物理化学 06-06
物理化学(傅献彩著)06章_化学平衡
若对Henry定律发生偏差，得
B ( T ,p ,x B )B * ( T ,p ) R T ln a x ,B
B* (T, p) 不是标准态化学势
B * (T ,p )B * (T ,p)p pV B d p B * (T ,p)
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2021/5/27
6.2 化学反应的平衡常数和等温方程式
理想气体混合物反应系统
Kp
B
pB p
B e
rG mRTlnKp
K p 为理想气体混合物反应系统的标准平衡常数 它仅是温度的函数,压力已指定为标准压力
下标 “p” 表示是“压力商”，以区别于其他标 准平衡常数
rGm (T) 称为化学反应标准摩尔Gibbs自由能变化值， 仅是温度的函数。
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2021/5/27
6.2 化学反应的平衡常数和等温方程式
对于任意反应
d D e E g G h H
rG m rG m ( T ) R T ln ( (f fG D / /p p) ) g d ( (f fH E / /p p) ) e h
溶液中反应的平衡常数
显然，
B ( T , p , x B ) B ( T , p , m B ) B ( T , p , c B )
但是
x,B (T )m ,B (T )c,B (T )
因为对数项中的数值也都不相等。
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2021/5/27
溶液中反应的平衡常数
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物理化学课件第六章节相平衡
热力学性质测定
利用热力学仪器测量物质的热容、 熵、焓等热力学性质，推算相平衡 常数。
相分离实验
观察不同条件下物质是否发生相分 离，确定相平衡状态。
计算方法
热力学模型法
利用热力学模型计算相平衡常数， 如van der Waals方程、 Redlich-Kister方程等。
表达式
ΔU = Q + W
应用
计算封闭系统中能量的变化，以及热量和功之间的转换关系。
热力学第二定律
热力学第二定律定义
自然发生的反应总是向着熵增加的方向进行，即系统总是向着更 加混乱无序的状态发展。
表达式
ΔS ≥ 0
应用
判断反应自发进行的方向，以及热量传递和转换的方向。
热力学第三定律
热力学第三定律定义
液液相平衡的应用
液液相平衡是指两种不同物质液体之 间达到平衡状态的过程。
液液相平衡在工业上有广泛应用，如 石油工业中的油水分离、化学工业中 的萃取过程等。
液液相平衡的原理
当两种液体混合达到平衡时，各组分 的浓度不再发生变化，系统达到动态 平衡状态。
05 相平衡的实验测定与计算 方法
实验测定方法
蒸气压测定
分子模拟法
利用计算机模拟分子运动，计算 分子间的相互作用力和相平衡常
数。
统计力学法
利用统计力学原理计算相平衡常 数，如Maxwell
分子动力学模拟
模拟分子在相平衡状态下的运动轨迹，分析分子 间的相互作用和排列方式。
Monte Carlo模拟
通过随机抽样方法模拟分子在相平衡状态下的分 布和排列，计算相平衡常数。
界面张力
相界面上的物质传递是相平衡的重要特征之一，界面张力的大小对于物 质在相界面上的吸附、溶解和传递等过程具有重要影响。研究界面张力 有助于深入理解相平衡的机制和规律。
2024年度-物理化学全册电子教案
28
拓展延伸：前沿领域介绍及挑战性问题探讨
纳米材料物理化学
探讨纳米材料的特殊性质、制备 方法以及在能源、环境等领域的 应用前景。
生物物理化学
介绍生物大分子的结构、功能以 及生物体内的物理化学过程，如 蛋白质折叠、DNA复制等。
能源转化与存储
分析太阳能、风能等可再生能源 的转化与存储技术，以及新型电 池、超级电容器等能源存储器件 的原理与应用。
分子晶体
由分子间作用力结合而成，熔 点低、硬度小，具有各向异性 。
原子晶体
由原子通过共价键结合而成， 具有高熔点、高硬度、导电性 差等特点。
