物理化学重要概念公式总结

1、第一章热力学第一定律一、基本概念系统与环境，状态与状态函数，广度性 质与强度性质，过程与途径，热与功，内能 与始。二、基本定律热力学第一定律： AU=Q+W。焦耳实验：AU =f(T) ; H=f(T)三、基本关系式1、体积功的计算 W pedV 恒外压过程：W= Pe AV可逆过程：W=nRTlnVL nRT 1n中V2pl2、热效应、烙等容热：Qv =AU (封闭系统不作其 他功)等压热：Qp =AH (封闭系统不作其 他功)焰的定义：H=U+pV dH=dU+d(pV)T2始与温度的关系：AH= t CpdT13、等压热容与等容热容热容定义：CV（）v； CP （-HT-）p 定压热容与

2、定容热容的关系：CP CV nR热容与温度的关系：Cp=a+bT+c' 2 四、第一定律的应用1、理想气体状态变化等温过程：AU=0 ; H=0 ; W= Q= pedV 等容过程： W=0 ; Q=AU= CvdT ; H= CpdT 等压过程：W= - PeAV ; Q=AH= CpdTU= CvdT可逆绝热过程：Q=0 ；利用 piVl 七p2V2 T求出 T2,W= AU= CVdT ; zH= CpdT不可逆绝热过程：Q=0 ;利用 CV(T2-Tl)= pe(V2-Vl)求出 T2,W= AU= CVdT ; ZH= CpdT2、相变化可逆相变化：AH = Q=nH ;W=

3、- p(V2-Vi)= pVg= nRT; U=Q+W3、热化学物质的标准态；热化学方程式；盖斯定律； 标准摩尔生成始。摩尔反应热的求算：rHm(298)B fHm(B,298)反应热与温度的关系 一基尔霍夫定律：(rHm)pBCp,m(B)。第二章热力学第二定律-、基本概念自发过程与非自发过程二、热力学第二定律1、热力学第二定律的经典表述克劳修斯，开尔文，奥斯瓦尔德。实质: 热功转换的不可逆性。2、热力学第二定律的数学表达式(克 劳修斯不等式)dS年“=用逆；%”不可逆二、嫡1、嫡的导出：卡若循环与卡诺定理Qr2、嫡的定义：dS 3、嫡的物理意义：系统混乱度的量度。4、绝对嫡：热力学第三定律

4、5、嫡变的计算(1)理想气体等温过程：S Q1 nRln V2 nRln-p1TViP2(2)理想气体等压过程：S nCP,mlnT2Ti(3)理想气体等容过程：S Q,mlnT2T1(4)理想气体pTV都改变的过程：S nCD m ln -2 nRln -p1P，m TiP2(5)可逆相变化过程：S tH(6)化学反应过程：rSm(298)BSm(B,298)四、赫姆霍兹函数和吉布斯函数1、定义：A=U-TS; G=H-TS等温变化：M=A U -TA S; AG=A H -TA S2、应用：不做其他功时，AAt,v<0;自发、平衡Gt,v&0 ;自发、平衡3、热力学基本关系式

5、 dA=-SdT-Vdp; dG-SdT+pdV4、AA和AG的求算(1)理想气体等温过程用公式：AA=A U-TAS; AG=A H -TA S 用基本关系式：dA=-SdT-Vdp ;dG=-SdT+pdV(2)可逆相变过程AA=AU-TA=W=-nRT; AG=0(3)化学反应过程的 AG标准嫡法：AG=A H-TAS标准生成吉布斯函数法：rGm(298)B fGm(B,298)(4) AG与温度的关系AG=AH-TAS,设 AH、 S不遂温 度变化。五、化学势1、化学式的定义和物理意义, G、B ()T,P,nc(c B)；在T、p及其他物质的 量保持不变的情况下，增加ImolB物质引

6、起 系统吉布斯函数的增量。2、化学势的应用在等温等压不作其他功时,B B<0 自发；=0平衡； 逆向自发3、化学时表示式理想气体：RTln(p/p)纯固体和纯液体：第三章化学平衡一、化学平衡常数与平衡常数表达式如：Zn+2HCl(aq尸H 2+ZnCl 2 ( aq );K p(H2)/p c(ZnCl2) c2(HCl)二、标准平衡常数的求算包(T) RT lnK三、范特荷夫等温方程rGm(T)rGm(T) RT ln J RT In J /KrGm(T)四、平衡常数与温度的关系T商；rGm(T)RTln K五、各种因素对平衡的影响分压、总压、惰性气体、温度。第四章 液态混合物和溶液一

