浓度的总和)中占有的分数。 公式38、39在pH&pKa时，以[Ac―]为主；在pH&pKa时，以[HAc]为主。12.滴定体系的浓度愈小，滴定突跃就愈小，滴定突跃的大小还与酸、碱本身的强弱有关。根据公式40判断各个质子能否被准确滴定。根据公式41判断能否实现分步滴定。(欲使滴定误差在0.1%，则需≥106)。由终点pH值选择合适的指示剂。第五章ｍ＋1.K?SP＝c(Ａ)n?c(Bn-)m。2.换算条件：①难溶电解质的离子在溶液中应不发生水解、聚合、配位等反应。②难溶电解质要一步完全电离。Qi=c(Am+)n?c(Bn-)m，Qi＞K?SP时，溶液为过饱和溶液，沉淀析出。3.同离子效应：因加入含有相同离子的易溶强电解质，而使难溶电解质溶解度降低的效应称之为同离子效应。4.盐效应：因加入强电解质使难溶电解质的溶解度增大的效应，称为盐效应。5.莫尔法铬酸钾为指示剂,在中性或弱碱性溶液中，用硝酸银标准溶液直接滴定Cl-(或Br-)。出现砖红色的Ag2CrO4沉淀，指示滴定终点的到达。终点时控制在c(K2CrO4)=5?10-3mol?L-1为宜。佛尔哈德法铁铵矾NH4Fe(SO4)2?12H2O法杨司法：用吸附指示剂来确定终点。吸附指示剂是一些有机染料，它们的阴离子在溶液中容易被带正电荷的胶状沉淀所吸附，吸附后其结构发生变化而引起颜色变化，从而指示滴定终点的到达。第六章1.元素的氧化值(氧化数)：某元素一个原子的表观电荷数。假设把每一个化学键中的电子指定给电负性更大的原子而求得。2.(一)ZnOZnSO4(cl)UCuSO4(c2)OCu(＋)把负极(一)写在左边，正极(＋)写在右边。其中DO‖表示金属和溶液两相之间－的接触界面，D‖‖表示盐桥，c表示溶液的浓度，当溶液浓度为1mol?L1时，可不写。3.双电层理论:金属晶体是由金属原子、金属离子和自由电子所组成,如果把金属放在其盐溶液中,在金属与其盐溶液的接触界面上就会发生两个不同的过程：①金属表面的阳离子受极性水分子的吸引而进入溶液的过程；②溶液中的水合金属离子在金属表面，受到自由电子的吸引而重新沉积在金属表面的过程。当这两种方向相反的过程进行的速率相等时，即达到动态平衡。4.公式42。5.能斯特方程：公式43，T=298.15K公式44，条件电极电位计算中，活度代替浓度，公式45。6.在一定条件下，氧化还原反应先发生在电极电势差值最大的两个电对之间。7.公式46、47式中n为n1、n2最小公倍数。8.?1?’－?2?’＞0.4V，应才能用于滴定分析。8.氧化还原反应速率影响因素：①.浓度②.温度③.催化剂④.在一般情况下自身进行很慢的反应，由于另一个反应的发生，使它加速进行，这种反应称为诱导反应。9.化学计量点电势公式48。10.指示剂①氧化还原指示剂，指示剂变色的电势范围：公式49。②自身指示剂③专属指示剂。第七章1.里德堡公式：公式50。2.玻尔模型中：公式51。3.测不准原理，波粒二象性的微粒，它们的运动并不服从牛顿定律，不能同时准确测定它们的速度和位置。?x??p?h4.波粒二象性，具体体现在量子化和统计性上。5.dp=???2?d?所以???2表示电子在核外空间某点附近单位微体积内出现的概率，即概率密度。6.量子数，n可取的数为1－7，分别表示为K,L,M,N,O,P,Q，l可取的数为0，1，2，…(nC1)，共可取n个，在光谱学中分别用符号s，p，d，f，…表示，相应为s亚层和p亚层、s电子和p电子之称。l反映电子在核外出现的概率密度(电子云)分布随角度(?,?)变化的情况，即决定电子云的形状。在多电子原子中，当n相同时，不同的角量子数l（即不同的电子云形状）也影响电子的能量大小。m值反映电子云在空间的伸展方向。m可取的数值为0，?1，?2，?3，…?l，共可取2l+1个值。同一亚层内的原子轨道其能量是相同的，称等价轨道或简并轨道。