上海工程技术大学物理化学复习课课件

基本公式和内容提要1.单组分系统两相平衡(1)Clapeyron方程第五章

相平衡(2)Clausius-Clapeyron方程(两相平衡中一相为气相)微分式积分式第五章

相平衡2.外压与蒸气压的关系第五章

相平衡f+=C+2f+=C+nC=S-R-R'3.相律第五章

相平衡1.相几个基本概念相是指系统中宏观上看来化学组成、物理性质和化学性质完全均匀的部分称为一个相2.物种数系统中能够单独存在的化学物质数叫物种数，用S表示。第五章

相平衡3.独立组分数足以确定系统中各相组成所需要的最少的独立物种数称为独立组分数。用C表示。4.自由度保持相平衡系统中相的数目不变时，系统独立可变强度因素的数目称为自由度，用字母f表示。独立可变因素包括压力、温度和浓度等。第五章

相平衡5.相律相律是相平衡系统中揭示相数

，独立组分数C和自由度f之间关系的规律。第五章

相平衡水的相图水冰水蒸气610.62单组分系统相图第五章

相平衡1.气液相图(1)完全互溶双液系二组分系统相图xBABTgl等压x1xBABTgl等压第五章

相平衡质量分数等压T/K单相两相(2)部分互溶双液系第五章

相平衡二组分系统相图(3)完全不互溶双液系不互溶的双液系的特点1)p=pA*+pB*系统的总蒸气压是两纯组分在该温度下单独存在时的蒸气压之和2)混合系统的沸点恒低于任一纯组分的沸点第五章

相平衡二组分系统相图2.固液相图(1)固相完全不互溶的固液平衡图1)有简单低共熔混合物第五章

相平衡二组分系统相图2)形成稳定化合物第五章

相平衡二组分系统相图3)形成不稳定化合物第五章

相平衡二组分系统相图(2)固相完全互溶的固液平衡图第五章

相平衡二组分系统相图(3)固相部分互溶的固液平衡图1)有一个低共熔点第五章

相平衡二组分系统相图熔液(单相)固溶体Ⅱ单相固溶体Ⅰ单相两相共存两相共存两相共存2)有一个转熔温度第五章

相平衡二组分系统相图习题22(P339)Zn(A)与Mg(B)形成的二组分低共熔相图具有两个低共熔点，一个含Mg的质量分数为0.032，温度为641K，另一个含Mg的质量分数为0.49，温度为620K，在系统的熔液组成曲线上有一个最高点，含Mg的质量分数为0.157，温度为863K。已知Zn(s)和Mg(s)的熔点分别为692K和924K。(1)试画出Zn(A)与Mg(B)形成的二组分低共熔相图，并分析各区的相态和自由度；第五章

相平衡(2)分别画出含Mg的质量分数为0.80,0.49和0.30的熔化物，在从973K冷却到573K过程中的步冷曲线。第五章

相平衡第五章

相平衡Q=z+Fξ第八章

电解质溶液基本公式和内容提要1.法拉第电解定律第八章

电解质溶液2.离子电迁移率和迁移数第八章

电解质溶液3.离电导、电导率、摩尔电导率4.科尔劳奇经验式5.离子独立移动定律第八章

电解质溶液6.奥斯特瓦尔德稀释定律第八章

电解质溶液7.离子平均活度、平均活度因子和电解质平均质量摩尔浓度第八章

电解质溶液8.离子强度9.德拜-休克尔极限定律第八章

电解质溶液基本概念负极：电势低的极称为负极正极：电势高的极称为正极阴极：发生还原作用的极称为阴极阳极：发生氧化作用的极称为阳极电迁移率：单位电位梯度时离子的运动速率迁移数：离子B所运载的电流与总电流之比第八章

电解质溶液电导率：电阻率的倒数，在数值上相当于单位长度、单位载面积的电解质溶液的电导电导：电阻的倒数摩尔电导率：含有1mol电解质的溶液，置于电极间距为单位距离的电导池中，这时溶液的电导就称为电解质的摩尔电导率第八章

电解质溶液第九章

可逆电池的电动势及其应用(ΔrG)T,P=-nEF(ΔrGm)T,P=-zEF1.电化学与热力学的联系公式第九章

可逆电池的电动势及其应用基本公式和内容提要cC+dD=gG+hH2.还原电极电势和Nernst方程第九章

可逆电池的电动势及其应用3.用可逆电池的测定值计算热力学函数变化值第九章

可逆电池的电动势及其应用4.电池电动势的计算第九章

可逆电池的电动势及其应用5.pH操作定义第九章

可逆电池的电动势及其应用基本概念可逆电池：(1)电极上的化学反应可向正、反两个方向进行；(2)不论是充电或放电，所通过的电流必须十分微小，电池是在接近平衡状态下工作的可逆电极：(1)第一类电极：金属浸在含有该金属离子的溶液中构成(2)第二类电极：金属及其表面覆盖一薄层该金属的难溶盐，然后浸入含有该难溶盐的负离子的溶液中构成(3)第三类电极：惰性金属插入含有某种离子的不同氧化态的溶液中构成电极第九章

可逆电池的电动势及其应用电极电势：把所有电极与标准氢电极组成电池，让标准氢电极作阳极，待测电极作阴极，并规定标准氢电极的电极电势为零，测定的电动势作为待测电极的电极电势，称为氢标还原电极电势第九章

可逆电池的电动势及其应用第九章习题23常用的铅蓄电池可表示为：已知在0～60℃的温区内，电动势E与温度的关系式为E/V=1.91737+56.1×10-6(t/℃)+1.08×10-8(t/℃)2，在25℃时，电池的EΘ=2.041V，试计算这时电解质溶液H2SO4(m=1.0mol·kg-1)的平均活度因子γ±。第九章