7、、拉乌尔定律和亨利定律1、拉乌尔定律pA=p*xA ； pA=p*ax,A适用于液态混合物和溶液中的溶剂。2、亨利定律pB=kx,BxB=kb,BbB=k%,B%B；pB=kx,Bax,B=kb,Bab,B=k%,Ba%,B适用于溶液中的溶质。二、液态混合物和溶液中各组分的化学势1、理想液态混合物(T,p,mix) x(T) RTlnx 标准态为： 同温下的液态纯溶剂。2、真实液态混合物(T, p,mix) x(T) RTlnax 标准态为：同温下的液态纯溶剂。3、理想稀溶液溶剂： A(T, p, sln) xA(T) RTln xA标 准态为：同温下的液态纯溶剂。溶 质 ： B(T, p,s

8、ln) xB(T)RTln xB标准态为：同温下xB=1 且符合亨利定律的溶质(假想状态) 。 4、真实溶液溶剂： A(T, p, sln)x,A(T) RTlnax,A ；ax,A=fx,A x; 标准态为：同温下的液态纯溶剂。溶质：B(T,p,sln) xb(T) RTlnax,B ； ax,B= y,B xB; 标准态为： 同温下xB=1 且符合亨利定律的溶质(假想状态) 。B(T,p,sln) b,B(T) RTlnab,B;ab,B= ”,B bB；标准态为：同温下 bB=1且符合 亨利定律的溶质(假想状态) 。B(T,p,sln) %,B(T) RTlna%,B;a%,B=阴,b%

9、B; 标准态为：同温下 B%=1 且符合亨利定律的溶质 (一般为假想状态) 。 三、各种平衡规律1、液态混合物的气液平衡pA=p*Aax,A ; pA=p*Aax,A ;p=p A+p B2、溶液的气液平衡pA=P；ax,A ； pB=kx,Bax,B=kb,Bab,B=k%,Ba%,B；P=PA+PB3、理想稀溶液的凝固点降低*丁RTfTfTfh -xBfus H m,A4、分配定律5、化学平衡6、西弗特定律第五章相平衡一、相律1、物种数、独立组分数、相数、自由度2、相律公式f=C-/2二、单组分系统1、克-克方程Hvap mPi2、水的相图三面、三线、一点三、双组分系统1、相律分析根据f=

10、C-附1（ 一般固定压力），后2产1 ;=3,f=02、杠杆规则3、步冷曲线四、典型相图1、 Mg-Ge 相图2、 Na-K 相图3、 Ag-Cu 相图第六章 电解质溶液一、电解质溶液的电导1、电导G=1/R ;单位：S（西门子）2、电导率G=kM 或=g i/A ；单位：s/m3、摩尔电导率Arn= 0c4、无限稀释摩尔电导率5、离子的电迁移UUU ；t t 1二、电解质溶液的活度（电解质溶液的浓1、电解质的化学势 度用mB或bB表示）BaB a ;aB RTlnaB(a a )1/ m /m ;()1/ ; m (m m )1/ ;2、离子强度I 2 mBz23、德拜休克尔极限公式lg 0

11、.5093|z z |« ；适用于 25c 时的极稀水溶液。第七章电化学一、可逆电池的构成电池反应互为逆反应；充放电时电流无 穷小。:、可逆电池热力学1、rGmzFE；rGmzFE ;F 96500C/mol2、rSm ZF（斤）p3、H Gr m r 9mT rSm4、Qr T £ ；电池反应做了其他功。三、能斯特方程1、电池反应的能斯特方程 0.0592. . r eE E -lgJ ；常用2、电极反应的能斯特方程0.0592, a(O)E E 丁1g而；不常用 四、可逆电极的种类1、第一类电极金属电极；气体电极2、第二类电极难溶盐电极；难溶氧化物电极3、氧化还原电极五

