河北科技大学物化知识探析

物理化学总结物理化学总结7/29/2020简单热力学总结基

本

概

念基 本 定 律基 本 判 据基本方程与关系式基本过程热数据O返回上一内容下一内容²回主目录7/29/2020基本概念——热力学函数O返回上一内容下一内容²回主目录7/29/2020系统和环境；状态和状态函数；过程和途径状态函数:种类:T、p、V、U、H、S、G、A基本关系:pV=nRT；H=U+pV；dS=δQr/TG=H－TS；A=U－TS；G=A+pV；途径函数:W、Q热Q:绝热；恒容；恒压；恒温。※恒温可逆；绝热可逆；※恒压；恒外压；※真空膨胀；恒容；(2)功W:可逆不可逆基本概念——基础热数据pVT变化基础热数据（摩尔热容）:(1)pg气体:Cp,m－CV,m＝R(2)单原子pg气体:CV,m＝1.5R；Cp,m＝2.5R；(3)双原子pg气体:CV,m＝2.5R；Cp,m＝3.5R；相变化基础热数据（摩尔相变焓）:化学变化基础热数据:O返回上一内容下一内容²回主目录7/29/2020基本概念——基础热数据7.基础热数据随温度的变化:⑴摩尔相变焓随温度变化⑵标准摩尔反应焓随温度变化⑶标准摩尔反应熵随温度变化O返回上一内容下一内容²回主目录7/29/2020基本定律O返回上一内容下一内容²回主目录7/29/2020热一定律:能量守恒定律→ΔU=Q+W。热二律:热功转换的不可逆性。系统状态不变的前提下功可完全转化为热；热不可完全转化为功。热三律:定义熵值的零点。 纯物质完美晶体0K时熵为零。基本判据熵判据:适用于任何过程。＞自发＝平衡亥姆霍兹函数判据:恒温、恒容且W′=0吉布斯函数判据: 恒温、恒压且W′=0O返回上一内容下一内容²回主目录7/29/2020基本方程与关系式热力学基本方程:dU=TdS－pdV；dH=TdS+Vdp；dA=－SdT－pdV；dG=－SdT+Vdp八个对应系数关系:p101四个麦克斯韦关系式:T Vp S吉布斯-亥姆霍兹方程(p102):用于讨论温度对化学平衡的影响:循环公式:z=(x、y)三个变量顺序求偏导的积为–1O返回上一内容下一内容²回主目录7/29/2020基本方程与关系式6.克拉佩龙方程:p190纯物质；任意两相平衡；T-p关系7.克克方程:p191纯物质两相平衡有一相为气相；O返回上一内容下一内容²回主目录7/29/2020基本过程O返回上一内容下一内容²回主目录7/29/2020pVT变化过程:可逆与不可逆相变化:可逆相变与不可逆相变化学变化:恒温反应1.pVT变化过程（理想气体为主总结）※pg恒温可逆过程:ΔU=ΔH=0； ΔS=nRln(p1/p2)；ΔA=ΔG=Wr；－Qr＝Wr=nRTln(V1/V2)=nRTln(p2/p1)※pg绝热可逆过程:Qr=0;ΔS=0； Wr=ΔU=nCV,mΔT;ΔH=nCp,mΔT =ΔU+nRΔT绝热可逆过程方程式O返回上一内容下一内容²回主目录7/29/20201.pVT变化过程（理想气体为主总结）※pg恒容过程W=0※pg恒压过程W=－pΔV；△U=

nCV,m△T；※pg恒温恒外压过程ΔU=ΔH=0；－Q＝W=－pamb(V2－V1

)；ΔA=ΔG=－TΔS

=Wr※pg绝热恒外压过程：Q=0；ΔH=nCp,mΔTW=ΔU=nCV,mΔT=－pamb(V2－V1)； ΔS=通式计算ΔA.ΔG根据定义O返回上一内容下一内容²回主目录7/29/20202.相变化⑴可逆相变W

=－p(V相变后－V相变前)=0凝聚相=-n(g)RT

末态气相=n(g)RT始态气相凝聚相变化末态气相始态气相=ΔH=ΔH－n(g)RT=ΔH+n(g)RTΔU

=

ΔH

–

Δ(pV)=ΔH

–p(V相变后－V相变前)ΔS=ΔH/T=nΔ相变Hm/T；O返回上一内容下一内容²回主目录7/29/2020G=0； A=Wr(凝聚相、始态为气相；末态为气相.)⑵不可逆相变:设计可逆相变+pVT变化2.相变化⑶.始末态与可逆相变相同的液体向真空蒸发过程W=0；ΔU=ΔH－pΔV=QΔG=0；O返回上一内容下一内容²回主目录7/29/20203.化学变化恒温化学反应:O返回上一内容下一内容²回主目录7/29/2020多组分热力学基

本内容两个概念两个定律

一个判据气态液态理想气体

真实气体理想液态混合物

理

想

稀

溶

液真实液态混合物真

实

溶

液O返回上一内容下一内容²回主目录7/29/2020偏摩尔量化学势多组分热力学化学势判据应用拉乌尔定律:亨利定律:O返回上一内容下一内容²回主目录7/29/2020多组分热力学理想气体混合物任一组分化学势理想液态混合物重点掌握定义；重点掌握混合性质。理想稀溶液重点掌握溶质标准态；重点掌握稀溶液的依数性及其条件.O返回上一内容下一内容²回主目录7/29/2020化学平衡本内容平衡常数、平衡组成计算温

