物理化学重要概念公式总结

第一章 热力学第一定律一、基本概念内能与焓。二、基本定律热力学第一定律：ΔU=Q+W。焦耳实验：ΔU=f(T);ΔH=f(T)三、基本关系式1、体积功的计算 δW=恒外压过程：W=－peΔVV可逆过程： W=nRTV2

p22、热效应、焓等容热：QV=ΔU（封闭系统不作其他功等压热：Qp=ΔH（封闭系统不作其他功焓的定义：H=U+pV ; dH=dU+d(pV)T21焓与温度的关系：Δ1

CpdT3、等压热容与等容热容

() CV；V；

()p定压热容与定容热容的关系：CCpCVnR热容与温度的关系：Cp=a+bT+c’T2四、第一定律的应用1、理想气体状态变化等温过程：ΔU=0;ΔH=0;W=－Q=pedV等容过程：W=0Q=ΔUCVdTΔHCpdT等压过程：W=－peΔV;Q=ΔH=CpdT ;ΔU=CVdT可逆绝热过程：Q=0;利用p1V1γ=p2V2γ求出T2,W=ΔU=CVdT;ΔH=CpdT不可逆绝热过程：Q=0;利用CV(T2-T1)=－pe(V2-V1)求出T2,W=ΔU=CVdT;ΔH=CpdT2、相变化可逆相变化：ΔH=Q=nΔ＿H；Ｗ＝－p(V2-V1)=－pVg=－nRT;ΔU=Q+W3、热化学物质的标准态；热化学方程式；盖斯定律；标准摩尔生成焓。rr

H

H(B,298)mBfm反应热与温度的关系—基尔霍夫定律：mBfm[(rHm)]p

B

BCp,m

。第二章 热力学第二定律一、基本概念自发过程与非自发过程二、热力学第二定律1、热力学第二定律的经典表述“=”可逆；“＞”不可逆T“=”可逆；“＞”不可逆TdSQ三、熵1、熵的导出：卡若循环与卡诺定理dS

Qr3、熵的物理意义：系统混乱度的量度。2、熵的定义： T3、熵的物理意义：系统混乱度的量度。4、绝对熵：热力学第三定律5、熵变的计算（1） 理想气体等温过程：SQrT

nR

nRp2S

p,m

理想气体等容过程：pTV

V,m1

p,m

nRp2S化学反应过程：

n_HTmmrBS(298)mmrB

S(B,298)四、赫姆霍兹函数和吉布斯函数四、赫姆霍兹函数和吉布斯函数1、定义：A=U-TS；G=H-TS1、定义：A=U-TS；G=H-TS等温变化：ΔA=ΔU-TΔS；ΔG=ΔH-TΔS2、应用：不做其他功时，ΔAT,V≤0；自发、平衡ΔGT,V≤0；自发、平衡3、热力学基本关系式dA=-SdT-Vdp；dG=-SdT+pdV4、ΔA和ΔG的求算理想气体等温过程用公式：ΔA=ΔU-TΔS；ΔG=ΔH-TΔS用基本关系式：dA=-SdT-Vdp；dG=-SdT+pdV可逆相变过程ΔA=ΔU-TΔS=W=-nRT；ΔG=0ΔG标准熵法：ΔG=ΔH-TΔS标 准 生 成 吉 布 斯 函 数 法 ：rmBfGrmBf

G(B,298)mΔG与温度的关系mΔG=ΔH-TΔS，设ΔH、ΔS不遂温度变化。五、化学势1、化学式的定义和物理意义B (BnB

T,p,nc(cB

；在T、p及其他物质的量保持不变的情况下，增1molB2、化学势的应用理想气体：RTln(p/p理想气体：RTln(p/p)纯固体和纯液体：纯固体和纯液体：第三章化学平衡一、化学平衡常数与平衡常数表达式 [p(H)/p][c(ZnClK 2 2 HCl(aq)=H+ZnC2二、标准平衡常数的求算

aq

c2(l )mrGmr

lnK三、范特荷夫等温方程rGm

)

G)

J

J

/KmHr四、平衡常数与温度的关系mHrmrGmr

r

S；mmmrrGmmmrr

lnK五、各种因素对平衡的影响分压、总压、惰性气体、温度。第四章液态混合物和溶液一、拉乌尔定律和亨利定律1、拉乌尔定律pA=p*xA；pA=p*ax,A 2、亨利定律pB=kx,BxB=kb,BbB=k%,B[%BpB=kx,Bax,B=kb,Bab,B=k%,Ba%,B 中的溶质。二、液态混合物和溶液中各组分的化学势1、理想液态混合物x(T,p,mix))x

标准态为：同温下的液态纯溶剂。2、真实液态混合物x(T,p,)x

标准态为：同温下的液态纯溶剂。3、理想稀溶液溶剂：

,p,sln)

)

xA

标准态为：同温xAxA溶质：B

p,sln)

)

标准态为：xBxB=1（假想状态xB

,p,sln)

)

x,

=fx,A

x;标x,x,

,p,sln)

)

x,

;ax,B=γx,BxB;标准态为：xBxB=1（假想状态xBB

p,sln)

b,

)

b,B;ab,B=γb,BbB;bB=1（假想状态。%,BB(T,p,sln)%,BB

)