金属晶体
由金属阳离子和自由电子构成 ，具有导电、导热、延展性等
特性。
25
非晶体材料简介及发展趋势
非晶体材料概述
非晶体材料指内部结构无序的固 体材料，与晶体材料相比，缺乏 长程有序性。
原电池工作原理
利用化学反应产生电能，将化学能转化为电能。包括负极氧化、正极还原、离子迁移和电 子传递等过程。
电解池工作原理
在外加电压作用下，电解质发生电解反应，将电能转化为化学能。包括阳极氧化、阴极还 原、离子迁移和电子传递等过程。
原电池与电解池的区别与联系
原电池是自发进行的化学反应，而电解池需要外加电压才能发生反应；两者都涉及电极反 应和离子迁移，但方向和驱动力不同。
1 2
热力学能
系统内能的变化量，与做功和热量传递有关。
热力学第一定律表达式
ΔU = Q + W，表示系统内能的变化等于外界对 系统传递的热量与系统对外界做功之和。
3
热量与功
热量是系统与外界之间由于温差而传递的能量， 功是系统与外界之间由于力作用而传递的能量。
06第四章胶体溶液于素华
第四章胶体溶液学习要点分散系、分散相、分散介质、表面现象、表面能、表面活性物质、吸附、孚L 化剂、乳化作用、溶胶、胶团结构、Tyndall现象、Brown运动、电泳、电渗。
聚沉值、大分子溶液、胶凝、盐析学习指南（一）分散系统分散系统，简称分散系，是由一种或几种物质以较小的颗粒分散于另一种物质中所形成的系统。
分散系中被分散的物质称为分散相，容纳分散相的物质称为分散介质。
根据物态，分散系有固态、液态与气态之分。
液体分散系按其分散相直径的大小不同可分为真溶液、胶体分散系和粗分散系三类。
分散系又可分为均相分散系和非均相分散系两大类。
均相分散系只有一个相（体系内部物理性质和化学性质均一的部分形成一相”,包括真溶液、大分子溶液。
非均相分散系的分散相和分散介质为不同的相，包括溶胶和粗分散系。
（二）表面现象我们把在任何两相界面上产生的物理化学现象总称为表面现象。
胶体的许多性质，如电学性质、稳定性、保护作用等都与表面现象有关。
如果把液体内部分子移到表面层就要克服向内的合力而做功。
这种功称为表面功，它以势能形式储存于表面分子。
单位表面上的表面自由能即增加单位表面所消耗的功，称为比表面能，比表面能在数值上等于表面张力。
根据热力学原理，表面能有自发降低的趋势。
要降低表面能，可通过两种途径：一是缩小物体的表面积；二是降低表面张力或是两者都减小。
表面活性物质分子的一端具有疏水性，另一端具有亲脂性。
如果向水中加入表面活性物质，则表面活性物质会部分地代替水分子聚集在溶液表面上，以降低表面张力，导致表面活性物质在表面层的浓度大于在溶液内部的浓度，产生正吸附。
相反，如果向水中加入某些无机盐类（如NaCl等）、糖类（单糖、双糖）以及溶于水的金属氢氧化物、淀粉等表面张力比水大的表面非活性物质，则这类物质在溶液表面层的浓度将会小于它们在溶液内部的浓度，产生负吸附。
（三）孚L状液水与油这两种液体不相溶，若使其中的一种液体的一种以细小的液滴分散于另一种不相溶的液体中，必须在振荡的同时加入一种能降低比界面能的表面活性物质，这种表面活性物质的分子在油与水两相界面上定向地排列，形成一层保护分散相液滴的薄膜，防止了液滴合并变大而分层，使体系得到一定程度的稳定性. 这种能使乳浊液稳定的的表面活性物质称为乳化剂，乳化剂所起的作用称为乳化作用。
06章_可逆电池电动势
5. 要注明温度，不注明就是298 K；要注明物态,气 体要注明压力；溶液要注明浓度或活度。
6. 若电极没有固体物质，要加上导电的惰性电极。 Pt|H2(p)|H+(aH+) ||Cu2+(aCu2+)|Cu(s)
(G) T p
S
(nEF) T p
r Sm
r Sm
nF
E T
p
QR
T
r Sm
nFT
E T
r Hm rGm T r Sm
对标准态以上式子也成立
p
nEF
nFT
p.127例6-4
E T p
(əE/əT)p为温度系数，是常数 用途：准确计算ΔH, ΔS等
电池电动势与反应计量系数无关
电池电动势的计算
判断正负极: φ大的为正, φ小的为负.例如与标准氢电 极(φθ=0)组成电池,Cu电极(φθ=0.34V)是正极,与Ag+/Ag 电极(φθ=0.80)组成电池,Cu电极成为负极.
