物理化学总复习纲要.ppt

1、复习提纲,第一章 气体的pVT关系 理想气体状态方程（分压定律、分体积定律） 饱和蒸汽压、沸点,第二、三章 热力学第一定律、第二定律 热力学第一定律的表达式及应用 状态函数及特征 标准摩尔反应焓变的计算及其与标准摩尔反应热力学能变间的关系 理想气体绝热可逆过程方程式及应用条件 可逆过程、不可逆过程、自发过程、非自发过程及相互关系 理想气体连续过程Q、W、U、H和S的计算 卡诺循化及热机效率 熵、克劳修斯不等式 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 热力学基本方程,第四章 多组分系统热力学 偏摩尔量的定义及判断 化学势的定义及化学势判据 理想气体、理想液态混合物、理想稀溶液中各

2、组分化学势的表达式 理想液态混合物的混合性质 理想液态混合物的定义及气液相组成的计算 拉乌尔定律、亨利定律及应用 稀溶液依数性,第五章 化学平衡 理想气体反应的等温方程、标准平衡常数的定义式及表达式的应用 相关反应标准平衡常数间的关系 温度及压力对化学平衡的影响（定性分析及定量计算） 影响化学平衡的因素及结果 化学平衡相关计算,第六章 相平衡 相律的应用 水的三相点及其与冰点的区别 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液固平衡相图）分析（相律的应用、杠杆规则、外界条件与相态的关系、冷却曲线）,第七章 电化学 电化学装置中正负极、阴阳极的确定 电导、电导率、

3、摩尔电导率 离子独立运动定律及其应用条件 无限稀释摩尔电导率的确定 离子强度的定义及计算 电池的互译 电动势的计算 可逆电池热力学计算 极化的类型、原因及结果,第十章 界面现象 表面张力的含义、影响表面张力的因素及结果 拉普拉斯方程 开尔文公式 杨氏方程 物理吸附与化学吸附 朗缪尔等温吸附理论,理想气体状态方程,一种气体,理想气体微观模型,(a) 分子本身不占有体积 (b) 分子间无相互作用力,p V n R T,混合气体,混合物气体的摩尔质量,道尔顿定律,阿马加定律,适用的条件：理想气体 低压气体近似符合,临界温度Tc ： 气体加压液化所允许的最高温度 临界 压力pC ： 临界温度Tc时饱和

4、蒸汽压 临界摩尔体积Vm,c ：物质在Tc、 Pc下的摩尔体积,临界参数,真实气体状态方程（范德华方程）（考虑分子本身的体积、引力。）,或,气体恒容变温过程,气体恒压变温过程,热容,摩尔定压热容（Jmol1k1,摩尔定容热容Cv,m,理想气体,理想气体,恒温可逆过程 U= 0 H= 0 Q = W,绝热可逆过程,Q=0 U = W =nCV，m（T2T1）,绝热可逆过程方程式,可逆过程：系统内部及系统与环境间在一系列无限接近平衡条件下进 行的过程 可逆过程系统对环境作最大功（环境对系统作最小功）,标准摩尔反应焓随温度的变化基希霍夫公式,适用范围：所讨论的温度区间所有反应物及产物均不发生相变化,

5、标准摩尔反应焓的计算,恒容反应热与恒压反应热之间的关系,H=U+（pV）,凝聚态之间的化学反应,气态物质参加的化学反应(恒温、理想气体）,Qp=H（恒温恒压）QUH（恒温变压）,热机效率,卡诺定理 在高低温两个热源间工作的所有热机中，以可逆热机（即卡诺热机）的热机效率为最大。,热力学第二定律 克劳修斯说法： 不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其它影响 开 尔 文 说 法： 不可能从单一热源吸取热量使之完全转变为功而不产 生其它影响,熵变,克劳修斯不等式,熵判据,环境熵变的计算,凝聚态物质变温过程,理想气体恒温过程,理想气体pVT同时变化的过程,相变过程熵变的计算,可逆相变,不可逆相变,设

