物理化学1 PPT课件
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物理化学-课件
S环
Q T环
例4. 试证明298.2K及p下，水的气化过程不可 能发生。已知：Cp,m(H2O, l) = 75 J.K-1.mol-1， Cp,m(H2O, g) = 33 J.K-1.mol-1 ，298.2K时水的 蒸气压为3160Pa， glHm(H2O, 373.2K) = 40.60 kJ.mol-1。
3160
1
∴ SSⅠ SⅡ SⅢ 11J8K1
思考：∵S > 0，∴该过程为自发过程。 此推理正确吗？
三、混合过程的熵变 (Entropy of mixing) 混合过程很多，但均不可逆。 所以需要设计可逆过程。
不同理想气体的混合过程：
① 理想气体混合物的容量性质(V除外)， 均可按组分进行加和。
He和H2，状态如图。若将隔板换作一块铝板，则 容器内的气体(系统)便发生状态变化。求此过程
的(1)H；(2)S。
1mol He(g) 200K
1m3o0l0HK2(g)
101.3kPa 101.3kPa
解：求末态 过程特点：孤立系统， U = 0
U U (H ) e U (H 2 )
同理： S(H2) = -4.29 J.K-1
∴ S = 5.25 - 4.29 = 0.96 J.K-1 > 0 孤立系统熵增加，自发
二、相变过程的熵变 (Entropy change in a phase-transition)
1. 可逆相变 ∵ 一般可逆相变为等T，等p，W’＝0的可逆过程 ∴ Qr = H
118 J K 1
方法2
1mol H2O(l) 298.2K，p
Ⅰ 等T, r
等T, p, ir S, H
《物理化学第4版》第一章-8 节流过程ppt课件
则：W1= - p1(- V1)= p1V1
W2= - p2(V2) 在压缩和膨胀时体系净功的变化应该是
两个功的代数和。 W＝p1V1- p2 V2
W=W1+W2=p1V1-p2V2
即 U2 U1 p1V1 p2V2
移项 U2 p2V2 U1 p1V1
H2=H1
节流过程是等焓过程。 T变而H不变：实际气体的H 不只是T 的函数。
实际气体的焓不仅是温度的函数，还是 压力p的函数，即 H= f(T,p)。
实际气体分子间有相互作用力，使得分子间 的势能对热力学能有贡献，即U=f(T,V)。
等温过程，实际气体的dU、dH不等于零。
3.焦-汤系数
JT
def
dT dp
H
JT 称为焦-汤系数（Joule-
Thomson coefficient),它表示经节流
过程后，气体温度随压力的变化率。
因为节流过程的dp<0 , 所以：
若 J-T＜0,则节流后 温度升高?降低?不变？ J-T＞0， 节流后 温度升高?降低?不变？ J-T＝0， 节流后 温度升高?降低?不变？
用于制冷设备的实际气体，其J-T>0，例如氨气。
低压低温气体
p ,则T
节流过程（管内有
填充物）
冰
箱
从
外
冰
侧
箱
向
内
环
吸
境
热
放
热
高压高温气体
电冰箱工作原理示意图
T1
Q T2
由环境付出电功
§1-8 实际气体的焓和热力学能
实际气体的热力学能 U＝f (T, V)
实际气体的焓
H＝f (T, p)
W2= - p2(V2) 在压缩和膨胀时体系净功的变化应该是
两个功的代数和。 W＝p1V1- p2 V2
W=W1+W2=p1V1-p2V2
即 U2 U1 p1V1 p2V2
移项 U2 p2V2 U1 p1V1
H2=H1
节流过程是等焓过程。 T变而H不变：实际气体的H 不只是T 的函数。
实际气体的焓不仅是温度的函数，还是 压力p的函数，即 H= f(T,p)。
实际气体分子间有相互作用力，使得分子间 的势能对热力学能有贡献，即U=f(T,V)。
等温过程，实际气体的dU、dH不等于零。
3.焦-汤系数
JT
def
dT dp
H
JT 称为焦-汤系数（Joule-
Thomson coefficient),它表示经节流
过程后，气体温度随压力的变化率。
因为节流过程的dp<0 , 所以：
若 J-T＜0,则节流后 温度升高?降低?不变？ J-T＞0， 节流后 温度升高?降低?不变？ J-T＝0， 节流后 温度升高?降低?不变？
用于制冷设备的实际气体，其J-T>0，例如氨气。
低压低温气体
p ,则T
节流过程（管内有
填充物）
冰
箱
从
外
冰
侧
箱
向
内
环
吸
境
热
放
热
高压高温气体
电冰箱工作原理示意图
T1
Q T2
由环境付出电功
§1-8 实际气体的焓和热力学能
实际气体的热力学能 U＝f (T, V)
