物理化学复习重点.doc

物理化学总复习第一章 热力学第一定律dWe= - pedV dU =Q +W基本要求 1 熟悉基本概念，系统与环境、状态与状态函数、过程与途径、热和功、准静态过程与可逆过程、内能与焓等。2 掌握各种过程Q、W、和的计算。3 掌握应用Hess定律、生成焓及燃烧焓计算反应热的方法。4 熟悉反应热与温度的关系，能用基尔霍夫定律求算各温度的反应热。内容提要第二节 热力学基本概念1系统与环境：敞开系统、封闭系统、孤立系统。2系统的性质3热力学平衡态4状态函数与状态方程5过程与途径6热和功第三节 热力学第一定律1热力学第一定律2 热力学能3 热力学第一定律的数学表达式第四节 可逆过程与体积功1体积功2功与过程3可逆过程第五节 焓1焓的定义H=U+ pV2恒容热效应和恒压热效应 第六节 热容1 热容的定义。2 定容热容与定压热容 第七节 热力学第一定律的应用1 热力学第一定律应用于理想气体2理想气体的Cp与之差3 理想气体的绝热过程第八节 热化学1化学反应的热效应2 反应进度3 热化学方程式第九节 化学反应热效应的计算1Hess定律2生成焓和燃烧焓 3反应热与温度的关系基尔霍夫定律第二章 热力学第二定律基本要求 1理解热力学第二定律的建立过程，S的引入及引入F和G的原因；2掌握克劳修斯不等式，过程可逆性判断；3掌握DS、DF、DG在各种变化过程中的计算；4理解热力学第三定律及规定熵，掌握在化学变化中标准状态函数的计算；5 掌握吉布斯亥姆霍兹公式；内容提要第一节自发过程的特征第二节 热力学第二定律克劳修斯表述“热量由低温物体传给高温物体而不引起其它变化是不可能的”。开尔文表述“从单一热源取出热使之完全变为功，而不发生其他变化是不可能的”。第三节 卡诺循环1 卡诺循环2 热机效率（efficiency of heat engine）或第四节 熵1 熵的导出2 热力学第二定律数学表达式克劳修斯不等式 dS - 03 熵增原理绝热过程、孤立系统的熵值永不减少。DS孤立= DS系统+DS环境 0判断方向和限度。第六节 熵变的计算1 DS环境= 2 熵变计算(1) 理想气体 或 (2) 恒温恒压理想气体混合过程: DSmix = -R(3) 纯组分恒容变化：DS = 纯组分恒压变化：DS = (4) 恒温恒压可逆相变化过程：第七节 熵函数的物理意义第八节 热力学第三定律及规定熵1 标准摩尔熵：1摩尔物质处于温度T时在标准状态下（pO=100kPa）的规定熵，用表示：2 化学反应过程的熵变Dr= 第九节 吉布斯能、亥姆霍兹能1 热力学第一定律、第二定律联合表达式：T环dS - dU dW2 亥姆霍兹能：F U - TS恒温条件下，- (dF)T dW，若dW = 0， 03 吉布斯能：G H - TS恒温恒压条件下，- (dG)T, P dW若dW = 0， 04 自发变化方向和限度的判据判据名称适用系统过程性质自发过程的方向数学表达式熵孤立系统任何过程熵增加dSU,V 0亥姆霍兹能封闭系统恒温恒容和非体积功为零亥姆霍兹能减小dFT,V,W=0 0吉布斯能封闭系统恒温恒压和非体积功为零吉布斯能减小dGT,p,W=0 04.10 第十节 DG的计算1 理想气体恒温变化中的DG理想气体恒温恒压混合过程：DmixH = 0，DmixS = -R，DG = RT nB lnxB2 相变过程的DG(1) 恒温恒压条件下的可逆相变过程：DG = 0(2) 恒温恒压条件下的不可逆相变过程：必须设计一可逆过程来计算。3 化学变化的DrG O：DrG O = DrH O -TDrS O第十一节 热力学函数间的关系1 热力学基本关系式dU = TdS - pdV dH = TdS + VdpdF = -SdT pdVdG = -SdT + Vdp适用的条件为：定组成只作体积功的封闭系统。