电动势 标准电动势
E
E
若可逆电池反应为:aA+dD=gG+hH
E
E
RT nF
ln
aGg aHh aAa aDd
电极
Pt|Sn4+(a1), Sn2+(a2)
电极反应
Hg2Cl2(s)+2e2Hg(l) +2Cl-(a-) Fe3+(a1)+e Fe2+(a2) Sn4+(a1)+2e Sn2+(a2)
注：电极表示法不规定电极反应的方向，既可以表示正向(还原)， 也可以表示逆向(氧化)。
应化物理化学试卷下答案
06应化物理化学试卷（下）A 答案一、选择题（每题1分，共10分）1. 298K 时浓度为kg 的K 2SO 4溶液的715.0=±γ,其活度为：（ B ）(A)×10-2； (B)×10-6；(C)×10-2； (D)×10-3。
2. 若向一定体积的摩尔电导率为×10-2sm 2mol -1的CuCl 2溶液中,加入等体积的纯水,这时CuCl 2摩尔电导率为：（ A ）(A) 增高； (B) 降低； (C)不变； (D)不能确定。
3. 常用甘汞电极的电极反应为 Hg 2Cl 2(s)＋2e ＝2Hg(l)＋2Cl -(a q)若饱和甘汞电极,摩尔甘汞电极和dm -3甘汞电极的电极电势分别为1、2、3,则298 K 时,三者的相对大小为：（ B ）(A)1 > 2 > 3 ； (B)1 < 2 < 3 ；(C)2 > 1 > 3 ； (D)3 > 1 = 2 。
4. 为求AgCl 的活度积，应设计电池为: （ C ）(A)Ag|AgCl|HCl(aq)|Cl 2(p )(Pt)； (B)(Pt)Cl 2(p )|HCl(aq)||AgNO 3(aq)|Ag ；(C)Ag|AgNO 3(aq)||HCl(aq)|AgCl|Ag ；(D)Ag|AgCl|HCl(aq)|AgCl|Ag5. 当有电流通过电极时, 电极发生极化。
电极极化遵循的规律是（ B ）(A) 电流密度增加时, 阴极极化电势增加, 阳极极化电势减少；(B) 电流密度增加时, 在原电池中, 正极电势减少, 负极电势增加, 在电解池中, 阳极电势增加, 阴极电势减少；(C) 电流密度增加时, 在原电池中, 正极电势增加, 负极电势减少, 在电解池中, 阳极电势增加, 阴极电势减少；(D) 电流密度增加时, 在原电池中, 正极电势减少而负极电势增大, 在电解池中, 阳极电势减少而阴极电势增大。
《物理化学教案》
03 化学动力学基础
化学反应速率及影响因素
化学反应速率定义
单位时间内反应物或生成物浓度的变化量。
影响因素
反应物浓度、温度、压力、催化剂等。
速率方程与速率常数
通过实验测定不同条件下的反应速率，建立速率方程，求得速率 常数。
碰撞理论与活化能概念
碰撞理论
分子间发生有效碰撞是化学反应发生的必要条件，有效碰撞频率 与分子浓度、温度、活化能等因素有关。
《物理化学教案》
目录
• 课程介绍与教学目标 • 热力学基础 • 化学动力学基础 • 电化学原理及应用 • 表面现象与胶体化学 • 物质结构与性质关系 • 总结回顾与拓展延伸
01 课程介绍与教学 目标
物理化学定义及研究内容
物理化学定义
物理化学是研究物质的物理现象和化学变化之间关系的科学，探讨物质的结构 、性质、能量转化以及化学反应的速率和机理等问题。
表面现象与胶体
涉及表面张力、润湿现象、弯 曲液面的附加压力、胶体等内 容。
拓展延伸：前沿领域介绍
纳米材料物理化学
探讨纳米尺度下物质的特殊物理化学性质，如量子尺寸效 应、表面效应等，以及纳米材料在能源、环境、生物医学 等领域的应用前景。
绿色化学与可持续发展
关注如何减少化学工业生产对环境的影响，发展绿色合成 方法和技术，实现资源的有效利用和环境的保护。
吸附作用及其在生活生产中应用
01
吸附作用的类型和特点
吸附作用可分为物理吸附和化学吸附两种类型。物理吸附是由分子间力
引起的，吸附热小且容易脱附；化学吸附则涉及电子转移或共有，吸附
热大且不易脱附。
02
吸附等温线的类型及意义
吸附等温线描述了在一定温度下，吸附量随平衡压力变化的关系。常见
物理化学总分 -回复
物理化学总分-回复物理化学总分：物理化学是研究物质的性质及其变化规律的科学，它是化学中的一门重要分支。
在物理化学的学习过程中，我们需要了解和掌握一系列的基础知识和实验技能。
本文将从物理化学的基本概念、主要内容和实验技巧三个方面，一步一步回答关于物理化学总分的问题。
一、物理化学的基本概念物理化学（Physical Chemistry）是将物理学与化学相结合的学科，它研究的是物质的基本性质、物质与能量的相互关系以及物质的组成和变化规律。
物理化学主要包括热力学、量子化学、统计力学和动力学等内容。
热力学是研究物质能量转化和能量转移的学科，它主要关注物质在不同条件下的热力学性质，如温度、压力和能量等。
热力学通过研究物质的热力学函数和热力学过程的定性和定量关系，揭示了物质在不同能量状态下的变化规律。
量子化学是研究微观领域的学科，它主要关注原子和分子的量子力学性质。
量子化学通过求解薛定谔方程来描述原子和分子的行为，并通过计算方法和模型来预测化学反应和化学性质。
量子化学的发展对于理论和计算化学的发展具有重要意义。