电子除绕核运动外，自身还做自旋运动。用自旋角动量量子数si=+1/2或si=?1/2分别表示电子的两种不同的自旋运动状态。7.原子轨道径向分布图：52.9pm恰好是玻尔理论中基态氢原子的半径，与量子力学的结果虽有相似之处，但有本质区别：玻尔理论中氢原子的电子只能在r=52.9pm处运动，而量子力学认为电子只是在r=52.9pm的薄球壳内出现的概率最大。电子云径向分布曲线上有n-l个峰值。8.能级交错原理：①屏蔽效应：由于内层的s电子距核较近而有效地减弱了核电荷对外层电子的相互作用的现象。s电子对同层的d、f轨道电子也有屏蔽效应。②钻穿效应：s轨道电子云出现在较内层空间（参照径向分布图）从而受到核电荷的有效吸引而降低能量的现象。9.价电子构型，价电子是原子发生化学反应时易参与形成化学键的电子，价电子层的电子排布称价电子构型 主族元素：其价电子构型为最外层电子构型(nsnp)；副族元素：其价电子构型不仅包括最外层的s电子，还包括(n?1)d亚层甚至(n?2)f亚层的电子。10.原子半径的大小主要取决于原子的有效核电荷和核外电子层结构。同一主族元素原子半径从上到下逐渐增大。副族元素的原子半径从上到下递变不是很明显；第一过渡系到第二过渡系的递变较明显；而第二过渡系到第三过渡系基本没变，这是由于镧系收缩的结果。11.使基态的气态原子失去一个电子形成+1氧化态气态离子所需要的能量，叫做第一电离能，符号I1反映元素的金属性的强弱。12.处于基态的气态原子得到一个电子形成气态阴离子所放出的能量，为该元素原子的第一电子亲和能，常用符号A1表示A1为负值(表示放出能量)，反映元素的非金属性的强弱13.电负性是指元素的原子在分子中吸引电子能力的相对大小。包含各类专业文献、文学作品欣赏、专业论文、高等教育、行业资料、外语学习资料、生活休闲娱乐、无机化学详细复习材料39等内容。　
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老师，您好，我想问一下，物理化学中，热力学能和热的计算公式有哪些？除了U=Q+W，U=Qv，还有哪些公式呢？
具体应用条件是哪些呢？
提问者采纳
热力学第一定律：dU=dq+dw，w为外力对系统做功，∵w=-∫fdl=-∫pSdl=-∫pdV∴dU=dq-pdV∵q是关于T的函数，所以U可表示为T、V的函数∴dU=CvdT+CtdV，对于理想气体而言，Ct为零，对于真实气体而言，Ct很小∴dU=CvdT恒成立等温过程：dU=0，pdV=dq△q=∫(过程1到2)pdV=∫(过程1到2,默认后面都是)RTdV/V=RT*ln(V2/V1)=RT*ln(p1/p2)等容过程：dV=0，即dw=0dU=dq=CvdT，然后积分等压过程：dp=0dq=dU+pdV=CvdT+d(pV)=CvdT+RdT=CpdT（可直接理解为压强不变时，温度直接决定输入的热能）绝热过程：dq=0dU=dw=-pdV=CvdT∴-RTdV/V=CvdT∴-RdV/V=CvdT/T∴-R∫dV/V=Cv∫dT/T∴R*ln(V1/V2)=Cv*ln(T2/T1)∴(V1/V2)^R=(T2/T1)^Cv
(V1/V2)^(γ-1)=T2/T1，就得到了体积变化与温度变化的关系∵T=pV/R∴代入得(V1/V2)^γ=p2/p1，即p1*V1^γ=p2*V2^γ，pV^γ=常量，就得到变化压强与变化体积的关系
提问者评价
谢谢O(∩_∩)O，物化看的好头疼，还是药剂的重要专业课。。。
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山东大学无机化学试题大一下
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