2 DG与温度的关系吉布斯-亥姆霍兹公式 第三章 多组分系统热力学第一节 偏摩尔量和化学势1 偏摩尔量 XB,m =2 偏摩尔量的集合公式：X = n1X1,m+ n2X2,m + +niXi,m= 3 吉布斯杜亥姆公式：= 04 化学势:：mB = GB,m =广义化学势：m B =(1) 温度、压力对化学势的影响:= VB,m= - SB,m (2) 化学势判据的应用: 0 第二节 化学势的标准态及其表示式1 气体的化学势(1) 理想气体: m ( T, p ) = mO ( T ) + RTln, 理想气体混合物中组分B的化学势(2) 真实气体的化学势：mB =(T) + RTln2 液态混合物、稀溶液、真实溶液的化学势(1) 液态混合物的化学势mB = ( T, p ) + RTlnxB, (2) 理想稀溶液的化学势溶剂：mA = ( T, p) + RT lnxA溶质：= ( T, P ) + RT lnxBmB = ( T, p ) + RT ln mB =( T, p ) + RT ln(3) 真实溶液的化学势:溶剂：mA =( T, p ) + RT ln gx xA =( T, p ) + RT lnaA, x溶质：mB =( T, p )RT lngx xB=( T, p ) + RT lnaB, x 或mB =( T, p ) + RT ln=( T, p ) + RT lnaB,m或mB =( T, p ) + RT ln=( T, p ) + RT lnaB, c第四章 化学平衡基本要求 1 掌握化学平衡的条件，理解化学平衡是一个动态平衡过程。2 掌握化学平衡等温方程式和标准平衡常数的计算。4 理解标准状态下反应的吉布斯能变和化合物的标准吉布斯能。5 掌握温度对平衡常数的影响，理解吉布斯能变随温度的关系。重点难点内容提要第一节 化学反应的平衡条件化学平衡的化学势判据。或第二节 化学反应恒温方程式和平衡常数1 化学反应等温方程式 标准平衡常数为，2 化学反应方向限度的判别，向右进行；时，向左进行；，达到平衡。第三节 平常数衡的表示法标准平衡常数、经验平衡常数，第四节 标准状态下反应的吉布斯能变化及化合物的标准生成吉布斯能，。第五节 温度对平衡常数的影响化学反应恒压方程式 （放热反应），升高温度对反应有利；（吸热反应），升高温度对反应不利。第六节 其它因素对平衡的影响1压力对平衡的影响2惰性气体对平衡的影响。第五章 相平衡基本要求 1 熟悉相、组分数和自由度的概念，掌握相律在相图中的应用。2 掌握克氏方程及其在单组分体系中的应用及各种计算。3 掌握杠杆规则及其在相图中的应用。4 了解双液体系统的p-x和T-x图，熟悉蒸馏和精馏的原理，了解恒沸系统的特点。内容提要第一节 相律1 相、物种数与组分数、自由度2 相律：f=K-2第二节 单组分系统1 单组分系统的相图 3条二相平衡线，一个三相点。2 克劳修斯-克拉珀龙方程 第三节 完全互溶双液系统1 理想的完全互溶双液系统2 杠杆规则3 非理想的完全互溶双液体系当偏差不大时；正偏差很大时，最低恒沸组成；负偏差很大时，最高恒沸组成。4 蒸馏与精馏第四节 部分互溶和完全不互溶的双液系统1 部分互溶的双液系统：最高临界溶解温度，共轭相。2 完全不互溶的双液系统第五节 二组分固-液系统平衡相图第六节 三组分系统的相平衡第七章 化学动力学基本要求 1 掌握基元反应、总反应、反应级数、反应分子数等基本概念。2 掌握简单级数反应的微分和积分速率方程及特点。3 掌握温度对反应速率的影响及预测药物贮存期的基本方法。内容提要第一节 反应速率的表示方法及其测定1 反应速率的表示方法 。2 反应速率的测定第二节 基元反应1 基元反应与总反应2 反应分子数第三节 反应速率方程1基元反应的速率方程质量作用定律2 反应速率常数和反应级数第四节 简单级数反应的速率方程1 一级反应 ln cA = ln cA,0-kAt， ln cA与t为线性关系。2 二级反应 或 或 ，1/cA（或）与t成线性关系。3 零级反应 ， cA,0-cA=kAt， cA与t为线性关系。第五节 反应级数的确定1 积分法2 微分法3 半衰期法第六节 温度对反应速率的影响1 阿仑尼乌斯经验公式: 2 活化能3 药物贮存期预测第七节 典型的复杂反应1 对峙反应2 平行反应3 连续反应4 链反应5 复杂反应的近似处理(1) 稳态近似法: (2) 平衡态近似法: 第八章 表面现象基本要求 1 掌握表面能、表面张力的基本概念，了解影响表面吉布斯能的主要因素。2 熟悉弯曲液面的性质，拉普拉斯公式和开尔文公式，能用公式做解释由于液面弯曲所引起的表面现象。3 了解液-液界面性质，掌握判断液体铺展的标准。4 了解固体表面润湿的几种类型，掌握判断固体表面润湿的标准。