统计力学是研究物质组成和热力学性质之间关系的学科，它通过统计方法和概率模型描述了大量微观粒子的行为规律。
统计力学的研究可以帮助我们理解物质的宏观性质，如熵、热容和相变等。
动力学是研究物质变化速率和反应机制的学科，它可以揭示物质的化学反应过程中的速率规律和反应途径。
动力学通过实验数据和理论模型来研究物质的反应速率和反应机理，为实验和工业应用提供了理论支持。
二、物理化学的主要内容物理化学的主要内容包括热力学、量子化学、统计力学和动力学等。
这些内容相互关联、相互支撑，构成了物理化学的基础理论体系。
热力学是物理化学的基础，它研究物质的能量和热力学性质。
热力学通过热力学函数和热力学过程的关系，描述了物质在不同条件下的热现象。
热力学不仅揭示了物质热力学性质的基本规律，还为工程和实验提供了指导原则。
量子化学是研究微观粒子行为的学科，它可以预测原子和分子的光谱性质和反应行为。
物理化学热力学第二定律课件
为了解决环境问题，需要采取节能减排措施，提高能源利 用效率，减少能量耗散和损失。同时，需要推动可持续发 展战略，实现经济发展和环境保护的良性循环。
03
热力学第二定律在环保技术中的应用
热力学第二定律在环保技术中有着广泛的应用，例如在热 力发电、制冷、空调、汽车节能等领域。通过合理利用和 回收能源，可以有效降低能量耗散和损失，提高能源利用 效率，从而减少对环境的负面影响。
热力学第二定律
孤立系统的总熵不会减少，即自然发生的反应总是向着熵增加的 方向进行。
熵与热力学第二定律的关系
热力学第二定律表明孤立系统的总熵总是增加的，即系统总是向着 更加无序和混乱的状态发展。
统计意义
熵的增加反映了自然界的不可逆过程和自发的变化方向，是自然界 的基本规律之一。
06 热力学第二定律的局限性 与发展
非平衡态热力学的提出
01
为了解决热力学第二定律的局限性热力学的应用
02
非平衡态热力学可以描述系统在非平衡态下的性质和行为，为
研究复杂系统提供了有力工具。
非平衡态热力学的挑战
03
非平衡态热力学的理论体系尚不完善，仍需进一步发展和验证
。
理想热机与实际热机的效率
理想热机是指没有能量耗散和损失的热机，其效率可以达到百分之百。然而在实际应用中 ，由于各种原因（如摩擦、不完全燃烧等），实际热机的效率总是低于理想热机的效率。
提高热机效率的方法
为了提高热机效率，可以采取多种方法，例如改善燃烧过程、减少摩擦和内部泄露、回收 和利用余热等。这些方法可以有效降低能量耗散和损失，从而提高热机的转换效率。
系统无序程度的量度。
热力学概率与自发过程的关系
自发过程总是向着热力学概率增加的方向进行，即向着更 加无序的方向发展。这也是热力学第二定律的实质。
物理化学第六章习题答案
习 题1． 在293K 时，把半径为1mm 的水滴分散成半径为1μm 的小水滴，问比表面增加了多少倍？表面吉布斯自由能增加了多少？完成该变化时，环境至少需做功若干？已知293K 时水的表面张力为0.0727N·m －1。
解：半径为1.0×10-3m 水滴的表面积为A ，体积为V 1，半径为R 1；半径为1×10-6m 的水滴的表面积为A 2，体积为V 2，半径为R 2，因为1V =NV 2，所以32313434R N R ππ⋅=，式中N 为小水滴的个数。
936332110100.1100.1=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯=⎪⎭⎫⎝⎛=--R R N 1000100.1100.110442369212212=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯=⋅=--R R N A A ππ ΔG A =γΔA=()21224R NR -πγ={0.0727×4×3.14×[109×（1.0×10-6）2-（1.0×10-3）2]}J =9.13×10-4J W f = -ΔG A =-9.13×10-4J2．293K 时，根据下列表面张力的数据：试计算下列情况的铺展系数及判断能否铺展：（1）苯在水面上（未互溶前）；（2）水在汞面上；（3）苯在汞面上。
解：（1）γ（水-气）-[γ（苯-气）+γ（苯-水）] =[（72.7-28.9-35）×10-3] N·m -1=8.8×10-3 N·m -1＞0所以在苯与水未互溶前，苯可在水面上铺展。
当苯部分溶于水中后，水的表面张力下降，则当苯与水互溶到一定程度后，苯在水面上的铺展将会停止。
（2）γ（汞-气）-[γ（水-气）+γ（汞-水）] =[（486-72.7-375）×10-3]N·m -1 =38.3×10-3N·m -1＞0水在汞面上能铺展。
物理化学-化学动力学
过渡态理论认为化学反应的速率由反应过程 中的过渡态决定，过渡态是反应物分子获得 足够能量以克服能垒并形成产物分子的中间 状态。该理论通过计算过渡态的能量和持续 时间，以及与反应物分子的相互作用，来描 述化学反应的速率和机制。
分子轨道理论
总结词
分子轨道理论是化学动力学中的基础理论之一，它通过分子轨道的对称性和相互作用来 描述化学反应的机制。