实际气体的焓
H＝f (T, p)
物理化学幻灯片PPT课件
出现了2个方向，一个是用反应速率来测定亲和力，一个是用反应热效应来度量亲和力。前一个方向就导致
质量作用定律的发现，后一个导致动态平衡观念的确立。
瑞典化学家贝格曼于1775年列出化学亲和力表
（认识到数量对反应结果的影响）
法国化学家贝托雷在1798年设想化学反应会逆向进行
（认识到化学反应中的质量效应）
法国化学家威廉米于1850年提出
的研究后来中断了50年。
直到19世纪下叶热力学理论基本奠定后，热质说才逐渐被 科学界摈弃。
2021
12
热化学界发现的第一个定律 ——黑斯定律
黑斯：出生于日内瓦，在俄国长 1836年，瑞士化学家
大并且接受了医学教育，他在圣
黑斯在俄国测量了很
彼得堡发表了他的研究成果，并
多反应的热效应，总
将其称为‘总热量守恒定律’，
dM dt
kM
挪威数学家古德贝格和化学家瓦格A +B C+D
（第一个表示物质浓度与反应速度关系的公式） （全面阐释质量作用定律）
2021
10
第二部分
热化学和 热力学基本定律
2021
11
从热质说到热化说
什么是热质说 把热视为一种运动着的微粒性的实在物质
1780年，拉普拉斯和拉瓦锡，在他们的论文中报道了他们 关于化学热反应的研究，由于受到 热质说的影响，这方面
1853年，英国物理学家开尔文给出了热力学第一定律的表 达式，‘能’这一术语被广泛接受。
2021
15
热力学第二定律的确立
1824年，法国工程师卡诺，通过对热机的分析得出：热机 必须在两个热源之间工作，热机的效率只取决于两个热源 的温差。可逆热机的工作效率最高。这就是卡诺原理。
质量作用定律的发现，后一个导致动态平衡观念的确立。
瑞典化学家贝格曼于1775年列出化学亲和力表
（认识到数量对反应结果的影响）
法国化学家贝托雷在1798年设想化学反应会逆向进行
（认识到化学反应中的质量效应）
法国化学家威廉米于1850年提出
的研究后来中断了50年。
直到19世纪下叶热力学理论基本奠定后，热质说才逐渐被 科学界摈弃。
2021
12
热化学界发现的第一个定律 ——黑斯定律
黑斯：出生于日内瓦，在俄国长 1836年，瑞士化学家
大并且接受了医学教育，他在圣
黑斯在俄国测量了很
彼得堡发表了他的研究成果，并
多反应的热效应，总
将其称为‘总热量守恒定律’，
dM dt
kM
挪威数学家古德贝格和化学家瓦格A +B C+D
（第一个表示物质浓度与反应速度关系的公式） （全面阐释质量作用定律）
2021
10
第二部分
热化学和 热力学基本定律
2021
11
从热质说到热化说
什么是热质说 把热视为一种运动着的微粒性的实在物质
1780年，拉普拉斯和拉瓦锡，在他们的论文中报道了他们 关于化学热反应的研究，由于受到 热质说的影响，这方面
1853年，英国物理学家开尔文给出了热力学第一定律的表 达式，‘能’这一术语被广泛接受。
2021
15
热力学第二定律的确立
1824年，法国工程师卡诺，通过对热机的分析得出：热机 必须在两个热源之间工作，热机的效率只取决于两个热源 的温差。可逆热机的工作效率最高。这就是卡诺原理。
《物理化学1气体》课件
04 气体反应动力学 与速率方程
气体反应速率的概念
反应速率
单位时间内反应物浓度减 少或产物浓度增加的量。
反应速率常数
反应速率与反应物浓度的 乘积，表示反应速率与浓 度的关系。
活化能
反应速率与温度的关系， 表示反应所需的最低能量 。
速率方程的建立与求解
质量作用定律
反应速率与反应物浓度的幂次方 成正比。
《物理化学1气体》ppt课 件
目 录
• 气体的基本性质 • 气体定律与热力学基础 • 气体混合物与分压定律 • 气体反应动力学与速率方程 • 气体化学反应平衡常数与计算
01 气体的基本性质
气体的定义与分类
总结词
气体的定义、分类及特性
详细描述
气体是物质的一种聚集状态，具有无固定形状和体积、流动性强等特性。根据气 体分子间相互作用力的不同，气体可分为理想气体和实际气体。理想气体忽略了 气体分子间的相互作用力，而实际气体则考虑了这种相互作用力。
理想气体定律
理想气体假设
理想气体状态方程，即PV=nRT，其 中P表示压强，V表示体积，n表示摩 尔数，R表示气体常数，T表示温度。
理想气体是一种假设的气体模型，其 分子之间没有相互作用力，分子本身 的体积可以忽略不计。
理想气体状态方程的应用
用于计算气体的压力、体积、温度等 物理量之间的关系，以及气体的热力 学性质。
热力学第一定律
热力学第一定律
01不
能消失，只能从一种形式转化为另一种形式。
内能和热量
02
内能是系统内部能量的总和，热量是系统与外界交换能量的量
度。