度平衡影响因素总

压反应物

惰

性

组

分相

关

反

应化学反应方向及限度理想气体反应等温方程与标准平衡常数基O返回上一内容下一内容²回主目录7/29/2020化学平衡1.化学反应方向＜0反应可正向自发进行；ΔrGm

=－A＝0＞0反应达到平衡；反应可逆向自发进行。2.标准平衡常数注意:相关化学反应或同一化学反应计量式写法不同时， 之间的关系。3.等温方程:O返回上一内容下一内容²回主目录7/29/2020化学平衡4.平衡影响因素⑴T的影响:范特霍夫方程→判断反应方向T↑，KӨ↑， T↑，KӨ↓；平衡向右(产物方向)移动。平衡向左(反应物方向)移动。进行相关计算O返回上一内容下一内容²回主目录7/29/2020积分式:化学平衡O返回上一内容下一内容²回主目录7/29/2020⑵总压的影响T一定,增加总压有利于气体分子数减小的反应⑶惰性气体的影响T、p一定,加入惰性气体有利于气体分子数增加的反应⑷相关反应①若引入的反应能提供原反应的产物,则原反应的平衡将反向移动；②若引入的反应能消耗原反应的产物,则原反应的平衡将正向移动。化学平衡O返回上一内容下一内容²回主目录7/29/2020平衡系统中物质B的量分数。⑸反应物的影响①增加反应物的量或减少生成物的量都可使化学平衡正向移动,而减少反应物的量或增加生成物的量都可使化学平衡反向移动。失效的条件加入平衡系统的物质B应在化学反应方程中计量系数的绝对值之和较大的一侧；②恒温、恒压下气相反应若原料气中只有反应物,起始配比r=nB/nA,0＜r＜∞总压p一定,随着r的增加,A的转化率↑,B的转化率↓,当r=b/a时,产物在混合气中的平衡摩尔分数(产量）最大。O返回上一内容下一内容²回主目录7/29/2020化学平衡基本内容二组分相图液相完全互溶

l-g

液相部分互溶液相不互溶固相完全不互溶s-l

固相生成化合物固相完全互溶

固相部分互溶理想真实相律及应用杠

杆

规

则单组分相图By

在中间By

在一侧稳定、相合熔点

不

稳

、

不

相

合熔点相图绘制相平衡有低共熔点有转变温度O返回上一内容下一内容²回主目录7/29/2020电化学基

本内容电解质溶液原电池过程电解与极化导

电

机

理

离

子的

迁

移

数

电解质的导电能力电解质溶液的浓度可

逆

电

池

原电池热力学电

极

电

势电

极

种

类原电池设计分解电压极化作用电解产物O返回上一内容下一内容²回主目录7/29/2020电化学(1.电解质溶液导电机理阴、阳离子的定向移动(2.电解质导电能力重点掌握G、κ、Λm的概念；重点掌握离子独立运动定律的应用。O返回上一内容下一内容²回主目录7/29/2020电化学⑵离子强度(⑶德拜-休克尔极限公式(适用于强电解质稀溶液）可用于比较电解质溶液γ±大小O返回上一内容下一内容²回主目录7/29/2020(3.电解质溶液浓度⑴电化学ΔrSm＝zF

(

E/

T)p4.原电池热力学ΔrGm＝－zFEΔrHm＝ΔrGm+TΔrSm

Qr,m

＝TΔrSm5.电池反应能斯特方程6.电极电势O返回上一内容下一内容²回主目录7/29/2020电化学电极极化重点掌握极化结果及极化电极电势的计算。阳(阴)极极化电极电势高(低)于平衡电极电势E阳＝E阳，平+η阳 E阴＝E阴，平－η阴电解产物重点掌握电解产物产生的原则。阳极:阳极极化电极电势最低的优先发生氧化反应。阴极:阴极极化电极电势最高的优先发生还原反应。O返回上一内容下一内容²回主目录7/29/2020界面现象基本内容几种典型界

面纯弯液面:拉普拉斯方程与开尔文公式溶液表面:吸附分类与吉布斯吸附等温式固体表面:基本概念和朗缪尔吸附等温式固液界面:润湿和固体自溶液中的吸附界面张力产

生

原

因界面张力的定义及影响因素界面吉布斯函数及界面功

热

力

学

公式及应用O返回上一内容下一内容²回主目录7/29/2020动力学基本内容特殊反应简单级数反应典型复合反应

速率方程的推导反应

表

示

方

法速率

相

互

关

系速率

基

元

反

应

方程

非基元反应温度

阿

氏

方

程

与

k

活

化

能链反应光化学反应催

化

反

应O返回上一内容下一内容²回主目录7/29/2020动力学1.反应速率2.基元反应速率方程重点掌握质量作用定律的使用.3.非基元反应速率方程重点掌握零级、一级与二级反应积分式及其特征；重点掌握三种速率方程近似处理方法。O返回上一内容下一内容²回主目录7/29/2020动力学温度对反应速率常数的影响--阿伦尼乌斯方程微分式重点掌握温度对k的影响；定积分式重点掌握T、Ea、k的计算；不定积分式重点掌握指数式。活化能重点理解活化能的概念；重点掌握基元反应活化能与反应热、非基元表

观活化能与基元活化能之间的关系及其推导。O返回上一内容下一内容²回主目录7/29/2020动力学光化学过程简单理解基本过程与基本概念；

重点掌握基本定律与φ的计算；

重点掌握初级过程反应机理特征。催化过程简单理解基本概念；重点掌握催化剂特征；