物理化学简明教程
物理化学简明教程(印永嘉)-绪论ppt课件
逻辑推理的前提就是基本原理、基本概念和基本假设。
例如热力学中热力学能和熵作为一状态函数存在是由热力 学第一定律和第二定律这种基本原理推理而得的，然后导 出第一定律和第二定律的数学表达式，由此出发而得到一 系列很有用处的结论。这种方法在物理化学中比比皆是， 而且在推理过程中很讲究思维的严密性，所得到的结论都 有一定的适用条件，这些适用条件是在推理的过程中自然 形成的。这种逻辑思维方法如果能在学习物理化学过程中 仔细领会并学到手，养成一种习惯，则将受用无穷。
事实证明，理论和实验的关系已越来越密切，任何缺 乏理论观点指导的实验研究必然是盲目的研究，而更多的 是许多新的实验现象期待着新的理论来解释，因此，那种 认为物理化学是理论性学科，因而轻视实验研究的任何倾 向都是非常有害的。
绪论
8
§0.3 学习物理化学的方法
如何学好物理化学这门课程，除了一般学习中行之有 效的方法如要进行预习，抓住重点和善于及时总结……等 以外，针对物理化学课程的特点，提出以下几点供参考。
绪论
3
物理化学所担负的主要任务：
①化学热力学——化学变化的方向和限度，以及伴 随发生的能量转换关系；
例如合成氨，常温常压下能否进行？产率？
②化学动力学——化学反应的速率和机理； 上例理论上可行。关键是寻找合适的催化剂和反应 途径（模拟生物固氮）。
③结构化学——物质的性质与其微观结构的关系 例如研究与氮分子有关的配合物的结构，以及它们 在不同条件下的变化，就有利于常温常压下寻找固氮的 途径。
一般说来物理化学习题大致有以下几方面的内容， 一是巩固所学的内容和方法的；二是有些正文中所没有 介绍，但运用所学的内容可以推理出来而进一步得到某 些结论的；三是从前人的研究论文和生产实际中抽提出 来的一些问题，如何用所学的知识去解决它。
物理化学简明教程
物理化学简明教程物理化学简明教程一、什么是物理化学1、什么是物理化学物理化学是将物理和化学知识相结合的一门学科，它专注于研究物质的性质和结构，从而理解系统复杂性，并给出相应的定量描述和解释。
2、物理化学的术语物理化学使用一些专有术语来描述和分析物质的性质。
例如：（1）体系：体系是物理化学中最重要的概念，它是一类物质、反应态物质和夹带物质的集合。
（2）反应：反应通常指物质在受到外部的化学刺激或物理刺激后发生的相互作用。
（3）热力学：热力学是一个专有术语，它包括能量的流动，即吸收及释放的能量，以及热的传播过程。
二、物理化学的应用1、生物：物理化学可以为生物学研究打开很多新的大门，它帮助生物学家了解细胞和分子在活动过程中是如何作用的。
2、医学：物理化学可以帮助医生了解药物的作用机制，以及如何使用不同的技术来检测疾病携带的病原体。
3、材料科学：物理化学可以用来研究各种材料，为其定制特性提供帮助。
4、能源：物理化学也有助于研究各种能源是如何被转换和使用的，以及它们可能如何更有利可图。
三、物理化学学习的建议1、深入研究物理化学：研究物理化学知识是学习物理化学最重要的环节，要多看书，熟悉其中概念和术语。
2、实践操作：在解决实际问题中，要掌握其中的物理原理和化学反应，并归纳出解决问题的方法和技巧。
3、完成相关实验：通过实验研究，可以加深对物理化学的理解，学会分析和推理物理化学原理。
4、夯实基础知识：要牢记物理化学基础知识，如反应形式、热力学和分子动力学等，以便更好地理解物理化学原理。
5、输出学习成果：多练习、多参与课堂讨论，完成典型题目和相应实验，并经常总结归纳学习成果。
物理化学简明教程(重点内容)
第一章【理想气体的能与焓只是温度的函数，与体积或压力的变化无关，所以对理想气体定温过程：dU=O, dH=O,A U=O,A H=0 变温过程：△ U=nC,m△H=nC,m△ T节流膨胀：(特点)绝热、定焓，••• Q=Q △ H=0,无论是理想气体还是实际气体均成立】1. 理想气体的状态方程可表示为：pV=nRT2. 能量守恒定律：自然界的一切物质都具有能量，能量有各种不同形式，能够从一种形式转化为另一种形式，但在转化过程中，能量的总值不变。