热力学第一定律的应用
03
用于计算系统的内能、热量、功等物理量之间的关系，以及系
物理化学课件
意义
热力学第一定律在物理学和化学 领域中具有重要地位，它为解释 许多自然现象提供了基础。
热力学第二定律
内容
热力学第二定律指出，热量总是从高 温物体传导到低温物体，而不能反过 来。也就是说，热量传递的方向总是 从高到低，不能反过来。
意义
热力学第二定律表明了自然界的某种 方向性，它限制了某些自然过程的进 行方式。
VS
详细描述
光化学第一定律指出，在一定温度和压力 下，光化学反应的速率与辐射能量成正比 。这个定律对于研究光化学过程和设计光 化学设备具有重要意义。
光化学第二定律
总结词
光化学第二定律是描述光化学过程中辐射能 量与化学反应途径关系的物理化学定律。
详细描述
光化学第二定律指出，在一定温度和压力下 ，一个光化学反应的速率与反应途径中各个 步骤的辐射能量差成正比。这个定律对于研 究光化学反应机理和设计光化学合成路线具 有重要意义。
化学平衡
内容
化学平衡是指化学反应中反应物和生成物之间的平衡状态。在一定条件下，反 应物和生成物之间的浓度不再发生变化，达到动态平衡。
意义
化学平衡是化学反应中一个重要的概念，它帮助我们了解反应进行的程度和方 向。
化学反应速率
内容
化学反应速率是指单位时间内反应物消耗或生成物产生的速率。通常用单位浓度 的变化量表示。
复杂系统与跨尺度研究
总结词
跨学科、多尺度研究
详细描述
物理化学在复杂系统和跨尺度研究方面具有独特的优势 。复杂系统研究涉及多个相互作用因素，需要综合运用 物理、化学和生物等学科的知识来理解和预测系统的行 为。跨尺度研究则要求科学家从原子、分子到纳米、宏 观等不同尺度上理解和控制化学过程，物理化学为解决 这些问题提供了有效的方法和工具。
热力学第一定律在物理学和化学 领域中具有重要地位，它为解释 许多自然现象提供了基础。
热力学第二定律
内容
热力学第二定律指出，热量总是从高 温物体传导到低温物体，而不能反过 来。也就是说，热量传递的方向总是 从高到低，不能反过来。
意义
热力学第二定律表明了自然界的某种 方向性，它限制了某些自然过程的进 行方式。
VS
详细描述
光化学第一定律指出，在一定温度和压力 下，光化学反应的速率与辐射能量成正比 。这个定律对于研究光化学过程和设计光 化学设备具有重要意义。
光化学第二定律
总结词
光化学第二定律是描述光化学过程中辐射能 量与化学反应途径关系的物理化学定律。
详细描述
光化学第二定律指出，在一定温度和压力下 ，一个光化学反应的速率与反应途径中各个 步骤的辐射能量差成正比。这个定律对于研 究光化学反应机理和设计光化学合成路线具 有重要意义。
化学平衡
内容
化学平衡是指化学反应中反应物和生成物之间的平衡状态。在一定条件下，反 应物和生成物之间的浓度不再发生变化，达到动态平衡。
意义
化学平衡是化学反应中一个重要的概念，它帮助我们了解反应进行的程度和方 向。
化学反应速率
内容
化学反应速率是指单位时间内反应物消耗或生成物产生的速率。通常用单位浓度 的变化量表示。
复杂系统与跨尺度研究
总结词
跨学科、多尺度研究
详细描述
物理化学在复杂系统和跨尺度研究方面具有独特的优势 。复杂系统研究涉及多个相互作用因素，需要综合运用 物理、化学和生物等学科的知识来理解和预测系统的行 为。跨尺度研究则要求科学家从原子、分子到纳米、宏 观等不同尺度上理解和控制化学过程，物理化学为解决 这些问题提供了有效的方法和工具。
物理化学课件 第一章 热力学
第一章 热力学第一定律和热化学
The first law of themodynamics and thermochemistry
第一节 热力学概论
一. 热力学
热力学(Thermodynamics)： 研究宏观系统各种过程中能量相互转换所遵循的规 律的科学， 化学热力学：
热力学应用于化学及其相关的过程 主要原理：
内容：通过导热壁分别与第三个物体达热平衡的任意两个物 体彼此间也必然达热平衡。
定律延伸：任一热力学均相体系，在平衡态各自存在一个称 之为温度的状态函数，对所有达热平衡的均相体系，其温 度相同。
温标：a）摄氏温标 以水为基准物，规定水的凝固为零点， 水的沸点与冰点间距离的1/100为1℃。
b）理想气体温标 以低压气体为基准物质，规定水的三相点 为273.16K，温度计中低压气体的压强为 pr
平衡态公理： 一个孤立体系，在足够长的时间内必将趋于唯一的
平衡态，而且永远不能自动地离开它。
四、状态和状态函数
(一)状态 —系统所有性质的综合表现 ➢系统处于确定的状态，系统所有性质具有确定值；
➢系统所有性质具有确定值，系统状态就确定了；
