物理化学总复习纲要ppt课件

1、复习提纲复习提纲第一章第一章 气体的气体的pVT关系关系理想气体形状方程分压定律、分体积定律理想气体形状方程分压定律、分体积定律饱和蒸汽压、沸点饱和蒸汽压、沸点第二、三章第二、三章 热力学第一定律、第二定律热力学第一定律、第二定律热力学第一定律的表达式及运用热力学第一定律的表达式及运用形状函数及特征形状函数及特征规范摩尔反响焓变的计算及其与规范摩尔反响规范摩尔反响焓变的计算及其与规范摩尔反响热力学能变间的关系热力学能变间的关系理想气体绝热可逆过程方程式及运用条件理想气体绝热可逆过程方程式及运用条件可逆过程、不可逆过程、自发过程、非自发过可逆过程、不可逆过程、自发过程、非自发过程及相互关系程及相

2、互关系理想气体延续过程理想气体延续过程Q、W、U、H和和S的计算的计算卡诺循化及热机效率卡诺循化及热机效率熵、克劳修斯不等式熵、克劳修斯不等式相变过程焓变及熵变的计算相变过程焓变及熵变的计算亥姆霍兹函数、吉布斯函数定义亥姆霍兹函数、吉布斯函数定义热力学根本方程热力学根本方程第四章第四章 多组分系统热力学多组分系统热力学偏摩尔量的定义及判别偏摩尔量的定义及判别化学势的定义及化学势判据化学势的定义及化学势判据理想气体、理想液态混合物、理想稀溶液中理想气体、理想液态混合物、理想稀溶液中各组分化学势的表达式各组分化学势的表达式理想液态混合物的混合性质理想液态混合物的混合性质理想液态混合物的定义及气液相

3、组成的计算理想液态混合物的定义及气液相组成的计算拉乌尔定律、亨利定律及运用拉乌尔定律、亨利定律及运用稀溶液依数性稀溶液依数性第五章第五章 化学平衡化学平衡理想气体反响的等温方程、规范平衡常数的理想气体反响的等温方程、规范平衡常数的定义式及表达式的运用定义式及表达式的运用相关反响规范平衡常数间的关系相关反响规范平衡常数间的关系温度及压力对化学平衡的影响定性分析及温度及压力对化学平衡的影响定性分析及定量计算定量计算影响化学平衡的要素及结果影响化学平衡的要素及结果化学平衡相关计算化学平衡相关计算第六章第六章 相平衡相平衡相律的运用相律的运用水的三相点及其与冰点的区别水的三相点及其与冰点的区别相图水的

4、相图、二组分系统理想液态混合相图水的相图、二组分系统理想液态混合物气液平衡相图、二组分固态不互溶系统物气液平衡相图、二组分固态不互溶系统液固平衡相图分析相律的运用、杠杆液固平衡相图分析相律的运用、杠杆规那么、外界条件与相态的关系、冷却曲规那么、外界条件与相态的关系、冷却曲线线第七章第七章 电化学电化学电化学安装中正负极、阴阳极确实定电化学安装中正负极、阴阳极确实定电导、电导率、摩尔电导率电导、电导率、摩尔电导率离子独立运动定律及其运用条件离子独立运动定律及其运用条件无限稀释摩尔电导率确实定无限稀释摩尔电导率确实定离子强度的定义及计算离子强度的定义及计算电池的互译电池的互译电动势的计算电动势的计

5、算可逆电池热力学计算可逆电池热力学计算极化的类型、缘由及结果极化的类型、缘由及结果第十章第十章 界面景象界面景象外表张力的含义、影响外表张力的要素及结外表张力的含义、影响外表张力的要素及结果果拉普拉斯方程拉普拉斯方程开尔文公式开尔文公式杨氏方程杨氏方程物理吸附与化学吸附物理吸附与化学吸附朗缪尔等温吸附实际朗缪尔等温吸附实际理想气体形状方程理想气体形状方程一种气体一种气体 理想气体微观模理想气体微观模型型(a) (a) 分子本身不占有体积分子本身不占有体积 (b) (b) 分子间无相互作用分子间无相互作用力力p V n R T混合气体混合气体BBBmixMyM混合物气体的摩尔质量混合物气体的摩尔