3. 第一定律的数学表达式：△ U=Q+；对微小变化：dU=8 Q+8 W(因为热力学能是状态函数，数学上具有全微分性质，微小变化可用dU表示；Q和W 不是状态函数，微小变化用3表示，以示区别。
)4. 膨胀作功：①自由膨胀：W=0②等外压膨胀：W=-P外(V2-V i)=P2 (V1-V2);③可逆膨胀：W=i RT In也=nRT In旦；④多次等外压膨胀，做V2 P的功越多。
5. ①功与变化的途径有关。
不是状态函数。
②可逆膨胀，体系对环境作最大功；可逆压缩，环境对体系作最小功。
6. 恒温恒压的可逆相变W= ：P e dV ：(R dP)dV P i△V nRT(恒温恒压的可逆相变，气体符合理想气体方程)7. 焓的定义式：H=U+PV等压效应Q p =△ H，焓是容量性质。
8. 理想气体的热力学能和焓仅是温度的函数：在恒温时，改变体积或压力，理想气体的热力学能和焓保持不变。
还可以推广为理想气体的Cv,Cp也仅为温度的函数。
9. ①等压热容Cp：C p仝(-)p , △ H Q p C p dTdT T②等容热容Cv：C v-Q v(—)V ,△u Q v C v dT ；③ Q p Q v△nRTdT T p10. 理想气体的Cp与Cv之差：C p C V nR或C p,m C v,m R；单原子分子系统：C v,m 2R ,双原子分子系统：C v,m 2 R△H n C p,m △T , n C v,m △T11. 绝热过程的特点：绝热压缩，使体系温度升高，而绝热膨胀，可获得低温。
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27
(6)准静态过程 若体系由始态到终态的过程是由一连串无限邻近且
无限接近于平衡的状态构成，则这样的过程称为准静态 过程。
准静态过程 pex = p dp, 微小dp可忽略
W - V2 ( p ±dp)dV - V2 pdV
V1
V1
P终
p始
状态函数的特性：异途同归，值变相等；周而复始，
数值还原
5
状态性质
强度性质 与系统中物质的量无关
无加和性
温度 T总＝T1＝T2＝… 压力 p总＝p1＝p2＝… 密度ρ总＝ρ1＝ρ2＝…
容量性质(广度性质) 与系统中物质的量有关
有加和性
体积 V总＝V1+V2+… 质量 m总＝ m1+m2 +… 内能 U总＝U1+U2+…
W' e,1
- p"(V" -V2)
-+-
p' (V '
-V ")
-- p1(V1 -V ' )
31
3.可逆压缩
如果外压力始终比内压力大一个无限小dP，即由 无数个等外压的无限缓慢的压缩过程组成：
W ' e,3
-
V1 V2
pidV
= -nRTln V1 V2
则体系和环境都能恢复 到原状。
32
可逆膨胀，体系对环境作最大功； 可逆压缩，环境对体系作最小功。
热功当量： 1 卡 = 4.184 焦耳 热力学第一定律的实质 能量守恒。
热力学第一定律的表达形式： 能量不能凭空产生或消灭，只能从一种形式以严格 的当量关系转换为另一种形式。 不供给能量而可连续不断对外做功的机器叫第一类 永动机。第一类永动机的创造是不可能实现的。 隔离系统的能量为一常数。
物理化学简明教程(印永嘉)化学动力学_图文
例如，对于体积不恒定的反应系统，对于多相反应系统 以及流动反应系统等，上式都能够正确地表示出反应进 行的快慢程度。
(3) 单位体积的反应速率：r/ mol ·m-3 ·s -1
或/ mol ·dm-3 ·s -1
dt RT dt
RT dt
p酯=2p0 – p总
r 1 dc光 1 dp光 1 dp总 2 dt 2RT dt RT dt
p光气=2[p总– p0]
但对同样类型的反应如:C2H6(g) C2H4(g)+ H2(g) 由于副反应使产物中有一定量的甲烷存在，因此就不能 用系统总压力的增加来求算上述反应中各组分的分压， 亦即不能用压力这一物理性质来测量反应速率。Байду номын сангаас
因此说化学热力学只解决了反应可能性的问题，反 应究竟能否实现还需由化学动力学来解决。
基本任务：
(1)研究各种因素（浓度、温度、光、介质）对反 应速率的影响。
(2)指示反应的机理（即反应实际进行的具体步骤）。 (3)研究物质的结构与反应速率的关系。
目的：
控制反应速率 控制反应机理
