物理化学总复习(1)名师优质课赛课一等奖市公开课获奖课件

物理化学课程总复习掌握各种基本概念和定义，了解其起源、含义和适用条件对物理化学公式应用，注意引进条件和适用范围第1页热力学第一定律了解系统、环境概念状态函数特征热、功概念了解。（非状态函数）热力学能，热力学第一定律恒容热、恒压热，及其与热力学能、焓关系及适用条件可逆过程特点化学计量数，反应进度，标准摩尔反应焓、标准摩尔生成焓、标准摩尔燃烧焓定义，及其相互之间关系。第2页TheFirstLawofThermodynamics(Closedsystem)OnlypVTchangen,Cp,mareconst.OnlypVTchangeareconst.Isolatedsystem第3页KirchhoffformulaChemicalreactionPhaseChange第4页IdealgasIdealgas﹤0heating﹥0coolingrealgasIdealgasThrottlingexpansionareconstareconstreversible第5页

定义可逆过程：推进力无限小、系统内部及系统与环境之间在无限靠近平衡条件下进行过程

以1mol理想气体在气缸内恒温膨胀和恒温压缩过程为例分析：

分析第6页末态始态第7页沿3条路径实现：(a)将两堆细砂一次拿掉：(b)将两堆细砂分两次拿掉：(c)每次拿掉一无限小细砂，直至将细沙全部拿完第8页——恒温可逆膨胀时，系统对环境做最大功—①过程c可逆过程a、b不可逆为了了解“可逆”含义，现将系统由末态再压缩回去至始态，路径以下：第9页()将两堆细砂一次加上：()分两次将两堆细砂加上：()将细砂一粒粒加到活塞上直至加完恒温可逆压缩过程中，环境对系统作最小功—②

第10页循环总功:循环热一律可逆|定义第11页可逆系统复原环境做功转化为等量热循环结果系统环境完全复原—③不可逆第一个过程不可逆程度更大第12页热力学第二定律热机效率熵定义，熵增原理及其适用条件热力学基本方程，8个偏微分方程，麦克斯韦关系式吉布斯-亥姆霍兹公式，克拉佩龙方程，克-克方程第13页热力学第二定律熵变计算A=U-TSG=H-TS第14页单纯pVT相改变化学反应第15页………………热力学基本方程导出思绪：第16页组成不变均相封闭系统热力学基本方程dU=TdS

pdVdH=TdS+VdpdA=

SdT

pdVdG=

SdT+Vdp第17页吉布斯-亥姆霍兹方程、麦克斯韦关系式吉布斯-亥姆霍兹方程

:

表示一定量物质A

和G

随温度改变.麦克斯韦关系式：第18页第19页>0自发=0可逆<0自发=0可逆<0自发=0可逆条件隔离系统一切过程或绝热封闭系统封闭系统，恒T，VW’=0封闭系统，恒T，pW’=0∆S、∆A、∆G判别方向时判别条件第20页

理想气体单纯pVT改变过程中Q、W、∆U、∆H、∆S、∆A、∆G计算恒温第21页恒压第22页恒容第23页绝热TV

1=constpV

=constT

p(1)=const理想气体绝热可逆第24页理想气体各类过程热力学函数及功热计算第25页相变过程中Q、W、∆U、∆H、∆S、∆A、∆G计算可逆相变：第26页不可逆相变：设计可逆相变计算等温等压不可逆相变（T、p不成平衡）Hm()Hm()B()1mol

T1,pB()1mol

T1,pB()1mol

T2,pB()1mol

T2,p已知热容数据时,设计变温路径.已知体积或密度数据时,设计变压路径.第27页pamb≠ppamb=0H2O(l,100℃,101.325kPa)H2O(g,100℃,101.325kPa)pamb=101.325kPa第28页化学反应过程Q、W、∆U、∆H、∆S、∆A、∆G计算Q、W依据详细过程进行计算第29页第30页第31页第32页第33页第34页多组分系统热力学偏摩尔量定义式化学势定义式化学势判据，化学势与温度、压力关系拉乌尔定律，亨利定律适用范围理想液态混合物定义与特征理想液态混合物混合性质稀溶液依数性第35页