➢系统的性质是相互关联的，通常采用容易直接测量 的强度性质和必要的广度性质来描述系统所处状态。
五、过程与途径
过程：系统从始态到终态发生的变化 途径：系统完成一个过程的具体方式和步骤
过程 －系统从始态到终态状态随发生的一系列变化
➢ 化学变化过程 按变化的性质分 ➢ 物理过程
p、V、T变化过程
相变化过程
过程按变化的条件分： 等温（T = 0) 等容（V = 0)
表述为热力学第一定律(相变和化学反应热效应)、热力 学第二定律(方向、限度和平衡)、热力学第三定律(熵)
The first law of themodynamics and thermochemistry
第一节 热力学概论
一. 热力学
热力学(Thermodynamics)： 研究宏观系统各种过程中能量相互转换所遵循的规 律的科学， 化学热力学：
热力学应用于化学及其相关的过程 主要原理：
内容：通过导热壁分别与第三个物体达热平衡的任意两个物 体彼此间也必然达热平衡。
定律延伸：任一热力学均相体系，在平衡态各自存在一个称 之为温度的状态函数，对所有达热平衡的均相体系，其温 度相同。
温标：a）摄氏温标 以水为基准物，规定水的凝固为零点， 水的沸点与冰点间距离的1/100为1℃。
b）理想气体温标 以低压气体为基准物质，规定水的三相点 为273.16K，温度计中低压气体的压强为 pr
平衡态公理： 一个孤立体系，在足够长的时间内必将趋于唯一的
平衡态，而且永远不能自动地离开它。
四、状态和状态函数
(一)状态 —系统所有性质的综合表现 ➢系统处于确定的状态，系统所有性质具有确定值；
➢系统所有性质具有确定值，系统状态就确定了；
➢系统的性质是相互关联的，通常采用容易直接测量 的强度性质和必要的广度性质来描述系统所处状态。
五、过程与途径
过程：系统从始态到终态发生的变化 途径：系统完成一个过程的具体方式和步骤
过程 －系统从始态到终态状态随发生的一系列变化
➢ 化学变化过程 按变化的性质分 ➢ 物理过程
p、V、T变化过程
相变化过程
过程按变化的条件分： 等温（T = 0) 等容（V = 0)
表述为热力学第一定律(相变和化学反应热效应)、热力 学第二定律(方向、限度和平衡)、热力学第三定律(熵)
物理化学上册-天津大学编写-第五版完整ppt课件
近代化学的发展趋势和特点：
(1)从宏观到微观 (2)从体相到表相 (3)从定性到定量
(4)从单一学科到交叉学科
(5)从研究平衡态到研究非平衡态
精选ppt课件2021
10
当今科学研究的四大方向：
能源、材料 、环境、生命
学科间相互渗透、 相互结合，形成了许
化学与材料
多极具生命力的边缘 学科，
化学与能源
物理化学
Physical Chemistry
物理化学多媒体课件 孙雯
精选ppt课件2021
1
绪论
Preface
精选ppt课件2021
2
一、什么是物理化学?
无机化学
分析化学
有机化学 化学 物理化学
生物化学
高分子化学
物理化学是化精学选ppt课学件202科1 的一个分支 3
温度变化 压力变化 体积变化 状态变化
❖ 南京大学物理化学教研室 傅献彩
❖ 《物理化学》上、下册 （第四版）胡英
❖ 《物理化学练习500例》 （第二版）李大珍
❖ 《物理化学解题指精南选p》pt课件2021 李文斌（天大）
12
第一章 气体的 pVT 性质
Chapter1 the pVT relationships of gases
物质的聚集状态
ppt课件2021
16
R＝8.314 J·K-1·mol-1 ＝0.08206 atm·l ·K-1·mol-1 ＝1.987 cal ·K-1·mol-1
理想气体状态方程也可表示为： pVm=RT pV = (m/M)RT
以此可相互计算 p, V, T, n, m, M, (= m/ V)
精选ppt课件2021
(1)从宏观到微观 (2)从体相到表相 (3)从定性到定量
(4)从单一学科到交叉学科
(5)从研究平衡态到研究非平衡态
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10
当今科学研究的四大方向：
能源、材料 、环境、生命
学科间相互渗透、 相互结合，形成了许
化学与材料
多极具生命力的边缘 学科，
化学与能源
物理化学
Physical Chemistry
物理化学多媒体课件 孙雯
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1
绪论
Preface
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2
一、什么是物理化学?