02 化学反应速率
反应速率定义
反应速率
反应速率常数
表示化学反应的快慢，单位为摩尔每升每秒 （mol/L·s）或摩尔每升每小时（mol/L·h）。
反应速率与反应物质浓度的关系，单位为升 每摩尔每秒（L·mol^-1·s^-1）或升每摩尔 每小时（L·mol^-1·h^-1）。
反应速率方程
反应级数
描述反应速率与反应物质浓度的关系的数 学方程。
单分子反应
总结词
单分子反应是指一个反应物分子与一个或多个能量较高的分 子或光子发生碰撞，导致反应物分子内部化学键断裂或形成 新的化学键的反应过程。
详细描述
单分子反应通常需要较高的能量来启动，因为反应物分子需 要吸收足够的能量来克服化学键的键能。这种反应机制在燃 烧、光合作用和光化学反应等过程中较为常见。
表示反应速率与反应物质浓度的幂次关系 ，即反应速率方程中各物质浓度的指数。
反应速率方程
1 2
一级反应速率方程
反应速率与反应物质浓度的关系为线性关系，即 反应速率正比于反应物质浓度的负一次幂。
二级反应速率方程
反应速率与反应物质浓度的关系为二次关系，即 反应速率正比于反应物质浓度的负二次幂。
3
多级反应速率方程
化学动力学的重要性
工业应用
化学动力学在工业生产中具有重 要应用，如优化化学反应过程， 提高产率等。
考研《物理化学》考点精讲教程(第06讲 相平衡)
（3）对于大气压力下凝聚系统，压力影响很小，相律的
形式为：
F =C -P +1
《物理化学》考点精讲教程
例：CH4 与 H2O(g)反应，部分转化为CO 、CO2 和 H2 达成 平衡。
① 2CH4 + 3H2O = CO + CO2 + 7 H2 ② CH4 + 2H2O = CO2 + 4 H2
《物理化学》考点精讲教程
6.1 相律
一、基本概念：相和相数、物种数 S、自由度和 自由度数
二、相律
《物理化学》考点精讲教程
相律是关于系统相平衡的规律。 一、基本概念 1. 相和相数 相—系统中物理性质和化学性质完全相同的均匀部分。
相数—系统内相的数目，用P表示。相与相之间有明显
的相界面。 §多种气体混合，一个相； §两种液体可以形成一相或两相； §一种固体一个相，固溶体除外。二组分饱和溶液，2相;
面：F = 2 三个单相区 l、g、s
OA：冰的熔点曲线
斜率
dp dT
sl Hm T slVm
0
OB：冰的饱和蒸气压曲线
斜率
dp dT
g s
H
m
T sgVm
0
OC：水的饱和蒸气压曲线(蒸发)
斜率
dp dT
vap Hm T glVm
0
OC′:过冷水饱和蒸气压曲线
《物理化学》考点精讲教程
点： F ＝ 0 O： 三相点
《物理化学》考点精讲教程
2. 物种数 S 系统中可以独立分离出来的化学物质的种数。
§ 一种物质可有多种相，如冰水混合系统：S = 1，P = 2
2024年度物理化学说课学习教案
010203物理化学是研究物质的物理现象和化学变化之间关系的科学，是化学的重要分支。
物理化学的定义包括热力学、动力学、电化学、表面化学、胶体化学等，涉及物质的结构、性质、能量转化和反应机理等方面。
物理化学的研究内容物理化学是化学的理论基础，对于深入理解化学现象和本质，以及推动化学学科的发展具有重要意义。
物理化学在化学科学中的地位物理化学课程概述01知识目标掌握物理化学的基本概念和原理，理解物质的结构、性质、能量转化和反应机理等方面的知识。
02能力目标具备运用物理化学知识分析和解决问题的能力，以及进行实验设计和数据处理的能力。
03素质目标培养学生的科学思维、创新意识和实践能力，提高学生的综合素质和适应未来发展的能力。
教学目标与要求教材选用及特点教材选用选用国内外知名物理化学教材，如《物理化学》、《Physical Chemistry》等。
教材特点系统性强，内容全面，注重理论与实践的结合，强调物理化学在各个领域的应用。
同时，教材配备了丰富的例题、习题和实验内容，有助于学生巩固知识和提高能力。
胶体化学与界面现象胶体的制备与性质，界面现象如吸附、润湿等。
原电池、电解池的工作原理，电极过程动力学等。
化学平衡沉淀溶解平衡、酸碱平衡、配位平衡等。
热力学基础包括热力学第一、第二定律的阐述，以及其在物理化学中的应用。
化学动力学基础反应速率的定义，速率方程和反应机理的介绍。
教学内容安排通过教师的系统讲解，使学生掌握物理化学的基本概念和原理。
讲授法鼓励学生提出问题和观点，通过小组讨论和全班交流，深化对知识点的理解。
讨论法通过实验操作和数据分析，培养学生的实践能力和科学思维。
实验法利用PPT 、动画、视频等多媒体手段，使抽象的理论知识更加形象生动。
多媒体辅助教学法教学方法与手段难点：热力学第二定律的理解和应用，复杂反应的动力学分析，多相平衡的计算。
•针对热力学第二定律，通过具体实例和计算加深理解。
•在多相平衡计算中，注重基本概念的讲解和计算方法的训练。
物理化学课后答案-热力学第二定律
第三章热力学第二定律【复习题】【1】指出下列公式的适用范围。
（1）S R n ln x ;min B BB（2）S nR ln p1C P lnT2nR lnV2C v ln T2; p2T1V1T1（3）dU TdS pdV；（4）G Vdp（5）S, A, G作为判据时必须满足的条件。