各气体化学势表示式之间关系第36页理想液态混合物中B组分化学势建立：理想气体拉乌尔定律第37页标准态─：T，，纯液体B。

理想稀溶液中溶剂A

化学势表示式及标准态同上。理想稀溶液中溶质B化学势表示式

完全依照上面方法及推导，对溶质应用亨利定律，轻易得到理想稀溶液中溶质B化学势表示式：标准态─：T，，，符合亨利定律第38页第39页第40页化学平衡化学反应等温方程标准平衡常数定义及计算温度对平衡常数影响——范特霍夫方程第41页42理想气体反应等温方程

称为反应压力商反应达平衡时：定义：（在不引发混同时，可将peq上标去掉，简写为p）第42页JpK

时，

rGm0，反应自发正向进行JpK

时，

rGm=0，反应到达平衡JpK

时，

rGm

0，反应逆向进行43化学反应进行方向判断：可得Jp可调整：p产物p反应物Jp只要使JpK

，则反应可正向进行代入理想气体反应等温方程

第43页44

理想气体反应平衡常数不一样表示法

气体混合物平衡组成可用分压pB

、浓度cB

、摩尔分数yB或物质量nB等来表示，对应地平衡常数也有不一样表示方法：第44页45因代入可得第45页恒压反应时压力对平衡移动影响123恒压反应和恒容反应物料衡算问题恒压反应时惰性组分对平衡移动影响第46页例1：煤炭化工中，为了将煤转化成有用化工原料，常将煤在高温下与水蒸气反应，生产合成原料气（CO+H2），比如：

已知在1000K、101.325kPa条件下，反应K=2.51求：平衡转化率解：首先进行物料衡算，设H2O初始量为1mol，则

开始时nB/mol

1

0

0平衡时nB/mol

1

nB=(1)++

=1+B=1+11=1解得第47页该题如用分压进行物料衡算，步骤以下：平衡时nB/mol

1

平衡时yB平衡时pB化简后可得：

与前面所得结果一致,但解题步骤繁琐。第48页该题还有一个方法可进行物料衡算：平衡时pB有：代入K

计算式：解二次方程得pB=46.38kPa借助前面物料衡算有可导出第49页有些同学用一个类似恒容方法进行物料衡算：起始时p000平衡时pB而：有：注意这种按恒容条件来进行物料衡算，p0不等于平衡总压。解二次方程得：px=46.38kPa，

=px/p0=px/(p-px)=0.844（假如认为p0等于总压，则将解犯错误结果。）第50页51例2：在体积为2dm3

恒容密闭容器中，于25℃下通入气体A，使p1=53.33kPa，此温度下A不发生反应，容器内无其它气体。现将系统加热至300C，A发生分解反应平衡时，测得总压p=186.7kPa，求等于多少？解：因系统恒容，在300℃若A不分解，此时系统初始压力为：进行物料衡算：

开始时：0

0平衡时：总压第51页52依据平衡时总压和A起始压力，可算得平衡时

由以上二题可知：对于恒压反应，用n和来进行物料衡算、并借助Kn与K关系来进行计算解题步骤比较简单；对于恒容反应，因为各组分分压pB改变直接反应了各组分物质量改变，故利用分压及其与总压之间关系进行物料衡算，进而用分压直接来计算K

或，解题步骤较简单。第52页532.恒压反应时压力对平衡移动影响温度一定时，总压p改变对K无影响但对Ky

有影响温度一定，一定B(g)

>

0时，p，Ky

，平衡向左移动；B(g)

<

0时，p，Ky

，平衡向右移动；B(g)