无机化学
分析化学
有机化学 化学 物理化学
生物化学
高分子化学
物理化学是化精学选ppt课学件202科1 的一个分支 3
温度变化 压力变化 体积变化 状态变化
❖ 南京大学物理化学教研室 傅献彩
❖ 《物理化学》上、下册 （第四版）胡英
❖ 《物理化学练习500例》 （第二版）李大珍
❖ 《物理化学解题指精南选p》pt课件2021 李文斌（天大）
12
第一章 气体的 pVT 性质
Chapter1 the pVT relationships of gases
物质的聚集状态
ppt课件2021
16
R＝8.314 J·K-1·mol-1 ＝0.08206 atm·l ·K-1·mol-1 ＝1.987 cal ·K-1·mol-1
理想气体状态方程也可表示为： pVm=RT pV = (m/M)RT
以此可相互计算 p, V, T, n, m, M, (= m/ V)
精选ppt课件2021
物理 化学 第一章 课件
(3) 量的数值
特定单位表示的数值，量与单位的比值。{A}= A/[A]。在图、表中常用到。 如 T/K =300。图中横坐标表示为x/[x], 如 T/K; 纵坐标 y/[y], 如 p/kPa。
20
图1.1.2 300 K下N2, He, CH4的 pVm-p 等温线
21
0.2.2 对数中的物理量 lnA 或 logA
0 绪 论
0.1 课程简介
0.1.1 什么是物理化学
化学：无机化学 有机化学 物理化学 分析化学 （高分子化学）
物理化学是化学的理论基础，是用物理的原理和方法来 研究化学中最基本的规律和理论，所研究的是普遍适用于各 个化学分支的理论问题——理论化学（化学中的哲学）。 研究化学变化中的普遍规律，不管是有机还是无机，化 学变化及相关的物理变化都是物理化学研究的对象。
作业/考题中若有 1 mol, 25℃，常数如π，e，二分之一等..., 约 定有效数字位数为无限多位。
24
第1章 气体的pVT关系
• 物质的聚集状态 气体、液体、固体。
宏观性质：p, V, T,ρ, U…
p, V, T 物理意义明确，易于测量
状态方程 联系 p, V, T 之间关系的方程。
液体和固体，其体积随压力和温度的变化很小，常 忽略不计；气体在改变压力和温度时，其体积会发生较 大变化，通常只讨论气体的状态方程。
物理化学
溶 液 化 学
9
0.1.3 本课程 物理化学B 的主要内容
绪论 气体的 pVT 关系 热力学第一定律 热力学第二定律 多组分系统热力学 化学平衡 相平衡 电化学 界面现象 化学动力学
胶体化学
10
0.1.4 关于本课程
物理化学1章热力学基本定律与函数公开课获奖课件
d
f
H
m
(D,
T
)
x
f
H
m
(
X,
T
)
a
f
H
m
(
A,
T
)
各种相关稳定单质
y
f
H
m
(Y,
T
)
根据盖斯定律可做如下推倒:
第12页
a
f
H
m
(A,T
)
+
d
f
H
m
(D,
T
)
+ ······+
r
H
m
(T
)
＝
x
f
H
m
(
X,
T
)
+
y
f
H
m
(Y,
T
)
+
······
移项整顿得:
r
H
m
(T
)
＝
x
f
H
m
或： △rHm = △rUm+ RT B (g)
氧弹（量热计）或卡计
QV CT
第6页
二、ecc 定律
C(石墨) + 0.5O2(g) === CO(g) △rHm = ?
A(始态)
恒压,一步完成 Qp
B(末态)
二步完成
Q’p,2 Q’p,1 C(中间态)
Q”p,1 Q”’p,2
D(中间态)
Q’p,n
(2) 1mol可燃物：燃烧物计量系数必须为1。
CO(g) + 0.5O2(g) ==== CO2(g)
c
H
m
《物理化学》PPT课件
2
完整版课件ppt
3
OA 是气-液两相平衡线 即水的蒸气压曲线。它 不能任意延长，终止于临界点。临界点 T=647K, p=2.2×107Pa，这时气-液界面消失。高于临界温度， 不能用加压的方法使气体液化。
OB 是气-固两相平衡线 即冰的升华曲线，理论上可 延长至0 K附近。
OC 是液-固两相平衡线 当C点延长至压力大于
属于此类的体系有：H 2O-HN 3,H 2 O O-H等C。l在标 准压力下，H2O-HC的l 最高恒沸点温度为381.65 K， 含HCl 20.24，分析上完整常版课用件pp来t 作为标准溶液。 20
杠杆规则 Lever Rule
在p-x图的两相区，物系点O代表了体系总的 组成和温度。
通过O点作平行于横坐标 的等压线，与液相和气相线分 别交于M点和N点。MN线称 为等压连结线（tie line）。
如图所示，是对拉乌尔 定律发生正偏差的情况，虚 线为理论值，实线为实验值。 真实的蒸气压大于理论计算 值。
完整版课件ppt
15
如图所示，是 对拉乌尔定律发生 负偏差的情况，虚 线为理论值，实线 为实验值。真实的 蒸气压小于理论计 算值。
完整版课件ppt
16
2. p-x图 和 T-x图 对于二组分体系，K=2，f =4-Φ。φ至少为1，
完整版课件ppt
25
精馏
精馏是多次简单蒸馏的组合。
精馏塔底部是加热 区，温度最高；塔顶温 度最低。
精馏结果，塔顶 冷凝收集的是纯低沸 点组分，纯高沸点组 分则留在塔底。
精馏塔有多种类型，如图所示是泡罩式精馏
塔的示意图。
完整版课件ppt
26完整版课件ppt来自27体系自身确定。
H2O的三相点温度为 273.16 K，压力为
物理化学(1)
三、放热反应和吸热反应 四、热化学定律： 1、在相同条件下正向反应和逆向反应的摩尔焓变数值相等， 符号相反。——第一个热化学定律 2、盖斯定律 “任一化学反应，无论是一步完成或几步完成，其热效应相 同”。盖斯定律是热力学第一定律的必然结果。因为QP = ΔH， Qv =ΔU。盖斯定律是计算热效应的基础。其意义在于：可以 从一些已知热效应的反应，通过代数组合方法计算实验测定 热效应的反应之反应热。
标准摩尔生成焓的应用 （1）参考状态单质的标准摩尔生成焓为零。 （2）由各物质的标准摩尔生成焓求反应的标准摩尔焓。 （3）离子的标准摩尔生成焓 HCl(g) + ∞aq → H+(∞aq) + Cl(∞aq) （4）电解质溶液的反应焓 Ca2+(∞aq) +CO2(g)+H2O(l)=CaCO3 (s)+2H+(∞aq)