12、、电极电势的应用1、测定电池反应的热力学函数2、测定电解质的3、测定溶液的pH值4、浓差定氧六、极化现象和超电势1、浓差极化电极反应速度比离子迁移速度快造成的。2、电化学极化电极反应速度比电子移动速度慢造成的。3、极化结果EiEe；对阳极刀总为正；对阴极 刀总为负。七、金属腐蚀与防护1、金属腐蚀电化学腐蚀：析氢腐蚀，吸氧腐蚀2、金属防护阴极保护法： 牺牲阳极法， 外加电流法。阳极保护法：钝化。涂层保护法：热镀、电镀、有机涂层。第八章 表面现象，、表面吉布斯函数1、产生表面分子与内部分子的差别。2、定义及单位(-A)T，p，nB ; J/m2 或 N/m ;因此又称 表面张力。3、影响因素物质本

13、性、温度、相邻相、溶质的种类。4、表面热力学在温度、压力、组成不变的情况下，dG dA Ad缩小表面积和降低表面张力为自发方 向。二、弯曲液面的表面现象1、附加压力p 2 / r2、饱和蒸气压ln(% K /r Po3、毛细管现象,2 cosh gR三、新相生成与介安状态1、过饱和蒸汽与人工降雨2、过冷现象与晶种3、过饱和溶液与种盐4、过热现象与沸石5、淬火与回火四、固体表面的吸附作用1、物理吸附与化学吸附范德华力与化学键力；又无选择性；单分 子层与多分子层。2、吸附曲线等温线（判断单多层）；等压线（判断吸 附类型）、等量线（求吸附热）3、吸附等温式弗伦德里希：a V kdm朗格谬尔:bp1

14、bp五、溶液表面的吸附1、溶液的表面张力各类溶质对表面张力的影响。2、吉布斯吸附公式RT（t六、润湿现象1、接触角08 =0；完全润湿；8V 90°,润湿；0>90°, 不润湿；0 =180,°完全不润湿。2、杨氏方程s g s l l g cos七、表面活性剂1、定义溶于水后能显著降低水的表面张力的物质。2、分类离子型、非离子型。3、结构特点一端亲水基一端亲油基。4、应用乳化、去污（增溶） 、浮选、改变润湿第九章 化学动力学基础、关于反应速率的基本概念1、反应速率的表示1 dcBB dt2、反应速率的测定测定不同时刻的浓度（化学法、物理 法），作ct曲线，

15、t时刻切线的斜率即为t 时的反应速率。3、基元反应和非基元反应一步完成的反应为基元反应，基元反应 遵守质量作用定律。是否基元反应只能通过 实验确定。4、速率方程与速率常数质量作用定律是速率方程的特殊形式， 对于非基元反应也有类似的式子。速率常数仅与温度和催化剂有关，而与 浓度无关。5、反应级数速率方程中浓度哥之和称之。基元反应一定为正整数，非基元反应可为0或小数。二、浓度对反应速率的影响1、一级反应微分式："dtA kcA反应速率与浓度的一次方成正比；k的单位为S-1;积分式：lnT- kt以lnct作图得c一直线；，、皿ln2半衰期：t1/2 V 与起始浓度无 关。2、二级反应与准

16、一级反应. dc , 2微分式：1kc反应速率与浓度的二次方成正比；k的单位为浓度-1时间-1;11,积分式：展1kt以1/ct作图c c0得一直线；1半会期：J 1 与起始浓度的一 次方成反比。准一级反应：对于 A+B=Y+Z ,当 A 大大过量或B大大过量时，可按一级反应处 理。3、反应级数的测定尝试法：将一组ct数据代入不同积分 公式求k,若k为常数则所代公式正确；作图法：将一组ct数据按lnct、1/ct等作图，若得直线可判定反应级数；半衰期法：根据ti/2 Kc1 n得Igj (1 n)lgc lgK,以 igti/2lg c 作图 可得直线，从斜率可求 no微分法：根据kcn得lgnlgc lg k ,以ig lgc作图可得直线，斜率即为no四、温度对反应速率的影响1、阿仑尼乌斯公式微分式:d ln kEaadT RT2卜 E. 11积分式：lnk27彳尹k R I 1 I 22、活化能活化分子的平均能量与反应物分子的 平均能量之差。第十章复合反应动力学复合反应基本类型1、平行反应CBCckik2CB,eCA,ekik i3、连串反应dCA IdCBki Ca.dtddtkiCA.dCcd dtk2 cB:、复合反应机理