化学物理
物理化学知识点(全)
第二章热力学第一定律内容摘要热力学第一定律表述热力学第一定律在简单变化中的应用 热力学第一定律在相变化中的应用 热力学第一定律在化学变化中的应用 一、热力学第一定律表述U Q W ∆=+ dU Q W δδ=+适用条件：封闭系统的任何热力学过程 说明：1、amb W p dV W '=-+⎰2、U 是状态函数，是广度量W 、Q 是途径函数 二、热力学第一定律在简单变化中的应用----常用公式及基础公式 过 程WQΔUΔH理想气体自由膨胀理想气体等温可逆－nRTln （V 2/V 1）； －nRTln （p 1/p 2） nRTln （V 2/V 1）；nRTln （p 1/p 2）0 0等 容任意物质0 ∫nCv.mdT ∫nCv.mdT ΔU+V Δp 理想气体 0 nCv.m △T nCv.m △T nCp.m △T 等 压任意物质－P ΔV ∫nCp.mdT ΔH －p ΔV Qp 理想气体－nR ΔT nCp.m △TnCv.m △T nCp.m △T 理 想 气 体 绝 热过 程 Cv.m(T 2－T 1)；或nCv.m △TnCp.m △T可逆 (1/V 2γ-1－1/ V 1γ-1)p 0V 0γ/(γ－1)2、基础公式热容 C p .m =a+bT+cT 2 (附录八) ● 液固系统----Cp.m=Cv.m ● 理想气体----Cp.m-Cv.m=R ● 单原子: Cp.m=5R/2 ● 双原子: Cp.m=7R/2 ● Cp.m / Cv.m=γ理想气体• 状态方程 pV=nRT• 过程方程 恒温:1122p V p V = • 恒压: 1122//V T V T = • 恒容: 1122/ / p T p T =• 绝热可逆: 1122 p V p V γγ= 111122 T p T p γγγγ--=111122 TV T V γγ--= 三、热力学第一定律在相变化中的应用----可逆相变化与不可逆相变化过程1、 可逆相变化 Q p =n Δ相变H m W = -p ΔV无气体存在: W = 0有气体相,只需考虑气体,且视为理想气体ΔU = n Δ相变H m － p ΔV2、相变焓基础数据及相互关系 Δ冷凝H m (T) = －Δ蒸发H m (T)Δ凝固H m (T) = －Δ熔化H m (T) Δ凝华H m (T) = －Δ升华H m (T)(有关手册提供的通常为可逆相变焓)3、不可逆相变化 Δ相变H m (T 2) = Δ相变H m (T 1) +∫Σ(νB C p.m )dT 解题要点： 1.判断过程是否可逆;2.过程设计,必须包含能获得摩尔相变焓的可逆相变化步骤;3.除可逆相变化,其余步骤均为简单变化计算.4.逐步计算后加和。
什么叫物理化学(学科概念)
八、课程的基本内容
物理化学的内容非常广泛,有些分支实际上已 发展成为独立的学科。例如：化学热力学、 反应动力学、胶体化学、表面化学、电化学 等等。本课程只把它们作为某些章节进行初 步介绍。
上册中主要侧重于化学热力学，包括热力学 三大定律，以及在溶液、相变平衡、化学平 衡中的应用，还有统计热力学。
原反应伴随着电流的产生；
双原子分子分解反应发生的必要条件是：
两个原子之间的 振动能 超过一定限度时，
化学键才能断裂；
两种物质之间的化学反应，通常必须经
过两种物质分子之间的 碰撞 才能发生。
这种例子还很多，化学现象和物理现象
总是紧密地联系着的。
“物理化学” 定 义
物理化学是研究化学现象和物理现象之
热力学发展至今已比较成熟，整个体系
的逻辑性很强，因此各章的内容承前启
后联系紧密。希望同学们在学习时一开
始就注意及时理解和消化。
其次，为加深对概念的理解和公式的正
确运用，还有一定量的习题，希望大家
独立思考加以完成
绪 论
一、什么叫物理化学（学科概念）
科学研究领域的区分，主要是根据研究
对象的特殊性来确定的。物理化学的研 究对象是化学现象中的某些普遍规律， 属于化学学科范畴。
从哲学高度看，任何较高级（复杂）的运
动形式都包含相对较低级（简单）的运动 形式。在物理、化学、生物、社会运动形 式中，后者总是包含前者，即任何的化学
2. 化学反应进行的速度和机理
化学反应的速度有多快，反应过程究竟
是如何进行的（即反应的机理），外界 条件（如浓度、温度、催化剂等）对反
应速度、机理有何影响，如何控制反应
的进行（快、慢控制）。
物理与化学区别
个人收集整理仅供参考学习
化学（chemistry）是研究物质的性质、组成、结构、变化，以及物质间相互作用关系的科学。
物理（Physics），全称物理学。
物理学是研究物质世界最基本的结构、最普遍的相互作用、最一般的运动规律及所使用的实验手段和思维方法的自然科学。
就是说,物理研究的是外在,化学研究的是本质及变化
化学反应是有新的物质生成，而物理没有，他还是本身的性质，就像水变成水蒸气一样!
物理是研究物质结构、物质相互作用和运动规律的自然科学。
是一门以实验为基础的自然科学,物理学的一个永恒主题是寻找各种序（orders）、对称性（symmetry）和对称破缺（symmetry-breaking）10、守恒律（conservation laws）或不变性（invariance）.