可逆电池的电动势及其应用解：电池净反应为：第九章

可逆电池的电动势及其应用解得，

在298K时，E=1.9188V第九章

可逆电池的电动势及其应用第九章例1(P71，下册)第九章例2(P72，下册)第九章

可逆电池的电动势及其应用电解与极化 极化曲线 极化的原因 超电势 析出电势 浓差极化 电化学极化 电解池极化曲线 原电池极化曲线 阳极析出电势 阴极析出电势 金属分离 电化学腐蚀金属防腐 第十章

电解与极化作用E分解=E可逆+ΔE不可逆+IRη阴=Φ可逆,阴-Φ不可逆,阴η阳=Φ不可逆,阳-Φ可逆,阳基本公式和内容提要1.实际分解电压计算公式2.超电势3.氢超电势—Tafel公式第十章

电解与极化作用基本概念分解电压：使某电解质溶液能连续不断发生电解时所必需的最小外加电压，称为电解质溶液的分解电压极化：在有电流通过电极时，电极电势偏离于可逆值的现象称为电极的极化。偏离的数值称为超电势。第十章

电解与极化作用动力学基础（1） 概念 影响因素 反应速率 速率常数 反应速率 反应机理

浓度 温度 反应级数 基元反应 质量作用定律 速率方程 简单级数的反应 复杂反应 阿累尼乌斯方程 选取控制步骤法 稳（定）态近似法 快速平衡法 零级反应 一级反应 二级反应 三级反应 n级反应 微分式 积分式 特征 平行反应 连串反应 对峙反应 各类反应的特征 链反应 其他反应 第十一章

化学动力学基础(一)对于任意反应：或1.反应速率的定义式基本公式和内容提要第十一章

化学动力学基础(一)级数速率公式微分式速率公式积分式浓度与时间的线性关系半衰期t1/2速率常数k的单位一级二级三级零级2.不同级数反应的公式

3.用半衰期法确定反应级数第十一章

化学动力学基础(一)4.典型复杂反应的公式(1)对峙反应式中第十一章

化学动力学基础(一)(2)平行反应第十一章

化学动力学基础(一)(3)连续反应第十一章

化学动力学基础(一)5.Arrhenius经验式第十一章

化学动力学基础(一)基本概念基元反应：分子经一次碰撞后，在一次化学行为中就能完成反应，称为基元反应非基元反应：经过若干个简单的反应步骤，最后才转化为产物分子，这种反应称为非基元反应质量作用定律：基元反应的速率与反应物浓度(含有相应的指数)的乘积成正比反应级数：在化学反应的速率方程中，各物浓度项指数的代数和称为该反应的级数第十一章

化学动力学基础(一)第十一章(p218，18题)：N2O(g)的热分解反应为2N2O(g)=2N2(g)+O2(g)，在一定温度下，反应的半衰期与初始压力成反比。在970K时，N2O(g)的初始压力为39.2kPa，测得半衰期为1529s；在1030K时，N2O(g)的初始压力为48.0kPa，测得半衰期为212s。第十一章

化学动力学基础(一)判断该反应的级数；计算两个温度下的速率常数；求反应的实验活化能。第十一章

化学动力学基础(一)解：(1)因为反应的半衰期与初始压力成反比，这是二级反应的特征，即该反应为二级反应。(2)第十一章

化学动力学基础(一)(3)第十一章

化学动力学基础(一)第十一章(p219，21题)：

在673K时,设反应可以进行完全,并设产物对反应速率无影响,经实验证明该反应是二级反应,速率方程可表示为,速率常数k与反应温度T之间的关系为第十一章

化学动力学基础(一)试计算:(1)该反应的指前因子A及实验活化能Ea;(2)若在673K时,将NO2(g)通入反应器,使其压力为26.66kPa,发生上述反应,当反应器中的压力达到32.0kPa时所需的时间(设气体为理想气体)。第十一章

化学动力学基础(一)解(1)根据阿仑尼乌斯公式lnA=20.27，解得A=6.36×108(mol·dm-3)-1·s-1Ea/R=12886.7，解得Ea=107.1kJ·mol-1对比第十一章

化学动力学基础(一)(2)

t=026.66KPa00t=t26.66KPa-pp1/2pp总=26.66KPa+1/2p=32.0kPap=10.68kPa当T=673K时第十一章

化学动力学基础(一)因为是理想气体对于二级反应=45.7s第十一章

化学动力学基础(一)例：第11章，习题13.在一抽空的刚性容器中，引入一定量纯气体A(g)，发生如下反应：A(g)→B(g)+2C(g)设反应能进行完全，在323K恒温一定时间后开始计时，测定系统的总压随时间的变化情况，实验数据如下：t/min03050∞P总/kPa53.3373.3380.00106.66求该反应的级数及速率常数。第十一章

化学动力学基础(一)第十一章

化学动力学基础(一)第十一章

化学动力学基础(一)第十一章(p223，习题36)：反应物A同时生成主产物B及副产物C，反应均为一级：已知k1=1.2×103exp[-90kJ·mol-1/(RT)]；k2=8.9exp[-80kJ·mol-1/(RT)](1)使B含量大于90%及大于95%时，各需的反应温度T1和T2；试回答：(2)可否得到含B为99.5%之产品？第十一章

化学动力学基础(一)解：(1)对于反应物A为平行反应,(k1/k2)=(x/y)，当x>90%时，y<10%，(k1/k2)>(90%/10%)=9解得T>444.4K当x>95%时，解得T>613.8K第十一章

化学动力学基础(一)(2)当x=99.5%时，y=0.5%，k1/k2=199，解得T为负值。当T→∞时，x=99.26%第十一章

化学