6、计一条包括有可逆相变步骤在内的可逆途径。,标准摩尔反应熵随温度的变化,所有反应物及产物均不发生相变化，否则，分段积分,判据,化学变化,恒温过程,克拉佩龙方程:,适用于纯组分任意两相平衡,适用于气液或气固平衡,克劳修斯一克拉佩龙方程：,吉布斯亥姆霍兹方程：,推导和证明热力学函数关系式 状态函数的定义式：A=UTS，G =HTS，H=UpV 热力学基本方程式:,麦克斯韦关系式,偏摩尔量：,偏摩尔量的集合公式,化学势：,更为普遍的热力学基本方程,多组分多相系统,多组分单相系统,化学势判据 （恒温恒压）,亨利定律,适用条件：稀溶液中的挥发性溶质 pB（溶质） xB,拉乌尔定律,适用条件：理想液态混合物

7、 或理想稀溶液中的溶剂 pA（溶剂） xA,理想液态混合物,理想液态混合物中任一组分B的化学势：,理想液态混合物的混合性质 纯液体 B(nB) 纯液体 C( nC),理想稀溶液,溶剂A的化学势:,渗透压,沸点升高,凝固点降低,溶剂蒸气压下降,稀溶液的依数性,溶质化学势表示式的应用举例分配定律,溶质的化学势：,气体的化学势,气体B逸度的定义式：,逸度、逸度因子,活度及活度因子,2真实溶液 （1）溶剂A的渗透因子g,（2）溶质B的活度,当rHm随温度的变化时，须先找出rHm与T的函数关系，然后才能积分。,影响理想气体反应平衡的其他因素 （1）压力对理想气体反应平衡转化率的影响,（2）惰性组分对平衡

8、转化率的影响（惰性组分是指系统中不参加反应的组分）,增加惰性组分有利于气 体物质的量增大的反应。,说明：独立限制条件数只有在同一相中才能起作用 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,相律,单组分系统相图 FCP十23P 单组分系统最多三相共存 单组分系统是双变量系统,在T-x图上，气相线在上，液相线在下，上面是气相区，下面是液相区，梭形区是气-液两相区。,在p-x 图上，液相线在上，气相线在下。上面是液相区，下面是气相区，梭形区是气-液两相区。,二组分理想液态混合物的气液平衡相图,对于二组分体系，C=2 F=2P+2=4P P至少为1，则 F 最多为3,二组分真实液态混合物的气

9、一液平衡相图,单组分系统,固态不互溶系统,电导,摩尔电导率,电导率,溶液导电性能的表示法,极限摩尔电导率,摩尔电导率与浓度的关系,浓度降低， 摩尔电导率增加,弱电解质：不满足柯尔劳施公式,（可用作图法求 ）,电导测定的应用 计算弱电解质的解离度及解离常数,计算难溶盐的溶解度,平 均 离 子 活 度 ：,平 均 离 子 活 度 因 子：,平均离子质量摩尔浓度：,离子平均活度、平均 活度因子,德拜一休克尔极限公式 （适用于强电解质溶液）,平均离子活度因子公式,离子强度：,rG m= zFE,电池反应热力学,电池的电动势 E （电池）= E （+） E （）,电极产物实际析出电位和析出顺序,阴极：发

10、生还原反应 可放电的有多种金属离子和H+ , E阴大的先析出 阳极：发生氧化反应 可放电的有阴离子和可溶性金属 E阳小的先析出,电极的极化,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,产生超电势,原电池设计： （1）写出电极反应 （2）找出正（阳）极、负（阴）极 （3）写出电池符号,Fe3+,Fe2+|Pt,甘汞电极：Cl- |Hg2Cl2(s)|Hg(Pt),单位面积的表面吉布斯函数也称比表面自由能，单位为Jm2。,单位面积的表面功 ， 单位为Jm2。,界面张力及其影响因素 ( 物质的本性、温度、压力。）,弯曲液面的附加压力(拉普拉斯方程 ),微小液滴的饱和蒸气压(开尔文公式),在一定温度下，液滴越小，饱和蒸气压越大； 当液体中存在小气泡时，液面呈凹形，气泡半径越小，泡内蒸气压越小。,对于球形液膜， P=4r,亚稳状态及新相的形成,则液体在毛细管中上升的高度：,物理吸附与化学吸附 物理吸附：吸附剂与吸附质分子间以范德华引力相互作用； 化学吸附：吸附剂与吸附质分子间发生化学反应，以化学键相