在物理学的领域中，研究的是宇宙的基本组成要素：物质、能量、空间、时间及它们的相互作用
化学（chemistry）是研究物质的组成、结构、性质、以及变化规律的科学。
世界是由物质组成的，化学则是人类用以认识和改造物质世界的主要方法和手段之一，它是一门历史悠久而又富有活力的学科，它的成就是社会文明的重要标志。
“化学”一词，若单从字面解释就是“变化的科学”。
化学如同物理一样皆为自然科学之基础科学。
很多人称化学为“中心科学”(Central science)，它是研究物质的组成、结构、性质以及变化规律的科学。
分子的破裂和原子的重新组合是化学变化的基础。
物理化学和化学物理的区别
化学物理学（chemical physics）是研究化学领域中物理学问题的科学，是化学和物理学交叉产生的边缘学科。
化学物理学是在量子力学问世后不久诞生的。
这门学科的创立以1933年美国创刊的《化学物理杂志》为标志。
化学物理学诞生之后，发展极为迅速，其中重要的代表作有美国斯莱特于1939）年出版的《化学物理引论》。
化学物理学的主要研究内容包括：（1）原子和分子波函数理论；（2）原子和分子光谱学；（3）化学动力学及碰撞过程；（4）液体结构的全部领域；（5）高分子聚合物；（6）平衡态及输运理论的统计力学；（7）分子晶体或其他类型晶体的性能；（8）物质各态的本构热力学性能；（9）利用激光研究物性；（10）激光的工作机制等。
物理化学，是一门以物理的原理和实验技术为基础，研究化学体系的性质和行为，发现并建立化学体系的特殊规律的学科。
公认的物理化学的研究内容，大致可概括为三个方面：
一是以热力学的三个基本定律为理论基础，研究宏观化学体系在气态、液态、固态、溶解态以及高分散状态的平衡物理化学性质及其规律性。
在这一情况下，时间不是一个变量。
属于这方面的物理化学分支的有：化学热力学，溶液、胶体和表面化学。
二是化学体系的微观结构和性质。
以量子理论为理论基础，研究原子和分子的结构，物体的体相中原子和分子的空间结构，以及结构与物性的规律等。
属于这方面的物理化学分支有：结构化学和量子化学。
三是化学体系的动态性质。
研究由于化学或物理因素的扰动而引起体系中发生化学变化过程的速率、变化的机理。
在这种情况下，时间是重要的变量。
属于这方面的物理化学分支有：化学动力学、催化、光化学、电化学等。
物理化学的知识点总结
物理化学的知识点总结一、热力学1. 热力学基本概念热力学是研究能量转化和传递规律的科学。
热力学的基本概念包括系统、环境、热、功、内能、焓、熵等。
2. 热力学第一定律热力学第一定律描述了能量守恒的原理，即能量可以从一个系统转移到另一个系统，但总能量量不变。
3. 热力学第二定律热力学第二定律描述了能量转化的方向性，熵的增加是自然界中不可逆过程的一个重要特征。
4. 热力学第三定律热力学第三定律表明在绝对零度下熵接近零。
此定律是热力学的一个基本原理，也说明了热力学的某些现象在低温下会呈现出独特的特性。
5. 热力学函数热力学函数是描述系统状态和性质的函数，包括内能、焓、自由能、吉布斯自由能等。
二、化学热力学1. 热力学平衡和热力学过程热力学平衡是指系统各个部分之间没有宏观可观察的能量传输，热力学过程是系统状态发生变化的过程。
2. 能量转化和热力学函数能量转化是热力学过程中的一个重要概念，热力学函数则是描述系统各种状态和性质的函数。
3. 热力学理想气体理想气体是热力学研究中的一个重要模型，它通过状态方程和理想气体定律来描述气体的性质和行为。
4. 热力学方程热力学方程是描述系统热力学性质和行为的方程，包括焓-熵图、温度-熵图、压力-体积图等。
5. 反应焓和反应熵反应焓和反应熵是化学热力学研究中的重要参数，可以用来描述化学反应的热力学过程。
三、物质平衡和相平衡1. 物质平衡物质平衡是研究物质在化学反应和物理过程中的转化和分配规律的一个重要概念。
2. 相平衡相平衡是研究不同相之间的平衡状态和转化规律的一个重要概念，包括固相、液相、气相以及其之间的平衡状态。
3. 物质平衡和相平衡的研究方法物质平衡和相平衡的研究方法包括热力学分析、相平衡曲线的绘制和分析、相平衡图的绘制等。
四、电化学1. 电解质和电解电解质是能在水溶液中发生电离的化合物，电解是将电能转化为化学能或反之的过程。
2. 电化学反应和电势电化学反应是在电化学过程中发生的化学反应，电势是描述电化学系统状态的一个重要参数。
物理化学基础知识
一、测量⒈长度L：主单位:米；测量工具:刻度尺；测量时要估读到最小刻度的下一位；光年的单位是长度单位。
⒉时间t：主单位:秒；测量工具:钟表；实验室中用停表。
1时＝3600秒，1秒＝1000毫秒。
⒊质量m：物体中所含物质的多少叫质量。
主单位：千克；测量工具：秤；实验室用托盘天平。
二、机械运动⒈机械运动：物体位置发生变化的运动。
参照物：判断一个物体运动必须选取另一个物体作标准，这个被选作标准的物体叫参照物。
⒉匀速直线运动：①比较运动快慢的两种方法：a 比较在相等时间里通过的路程。
b 比较通过相等路程所需的时间。
②公式：1米／秒＝3.6千米／时。
三、力⒈力F：力是物体对物体的作用。
物体间力的作用总是相互的。
力的单位：牛顿（N）。
测量力的仪器：测力器；实验室使用弹簧秤。
力的作用效果：使物体发生形变或使物体的运动状态发生改变。
物体运动状态改变是指物体的速度大小或运动方向改变。
⒉力的三要素：力的大小、方向、作用点叫做力的三要素。
力的图示，要作标度；力的示意图，不作标度。
⒊重力G：由于地球吸引而使物体受到的力。
方向：竖直向下。
重力和质量关系：G=mg m=G/gg=9.8牛／千克。
读法：9.8牛每千克，表示质量为1千克物体所受重力为9.8牛。
