期末物理总复习课件

物理化学核心教程

总复习物理化学核心教程电子教案第10章胶体分散系统配有心形聚光器的显微镜显微镜物镜胶体2/7/202310.1胶体分散系统概述10.2溶胶的动力、光学以及电学性质10.3溶胶的稳定性和聚沉作用第10章胶体分散系统1.分散系统的分类

2.胶团的结构

(1)分子分散系统分子半径大小在10-9m以下。通常把这种系统称为真溶液，如CuSO4水溶液。（2）胶体分散系统分散相粒子的半径在1~100nm的系统。目测是均匀的，但实际是多相不均匀系统。（3）粗分散系统分散相粒子大于1000nm，目测是混浊不均匀系统，放置后会沉淀或分层，如黄河水。10.1.1分散系统的分类10.1.3胶团的结构现以制备碘化银溶胶为例过量的KI作稳定剂胶团的结构表达式：胶核胶粒(带负电)

胶团(电中性)[(AgI)m胶核胶粒胶团胶团的图示式：nI–(n-x)K+]x–xK+

10.1.2胶团的结构胶团的图示式：胶团的结构表达式：过量的AgNO3作稳定剂胶核胶粒胶团10.2溶胶的性质1.动力性质2.光学性质Brown运动扩散沉降Tyndall效应、瑞利散射定律3.溶胶的电学性质电泳、电渗双电层流动电势、

沉降电势（电势）

10.3.2双电层和动电电势Stern双电层x++++++++++++AB将AB面称为Stern面AB面以左为Stern层层中离子会水合,切动面是个曲面是曲面以右的电势差

10.3电解质对溶胶稳定性的影响1.与胶粒带相反电荷离子的影响与胶粒带相反电荷离子的价数越高，其聚沉值越小，聚沉能力越强。2.感胶离子序例如，对胶粒带负电的溶胶，一价阳离子硝酸盐的聚沉能力次序为对带正电的胶粒，一价阴离子的钾盐的聚沉能力次序为

10.3电解质对溶胶稳定性的影响453-8

0.01dm30.05mol•kg-1

KCI溶液和0.1dm3

0.002mol•kg-1

AgNO3溶液混合生成AgCl溶胶。若用电解质KCl、AlCl3和ZnSO4将溶胶聚沉，请排出聚沉值由大到小的顺序。

外加电解质中正离子的电价越高，聚沉能力越强，聚沉值越小。

解：KCl过量，作稳定剂。生成的AgCl胶核优先吸附Cl-，胶粒带负电。

⑵聚沉值排序：

⑴

10.3电解质对溶胶稳定性的影响453-9

在H3AsO3的稀溶液中通入略过量的H2S气体生成As2S3溶胶。若用电解质Al(NO3)3、MgSO4和K3Fe(CN)6将溶胶聚沉，请排出聚沉能力由大到小的顺序。

解：H2S过量，作稳定剂。⑵聚沉值排序：

⑴453-11等体积的0.08mol•dm-3KI溶液和

0.1mol•dm-1

AgNO3溶液混合生成溶胶：①试写出胶团结构式；②指明胶粒电泳的方向；③比较MgSO4、Na2SO4

和CaCl2电解质对溶胶聚沉能力的大小。第9章表面现象液-液界面9.1.1表面现象及其本质表面现象的本质表面层分子与内部分子相比，它们所处的环境不同，受力不等。

体相内部的分子如红球所示。它受四周邻近相同分子的作用力是对称的，各个方向的力彼此抵销，没有剩余的作用力。9.1.1表面现象及其本质表面现象的本质处在表面层的的分子如蓝球所示。由于两相密度不等，其作用力不能相互抵消。正由于这剩余价力的存在，界面层显示出一些独特的性质。如表面张力表面吸附毛细现象小气泡和液滴都呈球状润湿与铺展等。9.2弯曲液面性质1.弯曲液面的附加压力、Laplace公式2.毛细管现象3.弯曲液面的蒸气压4.Kelvin公式的应用9.2.1Laplace公式所以，凸面的附加压力指向液体，凹面的附加压力指向气体，即附加压力总是指向曲面的球心。Laplace公式给出了附加压力、表面张力与曲率半径之间的定量关系。9.2.2毛细现象玻璃毛细管插入汞中玻璃毛细管插入纯水中9.2.3弯曲液面的蒸气压