【解】（ 1）封闭体系平衡态，理想气体的等温混合，混合前后每种气体单独存在时的压力都相等，且等于混合后气体的总压力。
（ 2）非等温过程中熵的变化过程，对一定量的理想气体由状态 A （ P1、V 1、 T1）改变到状态 A （ P2、 V 2、 T2）时，可由两种可逆过程的加和而求得。
（ 3）均相单组分（或组成一定的多组分）封闭体系，非体积功为成可变的多相多组分封闭体系，非体积功为 0 的可逆过程。
0 的任何过程；或组（4）非体积功为 0，组成不变的均相封闭体系的等温过程。
（5）S：封闭体系的绝热过程，可判定过程的可逆与否；隔离体系，可判定过程的自发与平衡。
A ：封闭体系非体积功为0 的等温等容过程，可判断过程的平衡与否；G：封闭体系非体积功为 0 的等温等压过程，可判断过程的平衡与否；【2】判断下列说法是否正确，并说明原因。
（1）不可逆过程一定是自发的，而自发过程一定是不可逆的；（2）凡熵增加过程都是自发过程；（3）不可逆过程的熵永不减少；（4）系统达平衡时，熵值最大， Gibbs 自由能最小；（5）当某系统的热力学能和体积恒定时，S<0的过程不可能发生；（6）某系统从始态经过一个绝热不可逆过程到达终态，先在要在相同的始、终态之间设计一个绝热可逆过程；（7）在一个绝热系统中，发生了一个不可逆过程，系统从状态 1 变到了状态2，不论用什么方法，系统再也回不到原来状态了；（8）理想气体的等温膨胀过程，U0 ，系统所吸的热全部变成了功，这与法不符；（9）冷冻机可以从低温热源吸热放给高温热源，这与Clausius 的说法不符；（10）C p恒大于C V。
物理化学核心教程电子课件
胶体分散系是指物质以微小的粒子分散在介质中所形成的体系。这些微小的粒子通常具有很大的表面 积和表面能，因此具有较高的稳定性。
稳定性
胶体分散系的稳定性取决于粒子间的相互作用和粒子的大小。如果粒子间的相互作用很强，或者粒子 的大小很小，则胶体分散系更加稳定。
07 环境化学
环境污染与生态平衡
当改变影响平衡的一个条件时，平衡 会向着减弱这种改变的方向移动。
勒夏特列原理
如果改变影响平衡的条件，平衡总是 向着减弱这种改变的方向移动。
酸碱平衡与沉淀溶解平衡
酸碱平衡
酸碱反应达到平衡时，溶液中的 氢离子和氢氧根离子浓度保持相 对稳定。
沉淀溶解平衡
难溶电解质在溶液中存在溶解和 沉淀的平衡状态，其平衡常数称 为溶度积。
反应机理与速率控制步骤
总结词
反应机理揭示了反应如何发生，而速率控制步骤决定 了整个反应的快慢。
详细描述
反应机理是化学反应的具体过程，包括各步反应的中间 产物和能量变化。通过了解反应机理，可以更好地理解 反应的本质。速率控制步骤是决定整个反应快慢的关键 步骤，控制了整个反应的速率。
温度对反应速率的影响
物理化学核心教程电 子课件
目录
CONTENTS
• 物理化学概述 • 热力学基础 • 化学动力学 • 化学平衡 • 物质结构基础 • 表面与胶体化学 • 环境化学
01 物理化学概述
物理化学的定义与重要性
定义
物理化学是研究物质在物理变化 和化学变化中表现出来的物理性 质和化学性质及其相互作用的科 学。
重要性
物理化学在科学、工程、技术、 医药等领域中具有广泛的应用， 是化学、化工、材料科学、环境 科学等学科的基础。
物理化学的发展历程
Atkins’PhysChem 06(物理化学课件英文版)
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Chapter 4 The Second Law: The concepts
In this chapter we will discuss : • The origin of the spontaneity
The Second Law of thermodynamics
Clausius expression • Heat can not be
transferred automatically from a cold object to a hot without any effect to the surroundings.
• Balls rolls down along the slope road.
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Chapter 4 The Second Law: The concepts
4.1 the dispersal of energy
The puzzling things are that something collapse into disorder can result the formation of such ordered substances as crystals or proteins. But in these cases, the organized structures can emerge as energy and matter disperse.