重心：重力的作用点叫做物体的重心。
规则物体的重心在物体的几何中心。
⒋二力平衡条件：作用在同一物体；两力大小相等，方向相反；作用在一直线上。
物体在二力平衡下，可以静止，也可以作匀速直线运动。
物体的平衡状态是指物体处于静止或匀速直线运动状态。
处于平衡状态的物体所受外力的合力为零。
⒌同一直线二力合成：方向相同：合力F=F1+F2 ;合力方向与F1、F2方向相同；方向相反：合力F=F1-F2，合力方向与大的力方向相同。
⒍相同条件下，滚动摩擦力比滑动摩擦力小得多。
滑动摩擦力与正压力，接触面材料性质和粗糙程度有关。
【滑动摩擦、滚动摩擦、静摩擦】7．牛顿第一定律也称为惯性定律其内容是：一切物体在不受外力作用时，总保持静止或匀速直线运动状态。
化学变化和物理变化
2、物理性质和化学性质3、气体的性质45、化学实验的安全要求（1）给试管中的液体加热，试管口不能对着自己，也不能对着别人（2）不能用嘴吹灭酒精灯火焰，必须用灯帽盖灭；绝对禁止用酒精灯引燃另一只酒精灯（3）闻气体时，用手轻轻扇动气体，不能用鼻子直接对着气体嗅闻（4）可燃性气体的使用：点燃前必须检验气体的纯度（防止与空气混合遇火发生爆炸）9、物质的提纯（除杂）提纯目的：提高物质的纯度。
提纯方法 提纯方法 目的操作装置操作方法过滤除去难溶于水的固体杂质。
一贴：滤纸紧贴漏斗二低：滤纸边缘低于漏斗边缘，滤液面低于滤纸边缘三靠：滤纸靠漏斗，玻璃棒靠滤纸三层处，漏斗颈靠烧杯壁（漏斗颈靠烧杯壁作用：①防止液滴溅出，②加快过滤速度）结晶：除去能溶于水的固体蒸发加热将溶液中的溶剂（如：水）汽化而除去。
（从溶液中分离出溶解度随温度变化很小的物质），如：从食盐水中分离出食盐固体。
①加热时不断用玻璃棒搅拌（防止局部过热而产生迸溅） ②加热到有大量固体析出时，停止加热，利用余热使剩余液体蒸干（防止已析出的固体在受热的情况下迸溅）③用坩埚钳取下热的蒸发皿放到石棉网上 降温 分离出溶解度随温度变化很明显的物质。
如：从KNO 3和NaCl 的混合物中分离出KNO 3。
蒸馏得到不同沸点的很纯净的液体。
说明1、蒸馏与蒸发的区别：①目的不同：蒸发是要得到晶体(固体)，蒸馏是要得到很纯净的液体(液态)。
②装置不同：蒸发装置是敞口的，加热将溶液中的溶剂（如水）汽化“赶走”即可。
蒸馏装置几乎是密封的，加热使液体汽化后，要经过冷凝管将气体冷却后转化为液态收集。
2、粗盐提纯主要操作和顺序：（称盐、量水）→溶解→过滤→蒸发→（冷却后称量）。
经这些操作后，海盐中还含有一些其他的盐（如镁盐、钙盐和硫酸盐），由于这些盐均可溶于水，用过滤方法不能除去，可通过化学方法将这些盐转化为难溶的物质，再过滤，进一步提纯。
10地壳 氧(O)、硅(Si)、铝(Al)、铁(Fe)、钙(Ca)…… 海水 氧(O)、氢(H)、氯(Cl)、钠(Na) 空气 氮(N)、氧(O) 人体 氧(O)、碳(C)、氢(H)、氮(N)、钙(Ca)……11、元素、单质和化合物（化合物中的一种类型——氧化物）物质是由元素组成的，元素有游离态（单质）与化合态（化合物）两种存在状态单质 化合物 定义 由同种元素组成的纯净物 由不同种元素组成的纯净物•由两种元素组成，其中一种是氧元素的化合物——氧化物示例 氧气(O 2)、铁(Fe) 二氧化碳(CO 2)——氧化物氯化钠(NaCl)、碳酸钙(CaCO 3)分子 原子定义分子是保持物质化学性质的最小微粒。
化学变化和物理变化概念
物理变化和化学变化的概念一物理变化指物质的状态虽然发生了变化，但一般说来物质本身的组成成分却没有改变。
例如：位置、体积、形状、温度、压强的变化，以及气态、液态、固态间相互转化等。
化学变化是指相互接触的分子间发生原子或电子的转换或转移，生成新的分子并伴有能量的变化的过程，其实质是旧键的断裂和新键的生成。
1、物理变化和化学变化的联系化学变化里一定包含物理变化，物理变化里一定没有化学变化。
化学变化过程中总伴随着物理变化。
在化学变化过程中通常有发光、放热、也有吸热现象等。
按照原子碰撞理论，分子间发生化学变化是通过碰撞完成的，要完成碰撞发生反应的分子需满足两个条件：（1）具有足够的能量；（2）正确的取向。
因为反应需克服一定的分子能垒，所以须具有较高的能量来克服分子能垒。
两个相碰撞的分子须有正确的取向才能发生旧键断裂。
2、物理变化和化学变化的区别物理变化和化学变化的唯一区别是有无新物质生成。
物理变化发生时没有新物质生成。
如矿石粉碎，只是物质形状变化。
矿石炼成铁则为化学变化，因为铁矿石的主要成分是铁的氧化物，炼成的铁是单质，有新物质生成。
二物理变化和化学变化的区别与联系1、化学变化和物理变化的主要区别：物理变化和化学变化的唯一标志是有无新物质生成。
2、化学变化和物理变化的主要联系：化学变化中一定伴随有物理变化。
若在使用物质的过程中，物质本身没有变化，则是利用了物质的物理变化，物质本身发生了变化，变成了其他物质，则是利用了物质的化学性质。
物质的性质与用途的关系：物质的性质是决定物质用途的主要因素，物质的用途体现物质的性质。
物理变化例子1、水蒸发和凝固；2、糖块融化；3、二氧化碳凝华为干冰；4、铁水铸成铁锅；5、汽油挥发；6、矿石粉碎；7、研碎胆矾；8、衣服晾干；9、碗摔碎；10、粉笔折断；化学变化例子1、葡萄酿酒；2、食品发霉；3、煤气中毒；4、动植物呼吸；5、木柴燃烧；6、铁生锈；7、牛奶变酸；8、燃放烟花；9、火药爆炸；10、铁矿石炼成铁；。
化学中的物理化学与化学物理
化学中的物理化学与化学物理化学中的物理化学与化学物理是研究物质的性质、状态变化以及化学反应过程中能量变化和转换规律的科学。
它既涉及到物理学的理论基础，又与化学的实际应用紧密相连。
