物理化学第6版：绪论

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物理化学

第6版

人民卫生出版社目录

绪论第一章热力学第一定律共十节第二章热力学第二定律共十四节第三章化学平衡共八节第四章多相平衡共六节第五章电化学共十一节第六章化学动力学共十四节第七章表面现象共八节第八章胶体共七节第九章大分子溶液共八节绪论(什么是物理化学？)物理化学是从物理现象和化学现象的联系入手来研究化学变化基本规律的一门学科.化学变化--旧的化学键拆散和新的化学键形成。example:H2+1/2O2=2H2OH2H

H2H;O2O

O2O;2H+OH

O

H一、物理化学的任务和内容由于化学反应过程中有原子或原子团的重新排列组合，因此任何化学变化过程总是伴随有物理变化.下面是一些化学反应中的物理变化的实例：化学变化C+O2(g)=CO2(g)PbO2+Pb+2H2SO4=2PbSO4(s)+H2O6CO2(g)+6H2O=C6H12O6(葡萄糖)物理变化

rHm

=-393.5kJ.mol-1充电;放电叶绿素+阳光(h

)

研究物理化学的目的是为了解决生产实际和科学实验向化学提出的理论问题.

历史上与物理化学的发展有密切关系的几件事:

蒸汽机的效率问题：

Q

W

=W/Q

能不能将Q全部转化为W

Canon热机:

=W/（Q2-Q1）

Canon热机是效率最高的热机.

ＷＴ２|Ｑ1|Ｑ２Ｔ1Canon机几件事高炉用焦炭还原氧化铁炼铁

高炉尾气中含有CO

C+O2→CO;

CO+Fe2O3

→Fe石墨转化成金刚石

15000p

下石墨转化成金刚石才能实现合成氨反应

高温高压下制备;1/2N2+3/2H2→NH3物理化学的内容归纳成三大问题：

1.化学反应的方向和限度(化学热力学)指定条件下化学反应A+B→C+D能否自动进行 向什么方向进行进行到什么程度能量变化情况 外界条件的影响２.化学反应的速率和机理(化学动力学)

r=kcAcB

cA;cB;T;

Cat.对r的影响

３.物质的性质和其结构的关系

结构化学中的内容

物理化学是自然科学中的一个独立的分支,遵守一般科学研究方法.

二、物理化学在化学与药学中的地位与作用观察自然界的客观现象——重现自然现象(做实验)——总结规律(这就是定律).

定律只是对客观事物规律性的描述.

上升为理论和学说,假设——推理——预测——验证.

物理化学有其特殊的研究方法:热力学方法:只研究体系的宏观性质,不需要知道体系内部粒子的结构.通过测定宏观性质的变化来推知内部性质的变化.forｅｘａｍｐｌｅ:化学平衡,相平衡,ΔrHmo,电化学等.电磁学方法:电化学中的各种测量,磁化率,偶极矩等.光学方法:forｅｘａｍｐｌｅ:[α],η,各种光谱(ＩＲ,ＵＶ,ＸＰＳ,…)原子物理学方法:放射线,同位素,质谱等.化学分析方法三、物理化学的学习方法学习一门课程有两个目的,一是获取关于这门学科的知识,二是学习获得知识的能力.学习物理化学重在培养用物理化学的观点和方法来看待化学中的一切问题.也就是有热力学的方法分析可能性,有动力学方法分析能否实现,用分子和原子结构观点分析其内在原因.这是物理化学课程所特有的,其它课程不能代替.物理化学课程学习方法有其特点,提出以下几点供参考１.学习过程中要抓住每一章的重点本章的主要内容是什么?解决什么问题?根据什么实验,定律或理论?得出什么结论?有什么用途?公式的使用条件是什么?２.物化的公式很多,注意使用条件物化的定律和理论较多,要特别注意它们的使用条件,尤其是它们的近似性质和限制条件.对于物化的公式,要弄清其物理意义使用条件.对于公式的推异,除了特别重要的以外,一般只要理解不要强记.３.注意章节之间的联系.

在每次听课之前,要复习上次课的内容,做到不积压.

４.重视习题.

习题是培养独立思考问题和解决问题能力的重要环节之一.通过解题可以检查对课和内容的理解程度或加深对课和内容的理解.

５.课前自学,听课要记笔记.

６.在物化课程的学习过和中要和实验内容相结合.§０.４气体物质一般有Solid,liquitandgasstate.gas是最容易研究的状态。描述气体的状态常用p,V,T等参量。p-

是气体分子由于自由运动碰撞器壁而对器壁施加的压力。单位是Pa(N/m2);oratm(kg/m2);ormmHg1atm=760mmHg=101325PaV-物质所占据的空间，气体分子易扩散，能充满容器的整个空间，气体的体积就是容纳气体的容器的体积。单位是m3ordm3(L)T-是物质分子热运动的平均强度的量度。是反映物质冷热程度的物理量。单位有K和°CT=(273.15+t/°C)K最简单的气体是理想气体，理想气体认为气体分子无体积，气体分子之间无相互作用。Idealgasstatefomular:pV=nRTn-气体的单位物质的量，单位为molR—通用气体常数(8.314J.mol-1.K-1)对于理想气体,此方程反映了p,V,T之间的关系。气体的压力趋近于0时，符合理想气体状态方程。理想气体p,V,T的关系是一立体图形T等压线等容线等温线pVT1T3T4T2混合理想气体：实际气体和理想气体有较大的偏差，状态方程也要修正，著名的有范德华(vanderwaals)气体状态方程:(p+na/V2)(V-nb)=nRT(p+a/Vm2)(Vm-b)=RT维利方程：pVm=RT(1+B/Vm+C/Vm2+D/Vm3+…)pVm=RT(1+B'/p+C'/p2+D'/p3+…)B(B')-firstvelicoefficientC(C')-secondvelicoefficientD(D')-thirdvelicoefficient

物理化学的建立与发展十八世纪开始萌芽：从燃素说到能量守恒与转化定律。俄国科学家罗蒙诺索夫最早使用“物理化学”这一术语。Thermodynamics的形成经历了一个漫长的历史时期.热力学第一定律-1850年焦耳建立热力学第二定律-分别由Kelvint在1848年和Clausius在1850年建立十九世纪中叶形成：

1887年俄国科学家W.Ostwald（1853～1932，后加入德国籍）和荷兰科学家J.H.van’tHoff(1852～1911)合办了第一本“物理化学杂志”

(德文）。二十世纪迅速发展：新测试手段和新的数据处理方法不断涌现，形成了许多新的分支学科，如：热化学，化学热力学，电化学，溶液化学， 胶体化学，表面化学，化学