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Chapter 4 The Second Law: The concepts
物理化学ppt课件
热力学第二定律与熵增原理
总结词
热力学第二定律是指在一个封闭系统中，熵（即系统的混乱度）永远不会减少，只能增加或保持不变 。
详细描述
热力学第二定律是热力学的另一个基本定律，它表明在一个封闭系统中，熵（即系统的混乱度）永远 不会减少，只能增加或保持不变。这意味着能量转换总是伴随着熵的增加，这也是为什么我们的宇宙 正在朝着更加混乱和无序的方向发展。
03
化学平衡与相平衡
化学平衡条件与平衡常数
化学反应的平衡条件
当化学反应达到平衡状态时，正逆反 应速率相等，各组分浓度保持不变。
平衡常数
平衡常数表示在一定条件下，可逆反 应达到平衡状态时，生成物浓度系数 次幂的乘积与反应物浓度系数次幂的 乘积的比值。
相平衡条件与相图分析
相平衡条件
相平衡是指在一定温度和压力下 ，物质以不同相态（固态、液态 、气态）存在的平衡状态。
色谱分析技术
色谱法的原理
色谱法是一种基于不同物 质在固定相和移动相之间 的分配平衡，实现分离和 分析的方法。
色谱法的分类
根据固定相的不同，色谱 法可分为液相色谱、气相 色谱、凝胶色谱等。
色谱法的应用
色谱法在物理化学实验中 广泛应用于分析混合物中 的各组分含量、分离纯物 质等。
质谱分析技术
质谱法的原理
05
物理化学在环境中的应用
大气污染与治理
1 2 3
大气污染概述
大气污染是指人类活动向大气中排放大量污染物 ，导致空气质量恶化，对人类健康和生态环境造 成危害的现象。
主要污染物
大气中的主要污染物包括颗粒物、二氧化硫、氮 氧化物等，这些污染物会对人体健康和环境产生 严重影响。
治理措施
针对大气污染，采取了多种治理措施，包括工业 污染源控制、机动车污染控制、城市绿化等。
物理化学专业介绍
物理化学专业介绍一、专业介绍1、概述：物理化学是物理与化学间的交叉学科，是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中特殊规律的学科。
物理化学的研究方法广为应用，不仅渗透到化学的各个分支学科，而且在材料、能源、环境、生命、信息等各领域发挥重要作用。
随着各种谱学检测方法在空间分辨、时间分辨或能量分辨能力等方面的不断提高，物理化学学科呈现出由宏观到微观、由体相到表相、由静态到动态的飞跃发展，而表(界)面与介观体系的结构、物理化学性质及相关反应过程，分子反应动态学，非平衡态热力学和非线性动力学等则是当前物理化学最活跃的前沿研究领域。
2、研究方向：01.功能材料物理化学02.纳米功能材料03.相平衡原理及应用04.纳米敏感材料05.工业电化学和电化学工程06.环境电化学07.生物和生物材料电化学08.谱学电化学09.纳米材料表面与界面化学10.无机/聚合物纳米复合材料11.生物质资源利用与工程12.生物质转化过程动力学13.生物质材料物理化学14. 生物质能源与环境15.电有机合成16.功能材料光化学与光物理17.纳米生物医用材料18.表面界面组装与功能19.纳米晶物理化学20.多相催化与催化材料21.新催化反应与催化剂设计22.多相催化材料设计与制备23.多相催化与表面化学24.催化材料及表征(注：各大院校的研究方向有所不同，以吉林大学为例)3、培养目标：要求毕业生掌握物理化学学科化学热力学动力学统计热力学量子化学等基础理论具有较好的数学物理基础和相关生物化学分子生物和化学信息学的基础理论熟悉现代物理化学学科的发展和前沿领域熟练掌握物理化学及相关学科的研究方法和实验技术，具有独立进行科学研究的能力。
适应我国经济、科技、教育发展需要，成为从事物理化学研究和教学的高层次人才。
4、研究生入学考试科目：01-16方向：①101政治②201英语一③639综合化学四(无机、分析、有机)④860物理化学(含结构化学)17-24方向：①101政治②201英语一或202俄语或203日语③639综合化学四(无机、分析、有机)④860物理化学(含结构化学)(注：各大院校的考试科目有所不同，以吉林大学为例)5、相近学科与物理化学专业相关的二级学科有：无机化学、分析化学、有机化学、高分子化学与物理二、就业前景物理化学学科主要分三个方向：催化、电化学以及理论化学，这几年由于材料热，对于材料的物理与化学性质的研究也引起了人们的广泛关注。
500多个常用化合物物理化学常数表
69 164.5--166
130 100-102 76.5--77.5 55--56
130 ——— ——— 114-116
85 229.2 182/20mm 110.6 115--117 77--78
184
0.7070 0.7400 0.9170 0.9320 0.7060
0.78 0.8100 0.9650
110-88-3 110-71-4 110-63-4
56-81-5 108-88-3 106-89-8 109-69-3 62-53-3
90.08 90.12 90.12
92.09 92.14 92.53 92.57 93.13