得到预期的产品。
dt 2 dt
很显然，在参加反应的三种物质中，选用任何一种，反 应速率的值都是相同的。实际工作中，常选择其中浓度 比较容易测量的物质来表示其反应速率。
2. 反应速率的实验测定
c r0
r2
产物
r1 r3 反应物 t
图9.1 浓度随反应时间的变化
以c t作图，得一曲线，求各点的切线，其斜率 dc /dt
4. 反应级数
若反应的速率公式可以表达为：
物理化学简明教程(印永嘉) 表面现象与分散系统
巨大表面系统的表面吉布斯函数
例 20℃，p下，将1kg水分散成10-9m半径的小水滴 需做功多少？已知 =0.0728 Nm-1, =1000 kgm-3 解： Wr’ = A = (A2 – A1) A2 = n 4 r 2 而 1kg = n × ( 4/3 r3 ) n = 2.4 1023个 Wr’ =310-3 /r =218 kJ
24
第八章 表面现象和分散系统
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1.气固吸附的一般常识
吸附质：(被吸附的)气体；吸附剂：(吸附气体的)固体 (1) 吸附类型
物理吸附
吸附力 吸附 分子层 吸附 选择性 吸附热 吸附 速度
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化学吸附
化学键力
范德华力
被吸附分子可以形成单分子 被吸附分子只能形成单分 层也可形成多分子层 子层 无选择性，任何固体皆能吸 有选择性，指定吸附剂只 附任何气体，易液化者易被 对某些气体有吸附作用 吸附 较小，与气体凝聚热相近， 较大，近于化学反应热， 约为2×104至4×104 J· l 约为4×104至4×105 J· l mol mol 较快，速率少受温度影响。 较慢，升温速率加快，不 易达平衡，较易脱附 易达平衡，较难脱附
物理化学简明教程(印永嘉)
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 第七节 第八节 第九节 第十节 第十一节
第八章 表面现象与分散系 统
1
§8.1 表面吉布斯函数与表面张力
表面吉布斯函数
表面张力
影响表面张力的因素 巨大表面系统的表面吉布斯函数
2
第八章 表面现象和分散系统
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单组分密闭系统的基本公式为：
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第八章 表面现象和分散系统
物理化学简明教程第四版
不能向右进展,必须使下式成立
rGm
Qp Kp e RT 61055
Qp
(
p pO2
)1/ 2,
pO2
2.810107 Pa
由于通常情况下空气中氧的分压总是大于以上数值,
因此锌在空气中总是能自发氧化为氧化锌。
§4.2 反响的根本吉布斯自由能变化
2. 物质的标准生成吉布斯自由能
规定：一切温度下，处于标准状态时各种最稳 定单质的生成吉布斯自由能为0，那么由稳定 单质生成单位物质量的某物质时，反应的标准 吉布斯自由能变化 f G m就是该物质的标准生 成吉布斯自由能。 rGm任意化学反应
移项积分，得：
ln K R H 0 T 1 R a ln T 2 R b T 6 R c T 2 I H 0 , I 为积分常数，可从已知条件或表值求得 将平衡常数与Gibbs自由能的关系式代入，得： rG m H 0 a T ln T 2 b T 2 6 c T 3 I R T 这样可计算任何温度时的 rGm 或K
〔3〕从标准摩尔生成Gibbs自由能计算
rGm BfGm 'B
B
看书P118例题2.3
例题
有人认为经常到游泳池游泳的人中，吸烟者更容易受到有毒化 合物碳酰氯的毒害，因为游泳池水面上的氯气与吸烟者肺部的 一氧化碳结合将生成碳酰氯。现假设某游泳池水中氯气的溶解 度为10-6〔摩尔分数〕，吸烟者肺部的一氧化碳分压为0.1Pa， 问吸烟者肺部碳酰氯的分压能否到达危险限度0.01Pa。氯气 的亨利常数为105Pa ，一氧化碳和碳酰氯的标准摩尔生成自 由能分别为 解：