以下是这一学科领域的核心知识点：1.物质的量与状态：研究物质的量的概念，包括摩尔、摩尔质量等；以及物质的气、液、固三态变化及其规律。
2.热力学基础：包括能量守恒定律、热力学第一定律（内能的变化）、热力学第二定律（熵的概念及其在化学中的应用）。
3.化学动力学：研究化学反应速率、化学平衡、反应机理以及影响反应速率的因素。
4.电化学：探究原电池、电解池的原理，电镀、腐蚀等电化学现象及其应用。
5.物质结构：涉及原子、分子、离子晶体的结构理论，以及它们对物质性质的影响。
6.相平衡：研究不同相之间的平衡关系，包括杠杆法则、相图等。
7.溶液理论：溶液的组成、浓度表示方法、溶液的稀释与浓缩、离子积理论、盐类的水解。
8.胶体与界面化学：胶体的性质、胶体的稳定性和聚沉、表面活性剂的作用以及界面现象。
9.化学键与分子轨道理论：不同类型的化学键（离子键、共价键、金属键），以及分子轨道理论的基本概念。
10.量子化学基础：量子力学在化学中的应用，如原子轨道、分子轨道的概念，以及它们在化学键理论中的应用。
11.化学信息学：化学信息的收集、处理、储存和传递，化学数据库的使用。
12.绿色化学：介绍可持续化学原理，包括反应设计、过程优化、原子经济性等。
13.化学实验技能：实验基本操作、实验数据的处理与分析、实验安全等。
以上知识点遵循中学生发展需求和教材内容，旨在为学生构建坚实的化学基础，并激发他们对化学科学的兴趣和探究精神。
习题及方法：1.知识点：物质的量与状态习题：1摩尔的氧气在标准状况下的体积是多少？解题方法：使用理想气体状态方程PV=nRT，其中P为压强（标准大气压），V为体积，n为物质的量（1摩尔），R为理想气体常数，T为温度（标准温度）。
解得V=22.4L。
常见物理化学变化
常见物理化学变化一、物质的溶解物质的溶解是指将固体、液体或气体溶质加入溶剂中，使其分散均匀形成溶液的过程。
在溶解过程中，溶质的微粒逐渐分散在溶剂中，与溶剂的分子间发生相互作用而形成溶液。
溶解是一种物理变化，它不改变溶质和溶剂的化学性质。
常见的溶解现象包括糖溶解在水中、盐溶解在水中等。
二、物质的蒸发物质的蒸发是指液体变成气体的过程。
当液体表面的分子获得足够的能量，克服表面张力，便会从液体中脱离，形成气体。
蒸发是一种物理变化，其速率受到温度、表面积和液体性质的影响。
常见的蒸发现象包括水的蒸发、酒精的蒸发等。
三、物质的熔化物质的熔化是指固体变成液体的过程。
当固体受热升温到熔点以上时，固体内部的颗粒运动加剧，克服了相互之间的吸引力，固体结构逐渐松散，形成液体。
熔化是一种物理变化，其熔点是固体的特征性质。
常见的熔化现象包括冰的熔化、蜡烛的熔化等。
四、物质的凝固物质的凝固是指液体变成固体的过程。
当液体温度降低到凝固点以下时，分子的运动减缓，逐渐排列成有序的固体结构。
凝固是一种物理变化，其凝固点是液体的特征性质。
常见的凝固现象包括水的结冰、金属的凝固等。
五、物质的显热变化物质的显热变化是指物质在发生相变过程中吸收或释放热量的现象。
当物质发生熔化或凝固、蒸发或液化时，吸收或释放的热量称为显热。
显热变化是一种物理变化，其大小与物质的性质和变化过程有关。
常见的显热变化包括熔化热、凝固热、汽化热、凝华热等。
六、物质的沉淀物质的沉淀是指溶液中溶质超过溶解度限度而形成的固体颗粒。
当溶液中溶质浓度超过饱和溶解度时，溶质无法继续溶解，便会逐渐聚集形成固体颗粒，从而产生沉淀。
沉淀是一种物理变化，其颗粒大小和沉淀速率受到溶液浓度、温度、搅拌等因素的影响。
常见的沉淀现象包括盐类的沉淀、矿物质的沉淀等。
七、物质的分解物质的分解是指化合物在一定条件下发生化学反应，分解成更简单的物质的过程。
分解反应是一种化学变化，常常伴随着能量的吸收或释放。
物理化学公式大全
物理化学公式大全物理化学是研究物质的物理性质和化学性质之间的关系的学科。
以下是一些在物理化学中常用的公式：1.热力学方程：-理想气体状态方程：PV=nRT其中P为气体压强，V为气体体积，n为气体摩尔数，R为气体常数，T为气体温度。
-内能变化公式：ΔU=q+w其中ΔU为系统内能变化，q为系统吸取或放出的热量，w为系统对外界做的功。
-能量守恒定律：ΔE=q+w其中ΔE为系统总能量变化，q为系统吸取或放出的热量，w为系统对外界做的功。
2.动力学方程：-反应速率公式：r=k[A]^m[B]^n其中r为反应速率，k为反应速率常数，[A]和[B]分别为反应物A和B的浓度，m和n为反应物的反应级数。
- Arrhenius 公式：k = A * e^(-Ea/RT)其中 k 为反应速率常数，A 为 Arrhenius 常数，Ea 为活化能，R为气体常数，T 为反应温度。
3.量子力学方程：- 波函数公式：Ψ = Σcnφn其中Ψ 为波函数，cn 为系数，φn 为基态波函数。
- Schroedinger 方程：HΨ = EΨ其中H为哈密顿算符，Ψ为波函数，E为能量。
4.热力学方程：- 熵变公式：ΔS = q_rev / T其中ΔS 为系统熵变，q_rev 为可逆过程吸放热量，T 为温度。
- Gibbs 自由能公式：ΔG = ΔH - TΔS其中ΔG 为 Gibbs 自由能变化，ΔH 为焓变化，ΔS 为熵变化，T 为温度。
5.电化学方程：- Nerst 方程：E = E° - (RT / nF) * ln(Q)其中E为电池电势，E°为标准电势，R为气体常数，T为温度，n为电子数，F为法拉第常数，Q为电化学反应的反应物浓度比。
- Faraday 定律：nF = Q其中n为电子数，F为法拉第常数，Q为电荷数。
以上公式只是物理化学中的一小部分，这里列举的是一些常见的、基本的公式，实际上物理化学领域有非常多的公式和方程可供使用。
高三物理化学基础知识点