五、几种热效应 热化学方程式——表示化学反应及其热效应关系的化学方程式。 2H2( pӨ,g) + O2 (pӨ, g) = 2H2O ( pӨ,g)，ΔrHmθ=-483.64 kJ/mol 意义：各气体压力均为标准压力pӨ 时，在等压条件，反应进度 ξ=1 mol 时，该反应的标准摩尔焓变为483.64 kJ· mol1。凡未注 明温度的，就指298.15 K的摩尔反应焓。 1、物质B的标准摩尔生成焓 在标准压力(pӨ=100 kPa)和温度T 下，由参考状态的单质生成 物质B (νB=+1) 反应的标准摩尔焓变，叫做物质B 在 T 时的标 准摩尔生成焓。凡未注明温度的，就指298.15 K。 碳有石墨、金刚石、C60 等，石墨是最稳定的单质，又如 O2 (g) , H2(g), Br2 (l) , I2 (s) , Hg(l) 等是T(=298.15 K)，pӨ 下相应 元素最稳定的单质。 磷的参考状态是白磷P4 (s,白)，而不是红磷。 标准摩尔生成焓的单位: kJ· mol1 符号： ΔfHmθ
物理化学(1)
§2. 基本概念
一、系统与环境 系统（体系）：被研究的物质与空间 环境：与系统发生关联的物质与空间 系统分为三类：封闭系统，开放系统，孤立系统 分类的依据是： 系统与环境间的物质、能量的交换情况 封闭系统：有能量传递，无物质传递 敞开（开放）系统：有能量传递，有物质传递 隔离（孤立）系统：无能量传递，无物质传递
五、可逆过程
p2 V2 V1 p体=p2 p2 p体= p1 V1 V2 V V1 V2 V p2 p1
恒温过程
W胀=－p2(V2－V1)
W缩=－p1(V1－V2)
|W胀|＜ |W缩|，这说明，虽然体系回到了始态，但 留下了痕迹，即体系膨胀时放出的能量为|W胀| ， 而压缩时环境提供的能量为|W缩|，大于|W胀| ，有 净能量交换。
非体积功( Wf ) ：除体积功之外的功
三、热力学能(U) 著名的热功当量定律表明，系统存在一个只
与始末态有关的物理量，它体现了系统内部具有
的能量——称为热力学能。
U：系统内部质点的动能和势能之和，也称内能。
温度反映系统内部质点的动能统计平均值的大小， 系统内部质点间相互作用的势能大小与质点间的 距离有关，故： U = f（T，V）。 U是状态函数，广度性质，绝对值无法确定。
i=Ⅰ n n
p p外(Ⅰ)
p外(n) V1 Vi V2 V
= ∑ － p外(i)△Vi
i=Ⅰ
当 p外(i)=p体(i) － dpi时，
p外(Ⅰ)
(Vi+1 －Vi) = dVi，n→∞
W胀= －∑ p外(i) dVi
∞
p外(n)
∞ V1 Vi V2
= － ∑ p体(i) dVi + ∑ dpi dVi
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第一章 热力学第一定律
（一）热力学概论
一、化学热力学简介 研究化学过程中能量相互转换所遵循规律的科学， 广义上说，研究热和其他形式的能量相互转换的关系。
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§2 物理化学的研究方法
1.热力学方法（宏观方法） 以由大量质点(约1023个粒子)组成的宏观体系作 为研究对象，以热力学第一、第二定律为基础， 用一系列热力学函数及其变量，描述体系从始态 到终态的宏观变化，而不涉及变化的细节。因此 经典热力学方法只适用于平衡体系。
2. 动力学方法 (宏观＋微观的方法) 宏观上，通过检测反应进程中物质的量随时间的 变化规律研究反应的动力学规律；微观上，采用 交叉分子束、光谱学等实验手段从分子层次上探 讨反应机理。
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热机工作原理
卡诺循环和卡诺定理 --热力学第二定律
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渗透原理
第三章 化学势 溶液依数性
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金属防腐和电池
Zn
第七章 电化学 第九章 动力学
7
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人工降雨和锄地保墒
SOS
第八章 表面现象
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成绩分布： (1) 课后作业－－－10%
(2) 期中考试－－－20%
(3) 期末考试－－－70% 作业： 每人准备两个作业本，每次作业在下次上课之前交 本次作业：P12: 2/3/4/6 P16-18: 7/8/12/13/14
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课程意义& 课程介绍
为什么要开设这门课？
物理化学和我们的日常生活密切相关，在生物、 医学、环境、工业、农业等诸多领域均具有重要 的应用价值！！！ 化学教学的四大基础课之一 研究化学变化规律的科学 理论性强，应用范围广泛
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本次课内容
绪论
§1 物理化学的定义ຫໍສະໝຸດ 研究内容§2 物理化学的研究方法
§3 物理化学的学习方法
第一章 热力学第一定律
（一）热力学概论
§1.1 热力学研究的对象
§1.2 几个基本概念
（二）热力学第一定律
§1.3 能量守恒——热力学第一定律
§1.4 体积功
§1.5 定容及定压下的热
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绪论
§1 物理化学的定义和研究内容 §2 物理化学的研究方法 §3 物理化学的学习方法
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§1 物理化学的定义和研究内容