5 了解溶液表面性质，吉布斯溶液表面吸附公式。内容提要第一节 表面能和表面张力1 比表面积 2 表面能和表面张力 3 表面热力学关系式：4 影响表面吉布斯能的因素：分子间相互作用力、温度、组成。第二节 弯曲表面的性质1 曲面的附加压力：杨-拉普拉斯公式：毛细管液面高度：2 曲面的蒸气压：开尔文公式：3 亚稳状态和新相的生成：过饱和蒸气、过热液体、过冷液体、过饱和溶液等亚稳定状态。第三节 铺展与润湿1 液体的铺展 2 固体表面的润湿 润湿的一般条件：q 90第四节 溶液的表面吸附1 溶液的表面张力和浓度之间的关系2 溶液的表面吸附和吉布斯吸附等温式3 表面活性物质在溶液表面的定向排列吉布斯溶液表面吸附等温式： 第五节 不溶性表面膜第六节 表面活性剂第七节 气体在固体表面上的吸附第八节 固体自溶液中的吸附第九章 胶体分散系统基本要求 1 熟悉胶体分散系统的分类、基本特征和制备方法，了解纳米粒子的基本知识。2 熟悉溶胶的动力性质，光学性质和电学性质，掌握溶胶的结构式。3 了解溶胶稳定性特点，熟悉电解质对溶胶的影响，掌握电解质的聚沉作用规律。内容提要第一节 溶胶的分类和基本特性1 溶胶的分类2 溶胶的基本特性：特有的分散程度，相不均匀性和聚结的不稳定性。第二节 溶胶的制备和净化第三节 溶胶的动力性质1 布朗运动2扩散与渗透3沉降和沉降平衡第四节 溶胶的光学性质丁达尔效应第五节 溶胶的电学性质1电泳、电渗2溶胶粒子表面的电荷来源3双电层理论4胶团结构 (胶核)m n定位离子（nx）内层反离子 x外层反离子第六节 溶胶的稳定性和聚沉作用1溶胶的稳定性2溶胶的聚沉基本公式第一章 热力学第一定律1、dWe= - pedV2、dU = Q +W3、不做非体积功的恒容过程。不做非体积功，无化学变化和相变化4、 不做非体积功的恒压过程。不做非体积功，无化学变化和相变化5、 6、7、8、DrHm = DrUm+ DnRT Dn为反应前后方程式中气态物质计量9、Hess定律：恒压(或恒容)且不作非体积功的条件下，任何一个化学反应不管是一步完成还是分几步完成，其热效应都是相同的10、 11、 二、相变过程（恒温恒压可逆相变）， 三、化学变化过程第二章 热力学第二定律1、2、DS环境= 3、理想气体 或 4、恒温恒压理想气体混合过程: DSmix = -R5、纯组分恒容变化：DS = 6、纯组分恒压变化：DS = 7、恒温恒压可逆相变化过程： 8、化学反应过程的熵变Dr= 9、F U - TS 恒温条件下，- (dF)T dW10、G H - TS 恒温恒压条件下，- (dG)T, P dW11、理想气体恒温变化中 12、理想气体恒温恒压混合过程：DG = RT nB lnxB13、可逆相变过程：DG = 014、化学变化：DrG O = DrH O -TDrS O15、dU = TdS - pdV dH = TdS + Vdp dF = -SdT pdVdG = -SdT + Vdp适用的条件为：定组成只作体积功的封闭系统。16、DG与温度的关系吉布斯-亥姆霍兹公式 DUDHDSDFDG单组分理想气体恒温过程00Rln(V2/V1)-RTln(V2/V1)-RTln(V2/V1)多组分理想气体恒温恒压混合过程00-RnBlnxBRTnBlnxBRTnBlnxB恒温恒压可逆相变过程Qp-pDVQpDH/T=Qp/T-pDV0恒温下的化学反应vBDfHm,BvBSm,BvBDfGm,B第三章 多组分系统热力学1、偏摩尔量 XB,m =2、偏摩尔量的集合公式：X = n1X1,m+ n2X2,m + +niXi,m= 3、吉布斯杜亥姆公式：= 04、化学势:：mB = GB,m =5、温度、压力对化学势的影响:= VB,m= - SB,m 6、化学势判据的应用: 0 7、理想气体: m ( T, p ) = mO ( T ) + RTln, 8、混合物中组分B的化学势9、真实气体的化学势：mB =(T) + RTln10、液态混合物的化学势mB = ( T, p ) + RTlnxB, 11、理想稀溶液的化学势 溶剂：mA = ( T, p) + RT lnxA 溶质：= ( T, P ) + RT lnxB mB = ( T, p ) + RT ln mB