高三物理化学基础知识点高三物理化学基础知识点是学生在高中最后一年需要掌握的重要基础知识。
本文将简要介绍一些物理化学领域的核心概念和知识点，供高三学生复习使用。
一、物理基础知识点1. 运动力学运动力学是物理学的基础，主要研究物体的运动规律。
其中包括位移、速度、加速度、力、质量、牛顿三定律等重要概念。
学生需要熟悉运动方程、力学定律等，以便能够解决各种运动问题。
2. 热学热学是研究热现象及其规律的学科，其中包括温度、热量、热传导、热膨胀、理想气体等概念。
理解热学基本定律，如热传导定律、热平衡定律等，并能应用于实际问题。
3. 光学光学是研究光的传播和光现象的学科。
其中包括光的反射、折射、光的波动性和粒子性、光的干涉和衍射等知识点。
学生需要理解光的传播规律，并能解决与光相关的问题。
4. 电磁学电磁学是研究电和磁现象及其相互关系的学科。
包括电荷、电场、电势、电流、电路等概念。
学生需要掌握静电、电流、电路等基本知识，并能解决与电磁学相关的问题。
二、化学基础知识点1. 原子结构原子结构是化学的基础，涉及原子、元素周期表、元素化合价等概念。
学生需要理解原子的组成，了解电子结构、原子序数、质子数和中子数等知识，并能解决与原子结构相关的问题。
2. 化学键及分子结构化学键是由原子之间的相互作用力形成的，主要包括共价键、离子键和金属键。
了解不同类型的化学键的特点和形成规律，并能理解分子的三维结构。
3. 化学反应与化学方程式化学反应是指物质之间转化为其他物质的过程。
学生需要了解化学反应的基本类型，如氧化还原反应、酸碱中和反应等，并能根据化学方程式解决与化学反应相关的问题。
4. 化学计量和化学计算化学计量是指在化学反应中物质的量的关系。
需要掌握摩尔质量、化学计量关系、反应的计算等内容，并能应用到实际问题中。
总结：高三物理化学基础知识点是学生在高中最后一年需要掌握的重要知识，包括物理学和化学学科的核心概念和知识。
通过理解和掌握这些基础知识，学生可以更好地应对高考物理化学考试，并为进一步深入学习相关领域打下坚实的基础。
物理和化学的关系
物理和化学的关系
物理和化学是两门相互促进、相互完善的自然科学，它们之间的关系主要体现在以下两个方面：
1.化学是物理的一个分支，或者说，化学是物理学中关于物质的组成、结构和
性质变化规律的一个分支。
物理学的研究领域非常广泛，包括声、光、热、电、力等物理现象。
而化学则主要关注物质的组成、结构以及它们在不同条件下的变化。
2.物理为化学提供基础。
许多化学现象和化学反应都可以用物理的理论和模型
来解释。
例如，化学反应可以看作是原子和分子的重新排列组合，而这个过程恰恰可以用物理中的量子力学和分子动力学理论来描述。
同时，物理中的热力学定律可以帮助我们理解化学反应的平衡状态和反应速率。
1/ 1。
物理化学
热力学第一定律1、热力学第一定律：△U=Q+W2、体积功：（1）气体向真空膨胀：W=0（2）气体恒外压膨胀：W=—P外*△V（3）外压比内压差无限小膨胀：W=—∫p*dV 若气体为理想气体时，W=—nRTln(p1/p2)=—nRTln(v2/v1)(4)可逆相变的体积功：W=—nRT3、定容及定压下的热：（焓）△H=△U+△(PV)4、定压下：Q=△H=nCp,m*△T定容下：Q=△U=nCv,m*△T （Cp,m=Cv,m+R）5、理想气体的绝热过程：pV＾γ=常数（γ=Cp,m/Cv,m)6、实际气体的节流膨胀（等焓膨胀）△H=07、定容与定压反应热：△H=△U+RT△n (Qp=Qv+RT△n)8、反应进度ζ：ζ=（n2-n1）/v9、任意一反应的反应焓等于产物生成焓之和减去反应物生成焓之和任意一反应的反应焓等于反应物燃烧焓之和减去产物燃烧焓之和10、反应焓与温度的关系（基尔霍夫方程）：△H2-△H1=△Cp(T2-T1)热力学第二定律1、克劳休斯不等式：△S>=Q/T2、卡诺热机的效率：η=（T2-T1)/T23、定温过程的熵变：△S=nRln(p1/p2)4、定压熵变：△S=nCp,m*ln(T2/T1)5、定容熵变：△S=nCv,m*ln(T2/T1)6、绝热可逆过程为等熵过程（△S=0)7、定温定容系统：亥姆霍兹函数A=U—TS8、定温定压系统：吉布斯函数G=H—TS=A+pV (可逆相变：△G=0)9、热力学函数之间的关系：dU=TdS-p*dVdH=TdS+VdpdA=-SdT-p*dVdG=-SdT+Vdp10、吉布斯-亥姆霍兹公式：（△G/T2)-(△G/T1)=△H(1/T2-1/T1)。
物理化学公式
物理化学主要公式及使用条件1.气体混合物（1） 组成摩尔分数 y B (或x B ) = ∑AA B /n n体积分数/y B m,B B *=V ϕ∑*AVy Am,A式中∑AA n 为混合气体总的物质的量。
Am,*V 表示在一定T ，p 下纯气体A 的摩尔体积。
∑*AAm,A Vy 为在一定T ，p 下混合之前各纯组分体积的总和。
（2） 摩尔质量∑∑∑===BBBB B BB mix //n M n m M y M式中 ∑=BB m m 为混合气体的总质量，∑=BB n n 为混合气体总的物质的量。
上述各式适用于任意的气体混合物。
（3） V V p p n n y ///B B B B*=== 式中p B 为气体B ，在混合的T ，V 条件下，单独存在时所产生的压力，称为B 的分压力。
*BV 为B 气体在混合气体的T ，p 下，单独存在时所占的体积。
2.道尔顿定律 p B = y B p ，∑=BB p p上式适用于任意气体。
对于理想气体 V RT n p /B B =第二章 热力学第一定律1. 热力学第一定律的数学表示式W Q U +=∆或 'amb δδδd δdU Q W Q p V W =+=-+ 规定系统吸热为正，放热为负。