6、质量BBppBBVRTn)/(道尔顿定律道尔顿定律阿马加定律阿马加定律VnRT/p)RT/pn(VBBBB适用的条件：理想气体适用的条件：理想气体 低压气体近似符合低压气体近似符合临界温度临界温度Tc Tc ： 气体加压液化所允许的最高温度气体加压液化所允许的最高温度临界临界 压力压力pC pC ： 临界温度临界温度TcTc时饱和蒸汽压时饱和蒸汽压临界摩尔体积临界摩尔体积Vm,c Vm,c ：物质在：物质在TcTc、 Pc Pc下的摩尔体积下的摩尔体积临界参数临界参数v真实气体形状方程范德华方程思索分子本身的体积、引真实气体形状方程范德华方程思索分子本身的体积、引力。力。 RTbVVapmm)

7、(2nRTnbVVanp)(22或或热力学第一定律热力学第一定律恒容恒容, w1=0恒压恒压, w1=0焓及焓变焓及焓变H=UpV气体恒容变温过程气体恒容变温过程气体恒压变温过程气体恒压变温过程热容热容摩尔定压热容摩尔定压热容Jmol1k1摩尔定容热容摩尔定容热容Cv,m 理想气体理想气体 恒温可逆过程恒温可逆过程 U= 0 H= 0 Q = W 绝热可逆过程绝热可逆过程Q=0 U = W =nCV，mT2T1绝热可逆过程方程式绝热可逆过程方程式在恒定的压力温度下由在恒定的压力温度下由相转变为相转变为相，过程的焓相，过程的焓 变变v恒温下凝聚态间转化恒温下凝聚态间转化 H Uv蒸发和升华过程蒸

8、发和升华过程v与温度的关系与温度的关系反响进度反响进度假设规定反响开场时假设规定反响开场时 0=0 = nB / B 规范摩尔反响焓随温度的变化规范摩尔反响焓随温度的变化基希霍夫公式基希霍夫公式 适用范围：所讨论的温度区间一适用范围：所讨论的温度区间一切反响物及产物均不发生相变化切反响物及产物均不发生相变化规范摩尔反响焓的计算规范摩尔反响焓的计算恒容反响热与恒压反响热之间的关系恒容反响热与恒压反响热之间的关系 H=U+pV 凝聚态之间的化学反响凝聚态之间的化学反响气态物质参与的化学反响气态物质参与的化学反响(恒温、理想气体恒温、理想气体Q p = H 恒 温 恒 压 恒 温 恒 压 QUH恒温

9、变压恒温变压热机效率热机效率QW卡诺定理卡诺定理 在高低温两个热源间任务的一切热机中，以可逆热机即卡诺热在高低温两个热源间任务的一切热机中，以可逆热机即卡诺热机的热机效率为最大。机的热机效率为最大。热力学第二定律热力学第二定律克劳修斯说法：克劳修斯说法： 不能够把热从低温物体传到高温物体而不产生其它影响不能够把热从低温物体传到高温物体而不产生其它影响开开 尔尔 文文 说说 法：法： 不能够从单一热源汲取热量使之完全转变为功而不产不能够从单一热源汲取热量使之完全转变为功而不产 生其它影响生其它影响 熵变熵变克劳修斯不等式克劳修斯不等式熵判据熵判据环境熵变的计算环境熵变的计算凝聚态物量变温过程凝聚

10、态物量变温过程气体气体恒容变温恒容变温恒压变温恒压变温12,lnTTnCmV12,lnTTnCmp理想气体理想气体理想气体理想气体1212lnlnppnRVVnRTQSr理想气体恒温过程理想气体恒温过程理想气体理想气体pVT同时变化的过程同时变化的过程1212,lnlnVVnRTTnCSmv相变过程熵变的计算相变过程熵变的计算 可逆相变可逆相变不可逆相变不可逆相变设计一条包括有可逆相变步骤在内的可设计一条包括有可逆相变步骤在内的可逆途径。逆途径。规范摩尔反响熵规范摩尔反响熵 人为规定氢离子人为规定氢离子Haq的规范摩尔熵的规范摩尔熵 规范摩尔反响熵随温度的变化规范摩尔反响熵随温度的变化 一切反

11、响物及产物均不发生相变化，否那么，分段积分一切反响物及产物均不发生相变化，否那么，分段积分亥姆霍兹函数定义亥姆霍兹函数定义判据判据吉布斯函数定义吉布斯函数定义 判据判据dU = TdS pdV dH = TdS + Vdp dA = SdT pdV dG = SdT + Vdp热力学根本方程热力学根本方程化学变化化学变化恒温过程恒温过程 凝聚态物质恒温变压过程：压力改动不大凝聚态物质恒温变压过程：压力改动不大 A0 G0 恒温恒压可逆相变恒温恒压可逆相变 G=0 凝聚态之间的相变，凝聚态之间的相变，A0 有气相参与的相变，有气相参与的相变，非平衡态之间的相变，设计为可逆相变的途径非平衡态之间的