%,

;a%,B

=γ%,B

[%B]; 标准态为：同温下[B%]=1（一般为假想状态三、各种平衡规律1、液态混合物的气液平衡pA=p*ax,A; pA=p*ax,A; p=pA+pBA A2、溶液的气液平衡ApA=p*ax,A；pB=kx,Bax,B=kb,Bab,B=k%,Ba%,B；p=pA+pBA3、理想稀溶液的凝固点降低T*TT*

ff xffus

BHm,AH、分配定律、化学平衡6、西弗特定律第五章相平衡一、相律1、物种数、独立组分数、相数、自由度数2、相律公式f=C-φ+2二、单组分系统1、克-克方程lnp2p1

vapHm(1R

1)T22、水的相图三面、三线、一点。三、双组分系统、相律分析C-（一般固定压力，=,f=1；=,f=02、杠杆规则3、步冷曲线四、典型相图1、Mg-Ge相图2、Na-K相图3、Ag-Cu相图第六章电解质溶液一、电解质溶液的电导1、电导G=1/R;单位：S(西门子)2、电导率G=κA/l或κ=Gl/A;单位：S/m3、摩尔电导率Λm=κ/c4、无限稀释摩尔电导率ΛΛΛm 5、离子的电迁移 U E

t

I

U ltt1

； Q

I

UU ；二、电解质溶液的活度1、电解质的化学势（电解质溶液的浓度用mB或bB表示）B

aBBa ;a (1BB

m/; )1/;

(1;B

2、离子强度zI1 m 2z2 BBI3、德拜—休克尔极限公式I

0.5093|zz|

；适用于25℃时的极稀水溶液。第七章电化学一、可逆电池的构成Grm二、可逆电池热力学Grm1、rGm

zFE;

zFE;F

96500C/mol2r

zF()p3rHm

rGmTrSm4、Qr

Tr

；电池反应做了其他功。三、能斯特方程1、电池反应的能斯特方程EE

Jz

；常用2、电极反应的能斯特方程E

0.0592lga(O)

a(H)

；不常用1、第一类电极2、第二类电极难溶盐电极；难溶氧化物电极3、氧化还原电极五、电极电势的应用1、测定电池反应的热力学函数2、测定电解质的3、测定溶液的pH值、浓差定氧1、浓差极化电极反应速度比离子迁移速度快造成的。2、电化学极化电极反应速度比电子移动速度慢造成的。3、极化结果EiEe；对阳极η总为正；对阴极η总为负。1、金属腐蚀2、金属防护阴极保护法：牺牲阳极法，外加电流法。阳极保护法：钝化。涂层保护法：热镀、电镀、有机涂层。第八章表面现象一、表面吉布斯函数1、产生表面分子与内部分子的差别。2、定义及单位(

T,p,nB

；J/m2

或N/m；因此又称表面张力。3、影响因素物质本性、温度、相邻相、溶质的种类。4、表面热力学在温度、压力、组成不变的情况下，缩小表面积和降低表面张力为自发方向。二、弯曲液面的表面现象1、附加压力

Adp2/r2、饱和蒸气压ln(pr)p0

K/r3、毛细管现象2cosh 三、新相生成与介安状态1、过饱和蒸汽与人工降雨2、过冷现象与晶种3、过饱和溶液与种盐4、过热现象与沸石5、淬火与回火四、固体表面的吸附作用1范德华力与化学键力；又无选择性；单分子层与多分子层。2、吸附曲线等温线（判断单多层；等压线（判断吸附类型、等量线（求吸附热3、吸附等温式弗伦德里希：aVm朗格谬尔：VV

kpnbp1bp五、溶液表面的吸附、溶液的表面张力2、吉布斯吸附公式cRT

()cT六、润湿现象1、接触角θθ=0°，完全润湿；θ＜90°，润湿；θ＞90°，不润湿；θ=180°，完全不润湿。2、杨氏方程sg

l

cos1、定义2、分类离子型、非离子型。3、结构特点一端亲水基一端亲油基。4、应用乳化、去污（增溶、浮选、改变润湿角。第九章化学动力学基础一、关于反应速率的基本概念1、反应速率的表示 1B

dcB2、反应速率的测定测定不同时刻的浓度（化学法、物理法，作t曲线，tt时的反应速率。3、基元反应和非基元反应一步完成的反应为基元反应，基元反应遵守质量作用定律。是否基元反应只能通过实验确定。4、速率方程与速率常数质量作用定律是速率方程的特殊形式，对于非基元反应也有类似的式子。速率常数仅与温度和催化剂有关，而与浓度无关。5、反应级数0小数。二、浓度对反应速率的影响1、一级反应S-1；

dcA

kcA

——反应速率与浓度的一次方成正比；k的单cc

kt

——以lnc~t作图得一直线；半衰期：

t1/

ln2k

——与起始浓度无关。2、二级反应与准一级反应

dckc2dt

——反应速率与浓度的二次方成正比；k的单位为浓度-1时间-1；11积分式：c

kt

——以1/c~t作图得一直线；半衰期：

t1/2

1kc0

——与起始浓度的一次方成反比。AB反应处理。3、反应级数的测定c~tk确；c~tlnc~t1/c~t半 衰 期 法 ： 根

t1/

得t1/

ncK

lgt1/2~lgc作图可得直线，从斜率可求n。微分法：根据

kcn得lg

nck，以lg~c作图可得直线，斜率即为n。四、温度对反应速率的影响1、阿仑尼乌斯公式dlnk微分式：

Eakk积分式：k1

Ea(1R

1)T22、活化能活化分子的平均能量与反应物分子的平均能量之差。第十章复合反应动力学一、复合反应基本类型1、平行反应

(k

k

；cBk1dt 1 2

cc k22、对行反应dt

k1cA

；

cB,ecA,e

k1k13、连串反应dt

k1cA

；

k1cA

k2

；

k2cB二、复合反应机理近似处理方法1、平衡态法A

k1Dk1Dk2

；若k1

，则反应物与中间物达成