定义：物理化学就是从物质的物理现象与 化学现象的联系入手，探求化学变化基本规 律的一门学科。物理化学用物理的理论和实 验方法来研究化学的问题。 简单理解：用物理的方法研究化学基本规律
天然药物有效成分的分离、提取，药物剂型设计与改进等需 要分散体系物理化学的基础
利用胶体粒子带电的特点,通过电泳方法可分离体液,判断某 器官是否病变，需要胶体电泳知识基础
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本课程的主要内容
1. 热力学第一定律(2次课）
2. 热力学第二定律(2次课）
3. 化学势(2次课）
涂料与乳制品
第八章 表面现象与分散系统
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物理化学的应用
化学药物的合成路线选择，工艺条件确定，反应速率及机理 掌握等都需要化学热力学和化学动力学基础
通过测定药品的生物半衰期计算出每次给药所需用的时间， 药物的稳定性及体内的代谢等都需要化学动力学基础
当人体的脂质代谢遭到破坏时,血液中红细胞的电泳率就会 低于正常值,通过电泳的测定就可判定人体的肝功能是否正 常，需要电化学基础
曾被称为理论化学
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物理化学的研究内容
1. 研究化学变化的方向和限度 －－热力学问题
2. 研究化学反应的速度和机理 －－动力学问题
3. 研究物质结构与宏观性质的关系 －－结构化学（物质结构）
4. 统计热力学－－微观与宏观的桥梁 5. 胶体与界面现象
－－特殊形态的物质的性质
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热力学第一定律计算理想气体等值过程和绝热过程的内能、功和能量。 2.理解气体的摩尔热容量概念。 3.能计算理想气体准静态循环过程如卡诺循环的效率等。 4.理解热力学第二定律的两种表述。理解可逆过程和不可逆过程，熵，
热力学第二定律的统计意义。 [教学内容] 1. 热力学平衡态和气体物态方程； 2.气体分子的统计分布规律； 3.气体内运输过程； 4.热力学第一定律； 5. 热力学第一定律对理想气体等值过程和绝热过程的应用； 6. 热力学第二定律，可逆过程和不可逆过程及熵； 7. 固体和液体的性质； 8.相变
4. 化学平衡(1次半课，其中复习，大概11.10其中考试）
5. 电化学(3次课）
6．动力学(2次课）
7．表面现象与分散系统(2次课）
1.5号期末复习1次课，1.15号-23号考试周期末考试
X 相平衡 X 统计力学
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大学物理教学内容
第三章 热力学 [目的要求] 1.掌握热力学第一定律及其有关概念（内能、功和能量）。能熟练运用
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§3 物理化学的学习方法
1．抓住每章的重点，牢记基本概念； 2．重点学习它的思维方式——逻辑推理； 3．注意定律、定理等的使用条件和各种结论的使用范围； 4．课前自学，课后复习，勤于思考，重视听课、看书； 5．重视作业，多做习题，学会解题方法。
不会解题，就不可能掌握物理化学。
物理化学
1
1
自我介绍
焦丽芳，化学学院新能源材料化学研究所，副教授 办公室：天南大联合大厦A座901 电话：23504527 Email：jiaolf@
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其他
教材及参考书： 高教出版社，印永嘉等，《物理化学简明教程》 南京大学，傅献彩等，《物理化学》 南开大学，朱志昂等，《近代物理化学》 印永嘉等，《物理化学简明教程例题与习题》
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§2物理化学的研究方法
3．物质结构方法或量子力学方法（微观方法） 用量子力学的基本方程（E.Schrodinger方程）求解组 成体系的微观 粒子之间的相互作用及其规律，从而揭 示物性与结构之间的关系。
4．统计力学方法（微观→宏观） 用概率和数理统计规律计算出体系内部大量质点微 观运动的平均结果，从而解释宏观现象并能计算一 些热力学的宏观性质。即在物质的微观性质和宏观 性质之间架起桥梁。
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第一章 热力学第一定律
（一）热力学概论
一、化学热力学简介 研究化学过程中能量相互转换所遵循规律的科学， 广义上说，研究热和其他形式的能量相互转换的关系。
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§2 物理化学的研究方法
1.热力学方法（宏观方法） 以由大量质点(约1023个粒子)组成的宏观体系作 为研究对象，以热力学第一、第二定律为基础， 用一系列热力学函数及其变量，描述体系从始态 到终态的宏观变化，而不涉及变化的细节。因此 经典热力学方法只适用于平衡体系。
2. 动力学方法 (宏观＋微观的方法) 宏观上，通过检测反应进程中物质的量随时间的 变化规律研究反应的动力学规律；微观上，采用 交叉分子束、光谱学等实验手段从分子层次上探 讨反应机理。
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热机工作原理
卡诺循环和卡诺定理 --热力学第二定律
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渗透原理
第三章 化学势 溶液依数性
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第七章 电化学 第九章 动力学
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人工降雨和锄地保墒
SOS
第八章 表面现象