那么标准平衡常数：
Kp
p(NH3) p(H2S)
p
p
14(p/ p
物理化学简明教程(重点内容).(DOC)
第一章【理想气体的内能与焓只是温度的函数，与体积或压力的变化无关，所以对理想气体定温过程：dU=0，dH=0，△U=0，△H=0变温过程：△U=nC v,m △T ；△H=nC p,m △T节流膨胀：（特点）绝热、定焓，∴Q=0，△H=0，无论是理想气体还是实际气体均成立】1.理想气体的状态方程可表示为： pV=nRT2.能量守恒定律：自然界的一切物质都具有能量，能量有各种不同形式，能够从一种形式转化为另一种形式，但在转化过程中，能量的总值不变。
3.第一定律的数学表达式：△U=Q+W ；对微小变化：dU=δQ +δW （因为热力学能是状态函数，数学上具有全微分性质，微小变化可用dU 表示；Q 和W 不是状态函数，微小变化用δ表示，以示区别。
）4.膨胀作功：①自由膨胀：W=0；②等外压膨胀：W=-P 外(V 2-V 1)=P 2（V 1-V 2）； ③可逆膨胀：W=nRT ln 21V V =nRT ln 12P P ；④多次等外压膨胀，做的功越多。
5.①功与变化的途径有关。
不是状态函数。
②可逆膨胀，体系对环境作最大功；可逆压缩，环境对体系作最小功。
6.恒温恒压的可逆相变 W=RT V P dV dP P dV P i V V i V Ve n )(2121-=-=--=-⎰⎰△(恒温恒压的可逆相变,气体符合理想气体方程)7.焓的定义式：H=U+PV ，等压效应H =Q p △，焓是容量性质。
8.理想气体的热力学能和焓仅是温度的函数：在恒温时，改变体积或压力，理想气体的热力学能和焓保持不变。
还可以推广为理想气体的Cv,Cp 也仅为温度的函数。
9.①等压热容Cp ：p pp THdTQ C )(∂∂==δ，T C Q H p d p ⎰==△②等容热容Cv ：T C Q U TUdTQ C V vvd )(v v ⎰==∂∂==，△δ; ③RTQ Q vn p △=-10.理想气体的Cp 与Cv 之差：nR C C VP =- 或 R C C m v m p =-,,;单原子分子系统：R C m v 23,=，双原子分子系统：R C m v 25,=T nC H m p △△,= , T nC U m v △△,=11.绝热过程的特点：绝热压缩，使体系温度升高，而绝热膨胀，可获得低温。
2023年大学_物理化学简明教程(邵谦著)课后答案下载
2023年物理化学简明教程（邵谦著）课后答案下载2023年物理化学简明教程（邵谦著）课后答案下载绪论0.1 物理化学的研究对象及其重要意义0.2 物理化学的研究方法0.3 学习物理化学的方法第一章热力学第一定律(一)热力学概论1.1 热力学的研究对象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1.6 理想气体的热力学能和焓1.7 热容1.8 理想气体的绝热过程1.9 实际气体的节流膨胀(三)热化学1.10 化学反应的热效应1.11 生成焓及燃烧焓1.12 反应焓与温度的关系--基尔霍夫方程思考题第二章热力学第二定律2.1 自发过程的共同特征2.2 热力学第二定律的经典表述2.3 卡诺循环与卡诺定理2.4 熵的概念2.5 熵变的计算及其应用2.6 熵的物理意义及规定熵的计算2.7 亥姆霍兹函数与吉布斯函数2.8 热力学函数的?些重要关系式2.9 厶C的计算__2.10 非平衡态热力学简介思考题第三章化学势3.1 偏摩尔量3.2 化学势3.3 气体物质的化学势3.4 理想液态混合物中物质的化学势 3.5 理想稀溶液中物质的化学势3.6 不挥发性溶质理想稀溶液的依数性 3.7 非理想多组分系统中物质的化学势思考题第四章化学平衡4.1 化学反应的方向和限度4.2 反应的标准吉布斯函数变化4.3 平衡常数的各种表示法4.4 平衡常数的实验测定4.5 温度对平衡常数的影响4.6 其他因素对化学平衡的影响思考题第五章多相平衡5.1 相律(一)单组分系统5.2 克劳修斯一克拉佩龙方程5.3 水的相图(二)二组分系统5.4 完全互溶的双液系统__5.5 部分互溶的双液系统__5.6 