-50 -49
-80 -98 -116 25-25.5
-90 -85 -111
分子式
H3N
HCHO CH3OH CH3CN CH2N2 CH3CHO C2H7N
HCOOH CH3NHNH2
C2H5OH H4N2·H2O
CH3ONa C3H7N CH3COCH3 C2H5NO HCOOCH3 CH3COOH CH4N2O （CH3）2CHOH C2H8N2 H2NCH2CH2OH C2H5ONa H3NO.HCl CH3COC2H5 C4H8O C5H12 C3H7NO
50
异戊醇
（CH3）2CHC2H4OH 123-51-3
88.15
51
氰化亚铜
CuCN
544-92-3
89.56
52
草酸
HOOCCOOH
144-62-7 90.04
53
三聚甲醛
54
乙二醇二甲醚
55
1,4-丁二醇
56
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e e
d
O1
Oe
CaF 2 (A) − CaCl 2 (B) 相图
不稳定化合物: 不稳定化合物 在固态稳定存在,液 在固态稳定存在 液 18 态分解为另一固态 与组成不同的液态
盐系统中， 在水 - 盐系统中，也有 此类例子， 此类例子，如 H2O - NaCl 系 统，不稳定化合物 在熔化时分解， NaCl · 2H2O ( C )在熔化时分解， 在熔化时分解 系统相图如右： 系统相图如右： 熔点很高， 由于 NaCl 熔点很高，盐 的溶解度曲线 L´Q 不可能与 右侧纵坐标相交。 右侧纵坐标相交。 若盐与水生成多种水合 晶体， 晶体，则相图中可能有多种不 稳定化合物。 稳定化合物。
e
e
e’
2
4、水盐系统相图 、
LA线: 线 冰点下降曲线 AN线: 线 盐的溶解度曲线 BAC线: 线 三相平衡线
3
§6.9 二组分固 态互溶系统 相图
固溶体（固态溶液）： 固溶体（固态溶液）：
1.固态完全互溶系统
固态物质以分子 形态相互混合而成
枝晶偏析: 枝晶偏析 早析出的晶体
形成枝晶， 形成枝晶，含高熔点的 组分较多； 组分较多；后析出的晶 体填充其间， 体填充其间，含低熔点 的组分较多。 的组分较多。
退火： 退火：将固体在接近熔化
温度下恒温停放一段时 间，使固体内部各组分 进行扩散。 进行扩散。
淬火：使金属迅速冷却， 淬火：使金属迅速冷却，
Cu(A) − Ni(B)
在低温下保持高温的结 5 构。
冷却曲线
液相降温 液相不断凝固 开始析出固相 液相消 失 固相降温
Cu(A) − Ni(B)
6
具有最高与最低熔点的相图
上次课主要内容
1.液体部分互溶系统的温度－组成图 液体部分互溶系统的温度－
(1)气相组成介于两液 气相组成介于两液 相组成之间的系统 (2)气相组成位于两液 气相组成位于两液 相组成同一侧的系统
0
2.完全不互溶系统气液平衡相图 完全不互溶系统气液平衡相图
1
3.固态完全不互溶凝聚系统相图
c d c d
1.生成稳定化合物的系统 1.生成稳定化合物的系统
S=3,R=1 C==2
d d c c点— 点 相合熔点
c点:F=1-2+1=0 点
c’
稳定化合物: 稳定化合物 在其熔
点以下稳定存在,熔化 点以下稳定存在 熔化 时所生成的液相与固 相 化合物组成相同
A:四氯化碳 B:对二甲苯
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H 2SO4 ⋅ 4H 2 O (C1 )
H 2 SO 4 ⋅ 2H 2 O (C 2 )
H 2SO4 ⋅ H 2 O (C3 )
纯硫酸的 熔点在283 熔点在283 K左 右，而与一水 化合物的低共 熔点在235 K， 熔点在235 K， 所以在冬天用 管道运送硫酸 时应适当稀释， 时应适当稀释， 防止硫酸冻结。 防止硫酸冻结。
17
2.生成不稳定化合物的系统 生成不稳定化合物的系统
Q
t / °C
0
P S1 L
L´
S1 ´ S2
´
S2
H2O
C
NaCl
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MgO − SiO 2 的二元液固平衡相图
20
e
α + β的降温
9
(2)系统有一转变温度 系统有一转变温度
a α析出 l+α t l a
L S1
b b l+β
S2 Q
β析出
α析出
α
P l 消失
A wB
β α+β
B
l 消失
三相平衡线： ＋ 三相平衡线： l＋β→α
10
其它常见二元相图
11
12
13
14
§6.10 生 成 合物的 化 合物的 二 凝聚 组 分 凝聚 系 统相图
7
2.固相部分互溶系统
(1)系统有一低共熔点 系统有一低共熔点
a b Sα—B溶于 的固溶体 溶于A的固溶体 溶于 Sβ—A溶于 的固溶体 溶于B的固溶体 溶于 a b
三相平衡线： 三相平衡线： l
Al(A) − CuAl 2 (B)
冷却 加热
α+β
8
e 的冷却曲线: 的冷却曲线:
e 液相降温 l→α+β 同时析出α + β 相 液相消失