Kelvin公式的这个形式用得更普遍因为当对于小液滴等凸面液体，其附加压力与蒸气压力方向相同，总压力是两者加和。蒸气压与曲率半径成反比所以，小液滴或小颗粒的蒸气压随曲率半径的变小而升高。9.2.4Kelvin公式的应用(2)过饱和溶液(3)过热液体(4)过冷液体(5)毛细凝聚(1)过饱和蒸气9.3溶液的表面吸附1.表面活性物质和非表面活性物质2.Gibbs吸附等温式9.3.1表面活性物质与非表面活性物质(1)(3)(1)非表面活性物质

加入后,能使水的表面张力略有升高(2)(2)表面活性物质

加入后，能使水的表面张力有所降低(3)表面活性剂

加入少量后，能使水的表面张力显著降低9.3.2Gibbs吸附等温式（1）增加溶质B的浓度使表面张力下降，表面超额为正值，是正吸附。表面活性物质属于这种情况。（2）增加溶质B的浓度使表面张力上升，表面超额为负值，是负吸附。非表面活性物质属于这种情况。Gibbs吸附等温式9.4铺展与润湿1.铺展2.润湿9.4.1铺展液体1的表面张力为液体2的表面张力为两种液体的界面张力为液体2能否在液体1面上铺展,取决于铺展前后界面张力的改变能铺展不能铺展9.4.1铺展

已知293K时，水-空气的表面张力为0.07288N·m-1,汞-水的界面张力为0.375N·m-1,汞-空气的表面张力为0.4865N·m-1。判断水能否在汞的表面上铺展开来。409-16能铺展汞水空气9.4.3表面现象的应用天然棉花纤维的表面也有不被水润湿的“脂”，制药棉时必须把这种“脂”脱掉，才能成为脱脂棉。如果要制造防水材料，就要在物体表面涂憎水的表面活性剂，使接触角大于90°。农药润湿带蜡的植物表面，要在农药中加表面活性剂，使接触角变小。莲花效应9.5固体表面的吸附1.吸附本质2.物理吸附与化学吸附3.吸附等温式9.5.1固体表面的吸附由于固体表面原子受力不对称和表面结构不均匀性，它可以吸附气体或液体分子，使固体表面自由能下降。固体表面产生吸附现象的原因：9.5.2物理吸附和化学吸附物理吸附:1.vanderWaals力2.吸附热小3.吸附无选择性，可以单分子层，可以多分子层物理吸附仅是物理作用化学吸附:1.吸附力是化学键力2.吸附热较高3.吸附有选择性，吸附是单分子层相当于发生了化学反应9.5.4吸附等温式1.Langmuir吸附等温式

Langmuir在推导该公式时，引入了几个重要假设(1)吸附是单分子层的。(2)固体表面均匀，被吸附分子之间无相互作用。

描述吸附量与被吸附质蒸气压力之间的定量关系公式，称为吸附等温式。(3)吸附平衡是吸附与解吸的动态平衡。1.Langmuir吸附等温式1.假设吸附是单分子层的，不符合所有吸附情况。2.假设表面是均匀的，其实大部分表面是不均匀的。3.在表面覆盖度较大时，Langmuir吸附等温式不适用。Langmuir吸附等温式的缺点：2.BET吸附等温式由Brunauer-Emmett-Teller三人提出的多分子层吸附公式，称BET公式。他们接受了Langmuir理论中关于固体表面是均匀的观点，但他们认为吸附是多分子层的，已被吸附的分子依靠自身的vanderWaals力，可以再吸引同类分子。第一层吸附与第二层吸附不同，因为相互作用的对象不同，因而吸附热也不同，第二层及以后各层的吸附热接近于凝聚热。第8章电化学8.1基本概念1.电导、电导率、摩尔电导率2.强电解质的离子平均活度和活度因子8.1电导、电导率、摩尔电导率电导率、摩尔电导率示意图浓度为m的BaCl2溶液，离子平均活度因子离子平均质量摩尔浓度练习Al2(SO4)38.1.2电导率与浓度的关系电导率与溶液浓度的关系强电解质溶液的电导率随着浓度的增加而升高。弱电解质的电导率随浓度变化不大，在定温下电离常数有定值，离子数目变化不大，如醋酸。中性盐由于受饱和溶解度的限制，浓度不会太高，如KCl当浓度增加到一定程度后，解离度下降，离子运动速率降低，电导率也降低