完全不互溶的双液系统5.7 简单低共熔混合物的固一液系统 5.8 有化合物生成的固一液系统__5.9 有固溶体生成的固一液系统(三)三组分系统5.10 三角坐标图组成表示法__5.11 二盐一水系统__5.12 部分互溶的三组分系统思考题第六章统计热力学初步6.1 引言6.2 玻耳兹曼分布6.3 分子配分函数6.4 分子配分函数的求算及应用第七章电化学(一)电解质溶液7.1 离子的迁移7.2 电解质溶液的电导7.3 电导测定的应用示例7.4 强电解质的活度和活度系数__7.5 强电解质溶液理论简介(二)可逆电池电动势7.6 可逆电池7.7 可逆电池热力学7.8 电极电势7.9 由电极电势计算电池电动势7.10 电极电势及电池电动势的应用(三)不可逆电极过程7.11 电极的.极化7.12 电解时的电极反应7.13 金属的腐蚀与防护__7.14 化学?源简介第八章表面现象与分散系统(一)表面现象8.1 表面吉布斯函数与表面张力 8.2 纯液体的表面现象8.3 气体在固体表面上的吸附 8.4 溶液的表面吸附8.5 表面活性剂及其作用(二)分散系统8.6 分散系统的分类8.7 溶胶的光学及力学性质8.8 溶胶的电性质8.9 溶胶的聚沉和絮凝8.10 溶胶的制备与净化__8.11 高分子溶液思考题第九章化学动力学基本原理9.1 引言9.2 反应速率和速率方程9.3 简单级数反应的动力学规律9.4 反应级数的测定9.5 温度对反应速率的影响9.6 双分子反应的简单碰撞理论9.7 基元反应的过渡态理论大意__9.8 单分子反应理论简介思考题第十章复合反应动力学10.1 典型复合反应动力学10.2 复合反应近似处理方法10.3 链反应__10.4 反应机理的探索和确定示例10.5 催化反应10.6 光化学概要__10.7 快速反应与分子反应动力学研究方法简介思考题附录Ⅰ.某些单质、化合物的摩尔热容、标准摩尔生成焓、标准摩尔生成吉布斯函数及标准摩尔熵Ⅱ.某些有机化合物的标准摩尔燃烧焓(298K)Ⅲ.不同能量单位的换算关系Ⅳ.元素的相对原子质量表Ⅴ.常用数学公式Ⅵ.常见物理和化学常数物理化学简明教程（邵谦著）：内容简介本教材自8月出版以来,受到了广大读者,特别是相关高校师生的厚爱,并被许多高校选作教材。
物理化学简明教程(印永嘉)-热力学第一定律169911394
第一章 热力学第一定律
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1.热力学能（内能）的概念
(1)热力学能：除整体动能、整体势能以外的系统中一切形式的 能量(如分子的平动能、转动能、振动能、电子运动能及原 子核内的能等等)。
(2)热力学能是系统的状态函数。(证明见下页)
(3)热力学能是容量性质。 (4)热力学能的绝对值现在无法测量，但对热力学来说，重要的
W3 = – ∫nRT dV/V
= nRT ln(V1/V2)
第一章 热力学第一定律
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30
比较三者大小（绝对值）： 膨胀过程：以可逆膨胀做功最大； 压缩过程：以可逆膨胀做功最小；
但是，可逆过程的膨胀功和压缩功相等。
第一章 热力学第一定律
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31
2. 可逆过程
系统恢复原状的同时，环境也恢复原状，没有 留下任何永久性的变化，这样的过程叫做可逆过 程。
Zn
定温定压下在烧 杯中进行
Zn
ZnSO4
Cu
CuSO4
定温定压下在原电 池中进行
第一章 热力学第一定律
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16
4. 热力学平衡系统
系统与环境间 无物质、能量的交换，系统各状态性质均不 随时间而变化时，称系统处于热力学平衡
热力学平衡系统必须同时处于下列四个平衡: 热平衡;机械平衡; 化学平衡;相平衡
则环境也恢复原状，所以为可逆过程。
第一章 热力学第一定律
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33