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成绩分布： (1) 课后作业－－－10%
(2) 期中考试－－－20%
(3) 期末考试－－－70% 作业： 每人准备两个作业本，每次作业在下次上课之前交 本次作业：P12: 2/3/4/6 P16-18: 7/8/12/13/14
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课程意义& 课程介绍
为什么要开设这门课？
物理化学和我们的日常生活密切相关，在生物、 医学、环境、工业、农业等诸多领域均具有重要 的应用价值！！！ 化学教学的四大基础课之一 研究化学变化规律的科学 理论性强，应用范围广泛
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本次课内容
绪论
§1 物理化学的定义ຫໍສະໝຸດ 研究内容§2 物理化学的研究方法
§3 物理化学的学习方法
第一章 热力学第一定律
（一）热力学概论
§1.1 热力学研究的对象
§1.2 几个基本概念
（二）热力学第一定律
§1.3 能量守恒——热力学第一定律
§1.4 体积功
§1.5 定容及定压下的热
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§1 物理化学的定义和研究内容 §2 物理化学的研究方法 §3 物理化学的学习方法
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§1 物理化学的定义和研究内容
定义：物理化学就是从物质的物理现象与 化学现象的联系入手，探求化学变化基本规 律的一门学科。物理化学用物理的理论和实 验方法来研究化学的问题。 简单理解：用物理的方法研究化学基本规律
天然药物有效成分的分离、提取，药物剂型设计与改进等需 要分散体系物理化学的基础
利用胶体粒子带电的特点,通过电泳方法可分离体液,判断某 器官是否病变，需要胶体电泳知识基础
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本课程的主要内容
1. 热力学第一定律(2次课）
2. 热力学第二定律(2次课）
3. 化学势(2次课）
涂料与乳制品
第八章 表面现象与分散系统
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物理化学的应用
化学药物的合成路线选择，工艺条件确定，反应速率及机理 掌握等都需要化学热力学和化学动力学基础
通过测定药品的生物半衰期计算出每次给药所需用的时间， 药物的稳定性及体内的代谢等都需要化学动力学基础
当人体的脂质代谢遭到破坏时,血液中红细胞的电泳率就会 低于正常值,通过电泳的测定就可判定人体的肝功能是否正 常，需要电化学基础
曾被称为理论化学
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物理化学的研究内容
1. 研究化学变化的方向和限度 －－热力学问题
2. 研究化学反应的速度和机理 －－动力学问题
3. 研究物质结构与宏观性质的关系 －－结构化学（物质结构）
4. 统计热力学－－微观与宏观的桥梁 5. 胶体与界面现象
－－特殊形态的物质的性质
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热力学第一定律计算理想气体等值过程和绝热过程的内能、功和能量。 2.理解气体的摩尔热容量概念。 3.能计算理想气体准静态循环过程如卡诺循环的效率等。 4.理解热力学第二定律的两种表述。理解可逆过程和不可逆过程，熵，
热力学第二定律的统计意义。 [教学内容] 1. 热力学平衡态和气体物态方程； 2.气体分子的统计分布规律； 3.气体内运输过程； 4.热力学第一定律； 5. 热力学第一定律对理想气体等值过程和绝热过程的应用； 6. 热力学第二定律，可逆过程和不可逆过程及熵； 7. 固体和液体的性质； 8.相变
4. 化学平衡(1次半课，其中复习，大概11.10其中考试）
5. 电化学(3次课）
6．动力学(2次课）
7．表面现象与分散系统(2次课）
1.5号期末复习1次课，1.15号-23号考试周期末考试
X 相平衡 X 统计力学
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大学物理教学内容
第三章 热力学 [目的要求] 1.掌握热力学第一定律及其有关概念（内能、功和能量）。能熟练运用
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§3 物理化学的学习方法
1．抓住每章的重点，牢记基本概念； 2．重点学习它的思维方式——逻辑推理； 3．注意定律、定理等的使用条件和各种结论的使用范围； 4．课前自学，课后复习，勤于思考，重视听课、看书； 5．重视作业，多做习题，学会解题方法。
不会解题，就不可能掌握物理化学。
物理化学
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自我介绍
焦丽芳，化学学院新能源材料化学研究所，副教授 办公室：天南大联合大厦A座901 电话：23504527 Email：jiaolf@
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其他
教材及参考书： 高教出版社，印永嘉等，《物理化学简明教程》 南京大学，傅献彩等，《物理化学》 南开大学，朱志昂等，《近代物理化学》 印永嘉等，《物理化学简明教程例题与习题》
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§2物理化学的研究方法
3．物质结构方法或量子力学方法（微观方法） 用量子力学的基本方程（E.Schrodinger方程）求解组 成体系的微观 粒子之间的相互作用及其规律，从而揭 示物性与结构之间的关系。
4．统计力学方法（微观→宏观） 用概率和数理统计规律计算出体系内部大量质点微 观运动的平均结果，从而解释宏观现象并能计算一 些热力学的宏观性质。即在物质的微观性质和宏观 性质之间架起桥梁。