在298K时，当H2SO4溶液的浓度从0.01mol/kg增加到0.1mol/kg时，其电导率κ和摩尔电导率Λm的变化分别为P352-3

A.κ减小，Λm

增加

B.κ增加，Λm

增加

C.κ减小，Λm

减小

D.κ增加，Λm

减小

κ的定义只限定了单位体积内，因此增加浓度，相当于增加了导电离子，电导率增加。Λm

的定义中限定了1mol电解质，当浓度增加时，溶液体积减小，离子键相互作用增强，摩尔电导率减小。8.2可逆电池1.电极反应、电池反应2.Nernst方程3.求电池反应中热力学函数的变化量8.2.1可逆电池的书面表示法1.

左边为负极，起氧化作用，是阳极；2.“|”表示相界面，有电势差存在。

“┆”表示半透膜或两个液体之间的界面。4.要注明温度，不注明就是298.15K；5.气体电极和氧化还原电极要写出导电的惰性电极，通常是用镀有铂黑的铂电极。右边为正极，起还原作用，是阴极。3.“||”或“”表示盐桥，使液接电势降到忽略不计要注明物态；气体要注明压力；溶液要注明浓度。8.2.2可逆电极的类型金属与其阳离子组成的电极金属-难溶盐以及相应阴离子溶液组成的电极氧化-还原电极⑴第一类电极⑵第二类电极⑶第三类电极氧电极氢电极卤素电极金属-氧化物与不同酸碱性溶液组成的电极离子选择性电极,膜电极(4)第四类电极8.2.2可逆电极的电极反应第二类电极的电极反应电极电极反应（还原）8.2.3可逆电池的书面表示法左边，负极，氧化右边，正极，还原净反应这个反应的是自发电池净反应这个反应的是非自发电池8.2.3可逆电池热力学函数写出电极反应和电池反应：负极：正极：总反应：求8.2.4可逆电池电动势与各组分活度的关系对于任意反应的化学计量式这就是计算可逆电池电动势的Nernst方程这就是计算还原电极电势的Nernst方程8.5.2用可逆电池的实验值求热力学函数的变化值实验测定:可逆电池的电动势电动势随温度的变化率第7章化学反应动力学活化状态反应物生成物放热反应A+BCAB+CA+B+CRP第7章化学动力学7.1动力学的基本概念7.2具有简单级数反应的特点7.3温度对反应速率的影响7.4典型的复杂反应7.5催化反应动力学7.1动力学基本概念1.化学动力学的研究对象4.化学反应速率5.基元反应和非基元反应6.反应的速率方程和速率系数7.反应分子数和质量作用定律8.反应级数和准级数反应7.2一级反应1.速率系数

k的单位为时间的负一次方，可表示为2.

半衰期是一个与反应物起始浓度无关的常数3.浓度与时间的线性关系为一级反应的特点:一级反应的例子例7.1：某金属钚的同位素进行β放射，14d后，同位素活性下降了6.85%。试求该同位素的：解：(1)蜕变常数(2)半衰期(3)分解90%所需时间(4)活化能？7.3Arrhenius经验式Arrhenius经验式有不同的表述形式（1）微分式（2）不定积分式：（3）定积分式：（4）指数式：7.5典型的复杂反应1.对峙反应2.平行反应3.连续反应4.复杂反应速率的近似处理法5.链反应7.5.4复杂反应速率的近似处理法3.平衡假设法如果某复杂反应A+B→D有如下三个基元反应组成这速率方程就有意义快平衡慢反应，速控步这个速率方程无意义，因中间产物C的浓度无法测定假设对峙反应能维持平衡状态7.6链反应链反应的基本步骤（1）链的引发（chaininitiation）（2）链的传递（chainpropagation）（3）链的终止（chaintermination）7.7催化作用的基本特征1.催化剂不能改变反应的方向和限度即不能改变，的值2.催化剂同时加速正向和逆向反应的速率，使平衡提前到达，的比值不变3.催化剂加速反应速率的本质是改变了反应的历程，降低了整个反应的表观活化能也不能改变平衡转化率的值催化剂物理性质、化学性质如何变化？物理化学核心教程电子教案第6章相平衡定压T/K单相两相第6章相平衡6.1相律6.2单组分系统的相图6.3二组分理想液态混合物的相图6.4二组分非理想液态混合物的相图6.5部分互溶双液系的相图6.6完全不互溶双液系6.7简单的二组分低共熔相图

