物理化学总复习

1、物理化学课程总复习,掌握各种基本概念和定义，了解其来源、含义和适用条件 对物理化学公式的应用，注意引进条件和适用范围,1,热力学第一定律,了解系统、环境的概念 状态函数的特征 热、功概念的理解。（非状态函数） 热力学能，热力学第一定律 恒容热、恒压热，及其与热力学能、焓的关系及适用条件 可逆过程特点 化学计量数，反应进度，标准摩尔反应焓、标准摩尔生成焓、标准摩尔燃烧焓的定义，及其相互之间关系。,2,The First Law of Thermodynamics (Closed system),Only pVT change,3,4,are const,5,定义,可逆过程：推动力无限小、系统内部

2、及系统与环境之 间在无限接近平衡条件下进行的过程,以 1 mol 理想气体在气缸内恒温膨胀和恒温压缩过程为例分析：,分析,6,末态,始态,7,沿3条途径实现：,(a) 将两堆细砂一次拿掉：,(b) 将两堆细砂分两次拿掉：,(c) 每次拿掉一无限小的细砂，直 至将细沙全部拿完,8,恒温可逆膨胀时，系统对环境 做最大功,过程c可逆 过程a、b不可逆,为了理解“可逆”的含义，现将系统由 末态再压缩回去至始态，途径如下：,9,( ) 将两堆细砂一次加上 ：,( ) 分两次将两堆细砂加上 ：,( ) 将细砂一粒粒加到活塞上直至加完,恒温可逆压缩过程中，环境对系统作最小功,10,循环总功:,循环,热一律,

3、可逆 | 定义,11,可 逆,系统复原 环境做的功转化为等量的热,循环结果,系统 环境,完全复原,不可逆,第一个过程不可逆程度更大,12,热力学第二定律,热机效率 熵的定义，熵增原理及其适用条件 热力学基本方程，8个偏微分方程，麦克斯韦关系式 吉布斯-亥姆霍兹公式，克拉佩龙方程，克-克方程,13,热力学第二定律,熵变计算,A=U-TS,G=H-TS,14,单纯pVT,相变化,化学反应,15,热力学基本方程的导出思路：,16,组成不变均相封闭系统热力学基本方程,dU = TdS pdV dH = TdS + Vdp dA = SdT pdV dG = SdT + Vdp,17,吉布斯-亥姆霍兹方

4、程、麦克斯韦关系式,吉布斯-亥姆霍兹方程 : 表示一定量物质的A 和G 随温度的变化.,麦克斯韦关系式：,18,19, 0 自发 = 0 可逆,0，所以平衡将向左移动。同理可分析惰性气体使Kn 改变时的其它情况。,代入,49,50,例：甲烷在500oC分解： CH4(g) = C(s) + 2H2(g) 求： (1) p=1atm 和 0.5atm，不含惰性气体时，CH4 的 =？ (2) p=1atm，含50%惰性气体时，CH4的 =？ 解：,(1) CH4(g) = C(s) + 2H2(g) 开始n/mol 1 0 平衡n/mol 1 2 nB =1+ ， B =1,p=101.325

5、kPa时， = 0.307 p= 50.663 kPa时， = 0.415,51,(2) CH4(g) = C(s) + 2H2(g) 惰性气体 开始n/mol 1 0 1 平衡n/mol 1- 2 1 nB =2+ ， B =1,p =101.325 kPa时，解得 = 0.391,注意：对于恒容反应，加入惰性气体后，不会改变系统中各 组分的分压，所以对反应平衡无影响。,相平衡,组分数，相数，自由度数的概念和计算 相律 相图识别 步冷曲线的绘制 杠杆规则的应用,52,二组分系统相图识图规则,图中“”表示稳定化合物 图中“”表示不稳定化合物 图中“”表示三相线 “头平足平”的图形一定是两相区

6、（上温度相同，下温度相同） 无规则的图形是单相区,53,电化学,电极反应，电池反应 阴极，阳极，正极，负极的规定 法拉第定律 电池图式 原电池热力学（电池电动势与热力学函数的关系） 能斯特方程 电极电势及其计算,54,书写电池图式, 按惯例, 把负极写在左边, 正极写在右边, 从左到右依次排列各种相态的物质; 用单垂线“|”表示相与相间的界面, 但用单虚垂线“ ”表示两个液相之间的界面, 若采用盐桥则用双虚垂线“ ”表示. 一般还应指明物质的相态及组成.,电池图式: -) Zn|ZnSO4(aq) CuSO4(aq)|Cu (+,55,表面现象,表面张力定义、大小和方向 弯曲液面附加压力，Laplace方程 微小液滴蒸气压开尔文公式 固体表面Langmuir单分子层吸附理论 液固界面，接触角，杨氏方程，润湿现象,56,化学动力学,化学反应速率定义 基元反应速率方程质量作用定律 反应分子数和反应级数 速率方程积分式，零级、一级、二级反应速率方程特点 温度对反应速率的影响，活化能，阿伦尼乌斯方程 速率方程近似处理法,57,作业题和补充题要看看 基本概念要记清楚，选择填空