系统得功为正，对环境作功为负。
式中 p amb 为环境的压力，W ’为非体积功。
上式适用于封闭体系的一切过程。
2. 焓的定义式3. 焓变（1） )(pV U H ∆+∆=∆式中)(pV ∆为pV 乘积的增量，只有在恒压下)()(12V V p pV -=∆在数值上等于体积功。
（2） 2,m 1d p H nC T ∆=⎰此式适用于理想气体单纯pVT 变化的一切过程，或真实气体的恒压变温过程，或纯的液体、固体物质压力变化不大的变温过程。
4. 热力学能(又称内能)变此式适用于理想气体单纯pVT 变化的一切过程。
（有相变或化学变化时，T 不变，但理想气体的热力学能改变值不为0）5. 恒容热和恒压热V Q U =∆p Q H =∆ (d 0,'0)p W ==6. 热容的定义式 （1）定压热容和定容热容δ/d (/)p p p C Q T H T ==∂∂δ/d (/)V V V C Q T U T ==∂∂（2）摩尔定压热容和摩尔定容热容,m m /(/)p p p C C n H T ==∂∂ ,m m /(/)V V V C C n U T ==∂∂pVU H +=2,m 1d V U nC T∆=⎰上式分别适用于无相变变化、无化学变化、非体积功为零的恒压或恒容过程。
物理变化和化学变化
1.物理变化的两种形式（1）物理变化：没有生成新物质生成的变化。
如：水结成冰、酒精蒸发、食盐溶于水等。
（2）化学变化：有生成新物质生成的变化。
如：酒精燃烧、食物腐败、钢铁生锈等。
（3）物理变化和化学变化的根本区别在于变化中有无新物质生成。
（4）化学变化前后分子本生发生了改变，物理变化前后分子本身没有改变，改变的事分子之间的间隔。
在化学变化中会有物理变化。
2.物理性质与化学性质物质在化学变化中表现出来的性质，如稳定性、氧化性和可燃性等都属于化学性质；而不需要化学变化就直接表现出来的性质，如颜色、状态、气味、熔点、沸点、硬度、延展性、导电性、导热性、挥发性、吸水性、铁磁性等都属于物理性质。
性质和变化最大的区别是吴智表示一种可能性或趋势，常有“能”“会”“可”等字眼，而变化表是一种过程（正发生或已经发生）。
例如，酒精能燃烧，是化学性质；酒精燃烧，是化学性质。
例题下列日常生活中发生的变化属于化学变化的是（）A．玻璃杯破碎B．湿衣服晾干C．轮胎爆炸D．牛奶变酸答案：D分析：物理变化及化学变化是物质变化的两种形式。
物理变化包括物质状态的变化，也就是物质固态、液态、气态的变化，以及物质形状的变化，及外观形状和大小的变化。
化学变化的本质特征是变化后有其他物质生成，在化学变化发生时常伴随一些现象，如发光、放热、改变颜色、生成沉淀或放出气体等，这些现象常常可以帮助我们判断有没有化学变化发生。
但判断化学变化还是物理变化的唯一标准就是看变化后是否生成了新物质，变化后没有新的物质产生，是物理变化；变化后有新的物质产生，则是化学变化。
ABC属于物理变化，是物质形态变化引起的。
牛奶变酸是化学变化，是有机物在氧气、水和微生物作用下发生的化学变化。
初中物理化学知识点
初中物理化学知识点初中物理知识点总结一、物理基础知识1. 物质的形态：固态、液态、气态2. 物质的性质：密度、比热容、热导率、硬度、弹性等3. 测量工具：刻度尺、天平、温度计、秒表等二、力学1. 力的概念：推力、拉力、重力、摩擦力2. 力的作用效果：形变、加速度3. 力的合成与分解4. 牛顿运动定律a. 牛顿第一定律（惯性定律）b. 牛顿第二定律（加速度定律）c. 牛顿第三定律（作用与反作用定律）5. 力的平衡：二力平衡、三力平衡6. 简单机械：杠杆、滑轮、斜面三、热学1. 温度与热量：温度计的使用、热量的传递2. 热膨胀与冷缩：物体的热膨胀系数3. 热传递方式：导热、对流、辐射4. 热力学第一定律：能量守恒5. 热机的原理：内燃机、蒸汽机四、光学1. 光的直线传播：光的反射定律、折射定律2. 平面镜和曲面镜的成像3. 透镜的成像：凸透镜和凹透镜4. 光的色散：光谱、棱镜5. 光的干涉和衍射五、电学1. 静电学：电荷、库仑定律、电场2. 电流和电压：电流的定义、欧姆定律3. 电阻和电路：串联电路、并联电路4. 电能和电功率：电能的计算、功率的定义5. 电磁感应：法拉第电磁感应定律、发电机原理六、声学1. 声音的产生和传播：声波、介质2. 声音的特性：音调、响度、音色3. 声音的反射和吸收4. 声波的干涉和衍射5. 声波的应用：超声波、次声波初中化学知识点总结一、化学基础知识1. 物质的组成：元素、化合物、混合物2. 原子和分子：原子的结构、分子的构成3. 化学式和化学方程式：化学符号、化学方程式的书写二、元素与化合物1. 常见元素的性质：金属元素、非金属元素2. 酸碱盐：酸的性质、碱的性质、盐的性质3. 氧化还原反应：氧化剂、还原剂、氧化还原反应的特征三、化学反应类型1. 合成反应2. 分解反应3. 置换反应4. 双置换反应四、化学实验1. 实验器材的使用：试管、烧杯、酒精灯等2. 常见化学实验操作：溶解、过滤、蒸发、结晶3. 实验室安全常识：化学品的储存、废弃物的处理五、物质的分类与性质1. 物质的分类：纯净物、混合物2. 物质的性质：物理性质、化学性质3. 物质的分离与提纯：蒸馏、萃取、色谱六、能量与化学1. 能量的形式：化学能、热能2. 能量的转换：化学能与电能的转换3. 能量的守恒：化学反应中能量的守恒原理请注意，以上内容是对初中物理和化学知识点的一个概览，具体的教学内容和深度可能会根据不同地区的教育标准和课程要求有所差异。
物理化学四大定律
物理化学四大定律
物理化学四大定律是质量守恒定律、能量守恒定律、牛顿第一定律和牛顿第二定律。