6.8形成化合物的二元相图6.9固态互溶的二元相图6.1相律2.相数（P）1.自由度、条件自由度3.组分数（C）NH4HS(s)=NH3(g)+H2S(g)求最大相数2.单组分系统的相图1.水的相图2.二氧化碳的相图3.单组分系统的两相平衡——Clapeyron方程4.Clausius-Clapeyron方程6.2.1水的相图水相图的示意图水冰水蒸气610.62三个单相区、三条两相平衡线、一个三相点三相点和冰点的差别，原因？相图分析：6.2.2二氧化碳的相图CO2的相图CO2(l)CO2(s)CO2(g)518三个单相区、三条两相平衡线、一个三相点干冰，超临界二氧化碳流体的萃取相图分析：6.2.3Clapeyron方程Clapeyron方程Clausius-Clapeyron方程（引入两个近似）:3.双液系的相图1.二组分理想液态混合物相图1.1p-x相图和T-x相图1.2杠杆规则1.3蒸馏（精馏）原理2.二组分非理想液态混合物相图2.1最低恒沸混合物2.2最高恒沸混合物3.部分互溶双液系相图3.1具有最高会溶温度的相图3.2具有最低会溶温度的相图4.完全不互溶双液系相图4.1水蒸汽蒸馏BA定温

6.3.1p-x图和T-x图BA定压两个单相区、一个两相平衡区两条两相线、泡点、露点相图分析：总压等于分压之和

6.3.2杠杆规则1.适用于任何两相平衡区；2.注意横坐标是摩尔分数还是质量分数注意事项：BA定压6.3.3蒸馏（精馏）原理精馏是多次蒸馏一次简单蒸馏不可能将两组分完全分开6.4二组分非理想液态混合物的相图1.最低恒沸混合物2.最高恒沸混合物用蒸馏方法不能把A和B分开组成在AC之间，蒸馏只能得到A和C，无B6.5部分互溶双液系的相图1.具有最高会溶温度2.具有最低会溶温度定压T/K单相两相1.0T/K

6.6完全不互溶双液系1.完全不互溶双液系的蒸气压和沸点2.水蒸气蒸馏水溴苯水+溴苯总蒸气压恒大于任一组分的蒸气压沸点恒低于任一组分的沸点水蒸气蒸馏降低了系统的沸点4.二组分固－液系相图1.1Bi-Cd二元相图分析1.简单的二组分低共熔相图2.1形成稳定化合物2.2形成不稳定化合物2.形成化合物的二元相图3.1固态完全互溶3.2固态部分互溶3.固态互溶的二元相图6.7.1热分析法绘相图4个相区，3条曲线，3个特殊点t/s6.7.3溶解度法绘相图溶解度法主要绘制水-盐系统相图冰+溶液溶液l单相相图的绘制T/K6.8形成化合物的二元相图1.形成稳定化合物的系统2.形成不稳定化合物的系统6.8.1形成稳定化合物的系统相图分析与Bi-Cd相图相同熔液单相有两条三相线IEJ和KGL有三个熔点D,F和H有两个低共熔点E和G6.8.1形成稳定化合物的系统水合物是稳定化合物有三种不同的水合物如相图有4个低共熔点纯硫酸熔点283K，易凝固与的低共熔点235K冬天输送纯硫酸易堵塞管道，应适当稀释6.8.2形成不稳定化合物的系统分别将a和b点的熔液冷却，画出相应的步冷曲线T/KT/KP204读相图规律（二元平面相图）

水平线都是三相共存线；

包含水平线的区都是两相区；

没有水平线的是单相区；垂直线表示化合物；

垂直线与曲线相交，表示为稳定化合物；垂直线与直线相交，表示为不稳定化合物；第5章化学平衡5.2标准平衡常数5.3各种因素对化学平衡的影响5.1化学反应的方向和限度5.2.1标准平衡常数这个公式将两个重要物理量联系在一起，可用于任何化学反应，包括电解质溶液反应。5.2.2平衡常数值与化学反应式的关系设如下化学反应的计量方程有两种写法当反应进度都是1mol时所以因为的值与计量方程的写法有关5.3各种因素对化学平衡的影响1.温度对化学平衡的影响2.压力对化学平衡的影响3.惰性气体对化学平衡的影响5.2.1温度对化学平衡的影响根据van’tHoff公式1.对吸热反应平衡常数的值随着温度的升高而增大