可逆过程的特点：
1.系统始终无限接近于平衡——准静态过程; 2.可逆过程无限缓慢; 3. p外=p±dp 推动力和阻力只差一个无限小; 4.可逆过程系统所做的功最大，环境对系统所做的功最小。
物理化学简明教程(印永嘉)_化学势582111435
第三章 化学势
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24
以1mol该气体为系统，在一定温度下，
T, p*
T, p
(Gm )T ( p) ( p ) RT ln f / f
( p)
(T ) RT
ln
f p
第三章 化学势
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25
从定义式出发
Vm=RT/p +α
dGm = Vmdp=（RT/p +α）dp
T , p,nCB
V
浓度 V水/cm3 V乙醇/cm3 V总/cm3
20.8% 150 50 195
44.1% 100 100 192
70.3% 50 150 193
单组份系统是 过原点的直线
nB
第三章 化学势
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7
2. 偏摩尔量的集合公式(积分式）
若是二组分系统，则 dX=XAdnA+XBdnB 如：A和B的偏摩尔体积分别为VA ,VB， 则 ( )T,p dV=VAdnA+VBdnB 但VA，VB均为变量，不能直接积分。
第三章 化学势
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29
2. 理想液态混合物的定义
(1)一定温度和压力下，液态混合物中任一组分在 任意浓度范围内都服从拉乌尔定律——称为理想 液态混合物。
(2)微观解释：同纯物质处境
理想液态混合物就是混合物中各种分子之间的相互作用 力完全相同。以物质B和物质C形成理想混合物为例，混合 物中任何一种物质的分子B不论它全部为B分子所包围，或 全部为C分子所包围，或一部分为B分子另一部分为C分子 所包围，其处境与它在纯物质时的情况完全相同。
体单独占有混合气体总体积时的行为相同。所以理想气体
物理化学简明教程课后答案
物理化学简明教程课后答案【篇一：物理化学简明教程习题答案】xt>1.1 物质的体膨胀系数与等温压缩率的定义如下试推出理想气体的，与压力、温度的关系。
解：根据理想气体方程1.20℃，101.325kpa的条件常称为气体的标准状况，试求甲烷在标准状况下的密度。
解：将甲烷(mw=16.042g/mol)看成理想气体：pv=nrt , pv =mrt/ mw甲烷在标准状况下的密度为=m/v= pmw/rt解：球形容器的体积为v=（125-25）g/1 g.cm-3=100 cm3将某碳氢化合物看成理想气体：pv=nrt , pv =mrt/ mwmw =30.31(g/mol)1.4两个容积均为v的玻璃球泡之间用细管连结，泡内密封着标准状态下的空气。
若将其中的一个球加热到 100℃，另一个球则维持 0℃，忽略连接细管中气体体积，试求该容器内空气的压力。
解：由题给条件知，（1）系统物质总量恒定；（2）两球中压力维持相同。
标准状态：.042/8.3145kg/m3)=0.716 kg/m3因此，?p?p图，用外推法求氯甲烷的相1.6 今有20℃的乙烷－丁烷混合气体，充入一抽成真空的200cm3容器中，直至压力达101.325 kpa，测得容器中混合气体的质量为0.3897 g。
试求该混合气体中两种组分的摩尔分数及分压力。
解：将乙烷(mw=30g/mol,y1),丁烷(mw=58g/mol,y2)看成是理想气体:pv=nrt n=pv/rt=8.3147?10-3mol (y1?30+(1-y1) ?58)?8.3147?10-3=0.3897 y1=0.401 p1=40.63kpa y2=0.599 p2=60.69kpa1.7 如图所示，一带隔板的容器内，两侧分别有同温同压的氢气与氮气，二者均可视为理想气体。
（1）保持容器内温度恒定时抽去隔板，且隔板本身的体积可忽略不计，试求两种气体混合后的压力。
