物理化学公式总结

* A A
：拉乌尔定律， 稀溶液
pA p x
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* A A A
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：修正的拉乌尔定律
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2015/9/30
pB pyB
：道尔顿分压定律 ：亨利定律
pB kx xB kccB kbbB
2.相平衡
F C P 2,其中C S R R
化学反应吉布斯自由能变化与压力： p2
1 加压使一种物质变为另一种物质的转折点所对应 G (P2)=0， 由此可求压力值。
r G ( P2 ) r G ( P1 ) VdP
p
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r Gm W ' zFE
三、化学平衡
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2015/9/30
在化学平衡中，当P与Pθ相差不大时，可忽略压力对凝聚相 化学势的影响，因此在表示有凝聚相参加的理想气体化学反 应的Kθ时，只用气相中各组分的平衡分压即可，不涉及凝聚相。 平衡常数与温度（范特霍夫等压方程）
r H m ln K ( ） p T RT 2
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部分互溶固溶体
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五、电化学
Q M `(M ` 1 M ) ：法拉第定律 ， m nM ` Q nF Z F 1 A def k K cell R kR Gk m kVm l c
r H m r Gm T r Sm E zEF zFT T p
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r Gm RT ln K
RT E ln K zF



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E E(Ox|Red) E(Ox|Red)
不可逆相变：在不改变温度为原则（否则需要用到规定熵， 通常不给出），在始终态之间设计一系列可逆途径来完成。 凝聚相恒温变压过程与气相同类过程相比，G很小可忽略。
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化学反应 :
r Gm (T ) B f G（ B , , T ) H ( T ) T S m r m r m (T )
：德拜-休克尔公式，强 电解质的稀溶液
I
1 2
b z
B
2 B B
lg A | z z | I
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r Gm zEF
E r Sm zF T p
r Gm zE F


E QR T r Sm zFT T p
公式总结
一、热力学第一定律 dU Q W或U Q W （适用于封闭体系） 1.热力学能
U Qv C v dT ：恒容过程及有理想气体参加的任何过程
T1
T2
U 0
2.体积功
.
：理想气体恒温过程
V2
W P外 dV或W P外 dV
V1
原则上根据过程的特定条件，找出过程中系统的P与V的函 数关系，再进行积分。
：原电池可逆放电
PB(平衡） B C RT B 1.标准平衡常数 K （ ） KC（ ） P P B P K（ ） K（ y n P P nB
其中，
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P B ）
KC

CB B （ ） ， K y yB B ， K n nB B C
半衰期
t1/ 2 = ln2/k1
二级反应
r
t1/2
( a b)
1 k2 a
3 2k3a 2
三级反应
dx k3 ( a x ) 3 dt (a =b=c) r
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1 1 1 2 k3t 2 2 ( a x) a
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t1
2
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G H TS
:恒温过程
G H ST
:恒熵过程
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G VdP
V1 G nRT ln V2
G V（P2 P ） 1
p1
p2
:恒温可逆过程 :理想气体恒温可逆过程
:凝聚体系
G=0
:恒温恒压非体积功为0的可逆过程或可逆相变
'
:相律,平衡体系
3.相图的结构：单组分（P-T图）包括二相线、一相
区和三相点；二组分（T-x图）包括一相区、二相 区、一相垂直线和三相水平线。
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单组分和二组分相图
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简单低共熔和有化合物生成的相图
H 1 r m 1 或 ln K (T2 ) ln K (T1 ) ( ) R T1 T2
若一定温度范围内，rCp.m=0，则 H 可视为常数。 r m
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d ln K y dT

P
B
Vm RT
：平衡常数与压力
化学反应等温方程
r Gm r G

m
RT ln Qp RT ln K RT ln Qp

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四、多组分系统热力学与相平衡
１.多组分系统热力学
* * pA p x ; p pA pA pA xB
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wk.baidu.com
P 2 1 W nRT ln V nRT ln V1 P2
：理想气体恒温可逆过程
W P (V2 V1） 外
：恒外压过程
W P体 （V2 V1）
：恒压过程
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r H m (T ) B f Hm (B, , T ) B C H m ( B, , T )

B B
r H m (T ) r H m (298.15K )
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T
298.15

r C p ,m dT
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:反应热与温度
T1
T2
r C p ,m T
dT
:化学平衡反应
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当T1-T2之间有相变发生，应分段积分。
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2. 环境熵变 熵判据
S 环
Q体 T
S孤 S体 S环 0
H （T2 S 2 T1 S1） 3. 吉布斯自由能 G H TS 或 G H （TS）
B
化学反应吉布斯自由能变化与温度（吉布斯-亥姆霍兹方程） ：
r Gm r Gm r H m ( ） p r S m T T r G m (T ) r G m (298.15K ) r H m (T ) 或 dT 2 T 298.15K T
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4.焓 H U pV 或H U ( pV ) U ( p2V2 pV 1 1)
dH Q p C p dT 或H Q p C p dT
T1 T2
:恒压过程及理想气体 的任何过程
H 0 ：理想气体恒温过程
RT B E E ln (aB ) zF B

能斯特（Nernst）方程
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六、化学动力学
微分式
一级反应
dx r k1 (a x ) dt
dx k2 ( a x ) 2 dt
积分式
a ln k1t ax
1 1 k2t a-x a
m v m,+ v m,
m




：离子独立移动定律， 无限稀释溶液
(难溶盐) (溶液) (H 2O) (难溶盐)
c c
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m = m
aB
a a

a
b a b
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E r H m zF T（ ） p E T Q 二、热力学第二定律 dS T
1.体系熵变
S 体 QR T
:原电池可逆放电

>:不可逆 =:可逆
:恒温可逆过程 :理想气体恒温可逆过程
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S 体
V2 nR ln V1
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S 体
T2
Cv S 体 dT T T1
T2
T1

Cp T
dT
:恒压可逆过程 :恒容可逆过程
当T1-T2之间有相变发生，应分段积分。 :绝热可逆过程 S体=0
r S

m
(T ) B S （ m B, , T ) r S

B

m
(298.15K )
3. 恒容热: 恒压热: 绝热过程:
Qv C v dT或Qv C v dT
T1
T2
Q P C p dT 或Q p C p dT
T1
T2
Q0
Qp Qv ng RT
Qr , m E zFT ( ) p T
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有理想气体参加的化学反应: 原电池可逆放电:
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活化能
Ea k A exp( ) RT
k2 Ea 1 1 ln ( ) k1 R T1 T2
：指数式
：积分式
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