=

0时，p对Ky无影响，故对平衡无影响第53页54为何利用Ky

改变能够判断压力对反应平衡移动影响？依据代入可得：

对于一个已处于平衡反应，假如加压会使Ky减小，则瞬间Jy将大于Ky，使rGm>0，所以平衡将向左移动。同理可分析压力使Ky改变时其它情况。第54页553.恒压反应时惰性组分对平衡移动影响恒温恒压下反应，恒定、总压p保持不变，加入惰性气体，将使系统中总物质量nB变大。B(g)

0时加入惰性气体，nB，Kn，平衡向右移动；B(g)

0时

加入惰性气体，nB，Kn，平衡向左移动；B(g)

=

0时，惰性气体对Kn无影响，故对平衡无影响第55页为何利用Kn能够判断惰性气体对反应平衡移动影响？依据可得：

对于一个已处于平衡反应，假如加入惰性气体会使Kn减小，则瞬间Jn将大于Kn，使rGm>0，所以平衡将向左移动。同理可分析惰性气体使Kn改变时其它情况。代入第56页57例：甲烷在500oC分解：

CH4(g)==C(s)+2H2(g)求：(1)p=1atm和0.5atm，不含惰性气体时，CH4=？

(2)p=1atm，含50%惰性气体时，CH4=？解：(1)CH4(g)==C(s)+2H2(g)

开始n/mol10

平衡n/mol1–2

nB

=1+，B

=1p=101.325kPa时，=0.307p=50.663kPa时，

=0.415第57页58(2)CH4(g)==C(s)+2H2(g)惰性气体

开始n/mol101平衡n/mol1-21nB=2+，B=1p=101.325kPa时，解得

=0.391注意：对于恒容反应，加入惰性气体后，不会改变系统中各组分分压，所以对反应平衡无影响。

第58页相平衡组分数，相数，自由度数概念和计算相律相图识别步冷曲线绘制杠杆规则应用第59页二组分系统相图识图规则图中“︱”表示稳定化合物图中“┬”表示不稳定化合物图中“—”表示三相线“头平足平”图形一定是两相区（上——温度相同，下——温度相同）无规则图形是单相区第60页电化学电极反应，电池反应阴极，阳极，正极，负极要求法拉第定律电池图式原电池热力学（电池电动势与热力学函数关系）能斯特方程电极电势及其计算第61页书写电池图式,按通例,把负极写在左边,正极写在右边,从左到右依次排列各种相态物质;用单垂线“|”表示相与相间界面,但用单虚垂线“”表示两个液相之间界面,若采取盐桥则用双虚垂线“”表示.普通还应指明物质相态及组成.电池图式:-)Zn|ZnSO4(aq)CuSO4(aq)|Cu(+第62页电池反应能斯特方程活度积（浓度积Ksp）溶解度活度、活度系数pH=－lga(H+)判断反应方向电极反应能斯特方程判断电极反应次序=电动势测定应用小结第63页第64页表面现象表面张力定义、大小和方向弯曲液面附加压力，Laplace方程微小液滴蒸气压——开尔文公式固体表面Langmuir单分子层吸附理论液固界面，接触角，杨氏方程，润湿现象第65页化学动力学化学反应速率定义基元反应速率方程——质量作用定律反应分子数和反应级数速率方程积分式，零级、一级、二级反应速率方程特点温度对反应速率影响，活化能，阿伦尼乌斯方程速率方程近似处理法第66页第67页第68页反应SO2Cl2(g)—→SO2(g)+Cl2(g)为一级气相反应，320℃时k=2.2×10-5s-1。若在320℃加热90minSO2Cl2分解数为若干？

第69页第70页醋酸酐分解反应活化能Ea=144348J·mol-1。已知在284℃，这个反应k1=3.3×10-2s-1，判断该反应反应级数；现要控制此反应在10分钟内转化率达90%，求此时反应速率常数k