1. 质量守恒定律是指在任何物理或化学变化中，质量都是不变的。
这意味着物质不能被创造或毁灭，只能被转化成其他形式。
2. 能量守恒定律是指在一个封闭系统中，能量是守恒的，即能量既不能被创造也不能被消灭，只能从一种形式转化为另一种形式。
3. 牛顿第一定律是指物体在没有外力作用时将保持静止或匀速直线运动的状态，也称为惯性定律。
4. 牛顿第二定律是指物体的加速度与所受的合力成正比，与物体的质量成反比，即F=ma。
这四大定律是物理学和化学的基础，描述了自然界中的物理现象和规律。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
光催化制氢摘要：人工光合作用是模拟自然界光合作用过程。
本文综述了国内外人工光合作用的研究进展。
从基本原理、常用体系和能量转化三方面入手，系统介绍了基于TiO2的人工光合作用体系和新型非TiO2光催化剂的研究情况，包括碳纳米管一硫化镉(MWCNTs～CdS)复合材料、层状金属复合氧化物、金属氮氧化物、InMO4型化合物及分子筛等。
最后评述了人工光合作用的发展趋势和前景。
关键词：光解水产氢无机半导体光催化一、引言近年来全球经济的快速发展，然而这种经济的增长却是以全球能源枯竭和环境污染为代价。
不可再生能源快速消耗，新能源的开发迫在眉睫。
目前，人类使用的能源其主要源头是太阳能，相比其他能源，太阳能具有无污染、无地域限制、储量巨大等优势，从而成为新能源开发的重点。
人工光合作用的概念早在20世纪80年代就被提出来，它模拟自然界的光合作用过程，利用光能分解水制造氢气，人工光合作用应具有以下特点，才可能大规模用于工业生产: 相当高的光催化效率、低成本、长寿命、系统相对稳定、低维护需求不受时间和空间的约束。
二、光催化原理2.1半导体光催化的原理半导体（semiconductor），指常温下导电性能介于导体(conductor)与绝缘体(insulator)之间的材料。
材料的导电性是由“传导带”（conduction band）中含有的电子数量决定。
当电子从“价带”（valence band）获得能量而跳跃至“导电带”时，电子就可以在带间任意移动而导电。
一般半导体材料的能隙约为1至3电子伏特，通过电子传导或空穴传导的方式传输电流。
2.2 光解水制氢原理光催化反应可以分为两类“降低能垒”(down hil1)和“升高能垒”反应。
水分解产生氢气是高能垒反应，该反应的△G>0(△G=237 kJ／mo1)，此类反应将光能转化为化学能。
要使水分解释放出氢气，热力学要求作为光催化材料的半导体材料的导带电位比氢电极电位EH+/H2稍负，而价带电位则应比氧电极电位Eo2/H2O稍正。
光解水的原理为：光辐射在半导体上，当辐射的能量大于或相当于半导体的禁带宽度时，半导体内电子受激发从价带跃迁到导带，而空穴则留在价带，使电子和空穴发生分离，然后分别在半导体的不同位置将水还原成氢气或者将水氧化成氧气。
Khan等提出了作为光催化分解水制氢材料需要满足：高稳定性，不产生光腐蚀；价格便宜；能够满足分解水的热力学要求；能够吸收太阳光。
2.3TiO2光催化产氢TiO2的禁带宽度是3.2ev不仅可以光解水，还能催化其他一些氧化还原反应，如降解水中的有机污染物，另外具有化学性能稳定成本低、无毒害等优势，至今仍是很多光催化研究的基本对象。
其光解水的过程如图所示:当受到波长小于378nm的紫外线照射时，电子会受到激发跃迁至导带，这些电子有的能迁移至材料表面并还原水分子产生氢气，材料内部的空穴也可以迁移至材料表面并氧化水分子产生氧气这样便发生了水的光解。
不过有一些电子在迁移至表面之前就与材料内部的空穴复合了而且在一般块体TiO2中光生电子与空穴复合的几率很大因此光催化效率不高。
另外，TiO2仅在波长小于387nm的紫外光照射下才能发挥催化作用该部分光线仅占太阳光谱的4%。
图2所示：三、问题的解决由于氧化钛存在光响应范围小等缺点，故我们一般会将其改进更好的制氢。
主要有以下方法：3.1负载贵金属通过浸渍还原、表面溅射等方法可以把贵金属形成分散颗粒沉积负载在TiO2表面上。
负载在TiO2表面的贵金属能在金属一半导体表面形成Schottky能垒，贵金属的费米能级比TiO2的低，使得TiO2导带上的电子汇集到贵金属上,加强了氢的还原,同时空穴留在TiO2上,减少了电子一空穴的复合。
贵金属越小，效果就越显著。
研究表明,贵金属 Pt、Au、Pd、Rh、Ni、Cu、Ag等都可以提高TiO2光催化剂活性，Pt的负载效果最好，Au的其次。
当以草酸作为电子给体光催化分解水制氢，Pt的最佳负载量为0.5，草酸浓度(O.001～0.01tool／L)对产氢反应速率影响较小.3.2元素参杂元素参杂主要目的是使半导体的光响应范围扩展可见光范围。
金属离子掺杂复合半导体具有使禁带宽度变窄阻止电子一空穴结。
常见的金属参杂包括等金属离子的掺杂都能使禁带宽度变窄，从而使TiO2吸收光谱红移,提高Ti02的光敏度和光的吸收率.这些离子中以Mo5+和Cr3+的效果最好，Mo5+可以把进带宽度从3.2eV降到2.8eV, 但是它们所带的高电荷对电子和空穴的自由移动造成阻碍，使其光转化率不高。
元素参杂同时包括非金属元素参杂。
非金属元素参杂主要有N、C、S、I 等，参杂元素的的空间分布也会直接影响到光催化效果。
阴离子的掺杂也可以使禁带宽度变窄，从而扩展TiO2的光响应到可光范围。
Asahi等得到氮离子掺杂的Ti02-x NX X，又N的2p能级与O的2p 能级相杂化，使得禁带宽度变窄，导致小于500nm 的可见光范围吸收明显加强。
掺杂S离子有类似效果，但S离子半径过大，进入TiO2晶格不易。
C和 P离子形成深度捕获陷阱，过强的束缚载流子迁移，效果大打折扣。