12、相变，设计为可逆相变的途径 克拉佩龙方程克拉佩龙方程: 适用于纯组分恣意两相平衡适用于纯组分恣意两相平衡适用于气液或气固平衡适用于气液或气固平衡克劳修斯一克拉佩龙方程：克劳修斯一克拉佩龙方程：吉布斯吉布斯亥姆霍兹方程：亥姆霍兹方程：化学反响化学反响推导和证明热力学函数关系式推导和证明热力学函数关系式形状函数的定义式：形状函数的定义式：A=UTS，G =HTS，H=UpV热力学根本方程式热力学根本方程式:麦克斯韦关系式麦克斯韦关系式偏摩尔量：偏摩尔量：偏摩尔量的集合公式偏摩尔量的集合公式化学势：化学势：更为普遍的热力学根本方程更为普遍的热力学根本方程 多组分多相系统多组分多相系统多组分单相系统多

13、组分单相系统BBBdn0 非自发过程非自发过程化学势判据恒温恒压亨利定律亨利定律适用条件：稀溶液中的挥发性溶质适用条件：稀溶液中的挥发性溶质 pB溶质溶质 xB拉乌尔定律拉乌尔定律适用条件：理想液态混合物适用条件：理想液态混合物 或理想稀溶液中的溶剂或理想稀溶液中的溶剂 pA溶剂溶剂 xA理想液态混合物理想液态混合物理想液态混合物中任一组分理想液态混合物中任一组分B的化学势：的化学势： 理想液态混合物的混合性质理想液态混合物的混合性质纯液体纯液体 B(nB) 纯液体纯液体 C( nC)理想液态混合物理想液态混合物 (n= nB nC)相互混合相互混合恒温恒压恒温恒压 0 Vmix0Hmix理想

14、稀溶液理想稀溶液溶剂溶剂A的化学势的化学势:浸透压浸透压沸点升高沸点升高凝固点降低凝固点降低溶剂蒸气压下降溶剂蒸气压下降稀溶液的依数性稀溶液的依数性溶质化学势表示式的运用举例溶质化学势表示式的运用举例分配定律分配定律分配系数）()()(KbbBB溶质的化学势：溶质的化学势：溶质在溶质在T 、 P0，bB 1mol/kg且符合亨利定律时的规范且符合亨利定律时的规范化学势假想形状化学势假想形状溶质在溶质在T 、 P0，cB1mol/dm3且符合亨利定律时的规且符合亨利定律时的规范化学势假想形状范化学势假想形状真实气体真实气体 混合物混合物纯纯理想气体理想气体混合物混合物纯纯气体的化学势气体的化学势

15、液态混合物液态混合物理想液态混合物理想液态混合物真实液态混合物真实液态混合物真实溶液真实溶液理想稀溶液理想稀溶液真实稀溶液真实稀溶液溶剂溶剂溶剂溶剂溶质溶质溶质溶质bbaBBB气体气体B B逸度的定义式：逸度的定义式：逸度、逸度因子逸度、逸度因子活度及活度因子活度及活度因子1、真实液态混合物中组分、真实液态混合物中组分B活度及活度因子活度及活度因子aB=fBxB2真实溶液真实溶液1溶剂溶剂A的浸透因子的浸透因子g 2溶质溶质B的活度的活度bbaBBB稀溶液稀溶液化学反响的等温方程化学反响的等温方程 范特霍夫方程范特霍夫方程 当当rHm随温度的变化时，须先找出随温度的变化时，须先找出rHm与与T

16、的函数关系，然后才干积分。的函数关系，然后才干积分。影响理想气体反响平衡的其他要素影响理想气体反响平衡的其他要素1压力对理想气体反响平衡转化率的影响压力对理想气体反响平衡转化率的影响2惰性组分对平衡转化率的影响惰性组分是指系统中不参与反响的组分惰性组分对平衡转化率的影响惰性组分是指系统中不参与反响的组分BBBByppK)(添加惰性组分有利于气添加惰性组分有利于气 体物质的量增大的反响。体物质的量增大的反响。阐明：独立限制条件数只需在同一相中才干起作用阐明：独立限制条件数只需在同一相中才干起作用 独立的化学平衡数：指物质间构成的化学平衡是相互独立的独立的化学平衡数：指物质间构成的化学平衡是相互独