Khan等用天然气在约1100K下灼烧厚度为0.25mm 的钛金属片13min，得到掺杂C4+的Ti02-x C X薄膜，在150W氙灯为光源进行光解水制取氢气，光转化效率高达8.3%, 但重现性差。
3.3染料敏化染料敏化是解决半导体材料可见光响应问题的一个重要方法。
染料的禁带宽度较小，能被可见光激发，电子跃迁到染料导带后又会进一步迁移到半导体导带，并在半导体表面进行光催化反应。
高效染料必须同时具备如下特征：能与TiO2形成牢固化学键; 在可见光区有强吸收; 激发态寿命足够长，能级与导带匹配; 稳定性高，可逆性好。
四、其他光催化制氢材料4.1碳纳米管一硫化镉(MWCNTs～CdS)复合材料碳纳米管自从1991年被发现以来，鉴于其优良的电子提取和传导能力，碳纳米管特别是多壁碳纳米管(MWCNTs)已成为光电领域的材料明星。
Wang等原位合成了MWCNTs—CdS复合材料，其中CdS为六方纤锌矿结构，碳纳米管的加入并未改变CdS原来的晶体结构。
单独CdS纳米晶的吸收边为570nm，加入碳纳米管使得其吸收边有些微蓝移。
适当量的碳纳米管能显著增强CdS 的光催化产氢性能。
碳纳米管在复合材料中一方面能有效改善光生电子一空穴对的分离效率，另一方面会影响半导体对光的吸收，所以碳纳米管添加量不是越多越好，而是存在一个最佳值。
当碳纳米管的含量为l(质量分数)时，MWCNTs／CdS的产氢速率最高，在使用300W氙灯光源、不加Pt共催化剂的条件下达到 205mol.g-1.h-1，产氢速率是单独CdS 产氢速率的2倍多。
该研究为开发高效光解水产氢催化剂提供了新的思路。
如下为不同碳纳米管添加量的MWCNTs／CdS复合材料光催化分解水产氢性能的示意图：4.2 层状金属复合氧化物层状金属复合氧化物结构类似于云母和粘土的一些层状半导体金属氧化物，如具有层状钙钛矿型结构的和具有双层结构的K4Nb6O17 等，其层间可进行修饰成为反应场，因而具有较高的光催化分解水的活性。
因此，对此类光催化剂的研究主要集中在提高对太阳能可见光的利用率。
4.3钛酸盐系列方舒玫等用Cu离子负载层状结构的 Sr3Ti2O7制成Cu／Sr3Ti2O7，光催化剂。
Cu的负载显著提高了Sr3Ti207，的光催化活性，最佳负载量为1.5％。
在催化剂中Cu以Cu2+、Cu1+两种价态形式存在，成为光生电子一空穴的捕获阱，抑制光生电子和空穴的复合。
Cu越多，越有利于捕获光生电子并传递给界面吸附氧，从而提高催化剂活性。
还原后的1．5％Cu／Sr3Ti207，催化剂产氢速率最高可达1140.8μmol／h，可能是还原后的催化剂中产生了更多的Cu。
朱裔荣等分别以六次亚甲基四胺(HMT)、EDTA、尿素为氮源掺杂SrTiO3,使其在可见光区的吸收有不同程度的提高。
以HMT为氮源,SrTiO3与HMT的质量比为1∶3,焙烧温度为450℃时制备的光催化剂产氢活性最高,负载铂后产氢活性又有较大幅度的提高。
层状钙钛矿结构的K2La2Ti3O10具有较好的光催化分解水的活性。
杨亚辉等比较了制备方法对K2La2Ti3O10分解水产氢活性的影响,发现溶胶凝胶法制备的K2La2Ti3O10比聚合配合法光催化产氢活性要高出1倍左右,负载0.2%～0.3%的RuO2时,K2La2Ti3O10的光催化产氢活性进一步提高。
崔文权等比较了负载Pt与负载Ni和纯的K2La2Ti3O10在可见光下光催化分解甲醇水溶液制氢的活性。
Pt/K2La2Ti3O10对可见光有吸收,用氢还原的Pt/K2La2Ti3O10具有最好的光催化活性。
在最佳的Pt负载量2.0%下,产氢速率达到2.59mmol/(m2・h)。
魏月琳等采用固相反应法制备的Ta5+掺杂的系列层状钙钛矿氧化物K2x La2Ti3-XTa X O10(x=0.1～1.0),Ta5+替代Ti4+在晶格内部引入缺陷位,成为电子或空穴不可逆捕获势阱,减少电子空穴的复合,从而提高了光催化效率;适量的Ta5+离子掺杂降低了半导体氧化物的能隙,扩大了其光响应范围,有利于增强催化剂对可见光的吸收和电荷载流子的产生,进而提高光催化活性;K1.9La2Ti2.9Ta0.1O10的光催化活性最高,5h产氢量达11.2μmol/g催化剂。
4.4 铌酸盐和钽酸盐系列具有层状结构的铌酸盐和钽酸盐在紫外辐射下能分解水产生氢气,因其组成和结构的变化对催化剂光生电荷的浓度和可移动性产生影响,因而可以直接影响催化剂的光催化活性。
杨亚辉等分别用Ni、Co、Mn、Cu掺杂K4Nb6O17,掺杂使K4Nb6O17的最大吸收光波长由原来的400nm 拓展到可见光区。
Ni2+、Co3+掺杂容易发生t2g轨道和e g轨道的d电子跃迁,因此Ni2+、Co3+掺杂的K4Nb6O17对600nm的可见光具有较好的响应,光催化产氢活性较掺杂前有所提高。
Mn4+和Cu2+掺杂则使光催化活性下降,这是由于Mn4+、Cu2+受主掺杂会在K4Nb6O17中引入深能级杂质,减小催化剂的能隙,相当于导带能级降低,致使光生电子对应的还原能力有所降低。
Lin等经两步固相反应将Ni的氧化物置入层状铌酸盐K4Nb6O17,制成K4Nb6O17-SSR x(Ni/Nb为0.8%～5%),与负载前和常规方法制备的NiO y/K4Nb6O17相比,K4Nb6O17-SSR0.2具有非常高的产氢活性。
活性提高的原因是Ni的纳米颗粒氧化物植入到K4Nb6O17的体相结构中,在外部颗粒表面没有NiO 颗粒。
李静等制备出钼掺杂的铌镧酸系列光催化剂H1-x LaNb2-x Mo x O7,钼的掺入导致了铌镧酸能级的变化,在波长为400～700nm的可见光区域出现吸收,同时提高了比表面积,有利于光催化性能的提高。