17、立的 CSRRS S：物种数：物种数 R R：独立的化学平衡数：独立的化学平衡数RR独立限制条件数独立限制条件数组分数组分数相律相律单组分系统相图单组分系统相图 FCP十十23P单组分系统最多三相共存单组分系统最多三相共存单组分系统是双变量系统单组分系统是双变量系统在在T-xT-x图上，气相线在上，液相线在图上，气相线在上，液相线在下，上面是气相区，下面是液相区，下，上面是气相区，下面是液相区，梭形区是气梭形区是气- -液两相区。液两相区。在在p-x p-x 图上，液相线在上，气相线图上，液相线在上，气相线在下。上面是液相区，下面是气相在下。上面是液相区，下面是气相区，梭形区是气区，梭形区是气

18、- -液两相区。液两相区。二组分理想液态混合物的气液平衡相图二组分理想液态混合物的气液平衡相图对于二组分体系，对于二组分体系，C=2C=2 F=2 F=2P+2=4P+2=4P P P P至少为至少为1 1，那么，那么 F F 最多为最多为3 3二组分真实液态混合物的气一液平衡相图二组分真实液态混合物的气一液平衡相图单组分系统单组分系统固态不互溶系统固态不互溶系统电导电导摩尔电导率摩尔电导率电导率电导率cellAlGKGs溶液导电性能的表示法溶液导电性能的表示法极限摩尔电导率极限摩尔电导率m摩尔电导率与浓度的关系摩尔电导率与浓度的关系浓度降低，浓度降低，摩尔电导率添加摩尔电导率添加强电解质：满

19、足柯尔劳施公式强电解质：满足柯尔劳施公式弱电解质：不满足柯尔劳施公式弱电解质：不满足柯尔劳施公式可用作图法求可用作图法求 m可用离子独立运动定律求可用离子独立运动定律求m电导测定的运用电导测定的运用计算弱电解质的解离度及解离常数计算弱电解质的解离度及解离常数计算难溶盐的溶解度计算难溶盐的溶解度 平平 均均 离离 子子 活活 度度 ： 平平 均均 离离 子子 活活 度度 因因 子：子：平均离子质量摩尔浓度：平均离子质量摩尔浓度：离子平均活度、平均离子平均活度、平均 活度因子活度因子德拜一休克尔极限公式德拜一休克尔极限公式 适用于强电解质溶液适用于强电解质溶液平均离子活度因子公式平均离子活度因子公

20、式 25水溶液水溶液 Izz.lg5090离子强度：离子强度：rG m= zFEPm, r)TE(zFTSTQ电池反响热力学电池反响热力学能斯特方程能斯特方程电池的电动势电池的电动势 E 电池电池= E + E 电极产物实践析出电位和析出顺序电极产物实践析出电位和析出顺序 阴极：发生复原反响阴极：发生复原反响 可放电的有多种金属离子和可放电的有多种金属离子和H+ , E阴大的先析出阴大的先析出阳极：发生氧化反响阳极：发生氧化反响 可放电的有阴离子和可溶性金属可放电的有阴离子和可溶性金属 E阳小的先析出阳小的先析出电极的极化电极的极化电化学极化：电化学反响本身的缓慢性而引起的极化电化学极化：电化

21、学反响本身的缓慢性而引起的极化浓差极化：由于浓度差别引起的电极电势的改动浓差极化：由于浓度差别引起的电极电势的改动阴极极化的结果，使电极电势变得更负阴极极化的结果，使电极电势变得更负阳极极化的结果，使电极电势变得更正阳极极化的结果，使电极电势变得更正产生超电势产生超电势原电池设计：原电池设计：1写出电极反响写出电极反响2找出正阳极、负阴极找出正阳极、负阴极3写出电池符号写出电池符号 氧化复原反响氧化复原反响分散过程分散过程沉淀反响沉淀反响 中和反响中和反响Fe3+,Fe2+|Pt甘汞电极：甘汞电极：Cl- |Hg2Cl2(s)|Hg(Pt)比外表积比外表积aS：物质的外表积：物质的外表积AS与其质量与其质量m的比的比 aS = AS / m ( m2kg1 单位面积的外表吉布斯函数也称比外表自在能，单位为单位面积的外表吉布斯函数也称比外表自在能，单位为Jm2。单位长度上的力也称外表张力，单位为单位长度上的力也称外表张力，单位为Nm1 =Jm2。 =F / 2l单位面积的外表功单位面积的外表功 ， 单位为单位为Jm2。界面张力及其影响要素界面张力及其影响要素 ( 物质的本性、温度、压力。物质的本性、温度、压力。弯曲液面的附加压力弯曲液面的附加压力(拉普拉斯方程拉普拉斯方程 )微小液滴的饱和蒸气压微小液滴