物理化学简明教程印永嘉化学平衡ppt课件
第四章 化学平衡
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18
1. 化学反应的rGm和rGm
任意化学反应的等温方程可表示为
rGm rGm RT ln Qa
(1) rGm =BB ：
T,p一定时，μ 一定，
rGm 是一常数，与实际压力无关
rGm =B B ：
T,p一定时， rGm不是常数，与Qa有关
(2) (rGm)T,p (W’=0时)可指示反应能够进行的方向； rGm 即K 可指示反应的限度，一般情况下不能指示反应
g
pH / p
a
pB / p
h b
pB p
B eq
＝常数＝K
K表示标准平衡常数。 由上式可见，标准平衡常数K是无量纲的，仅是温度的函 数。
第四章 化学平衡
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9
令
gG hH aA bB rGm
即上式可表示为
r Gm
RTlnK RT ln
pB /
p
B eq
rGm：是指产物和反应物均处于标准态时，产物的吉布 斯函数和反应物的吉布斯函数总和之差，故称为反应的
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12
范特霍夫(Van’t Hoff )等温方程
rGm RT ln K RT ln Qa
Van’t Hoff
Qa
a B B
B
在不同的场合，可以赋于aB不同的含义：
理想气体
aB ------- pB /p
实际气体
aB ------- fB /p
理想液态混合物
aB ------- xB
pH2 2O p
p2 H2
pO2
p2 H2O
1.55 107
(1.00 10 4 Pa )3
物理化学简明教程(印永嘉) 热力学第二定律
第二章 热力学第二定律
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8
§2.2 热力学第二定律的经典表述（经验总结）
19世纪初,资本主义工业生产已经很发 达,迫切需要解决动力问题。当时人们已 经认识到能量守恒原理,试图制造第一类 永动机已宣告失败，然而人们也认识到 能量是可以转换的。于是，人们就想到 空气和大海都含有大量的能量，应该是 取之不尽的。有人计算若从大海中取热 做功，使大海温度下降1℃，其能量可供 全世界使用100年…。
Q1 T1 W T2 T1 其中W为环境对致冷机所作的功；Q1为给致冷机作每 单位的功能从低温热源取出的热。
第二章 热力学第二定律
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25
根据题给条件，此致冷机的可逆致冷效率为
253 5.62 298 253
而欲保持冷冻系统的温度为20℃，则每分钟必 须由低温热源取出104 J的热。因此需对致冷机作 的功应为 W＝Q／＝(104／5.62) J· min-1= 1780 J· min-1故 开动此致冷机所需之功率为
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3
思路：找出决定这些自发过程的方向和限度 的共性的因素，然后判断个性的化学反应的方向 和限度。 在本章中，我们发现功和热的转换具有不可逆 性，也就是功向热转换的自发性。功和热是自然 界最普遍、最概括的两种能量形式，而且任何化 学过程都会伴随功和热的产生，因此如果从这里 面提取出一个函数就可以为方向的判断提供依据。
高温热源T2 吸热Q2 做出W’ 放热 吸热 QQ 22
I
放热Q1’
R
做功 W 做出 W 放热 Q 吸热 Q 11
低温热源T1
联合热机工作的总结果是：
第二章 热力学第二定律
(完整word版)物理化学简明教程(重点内容)
第一章【理想气体的内能与焓只是温度的函数，与体积或压力的变化无关，所以对理想气体定温过程：dU=0，dH=0，△U=0，△H=0变温过程：△U=nC v,m △T ；△H=nC p,m △T节流膨胀：（特点）绝热、定焓，∴Q=0，△H=0，无论是理想气体还是实际气体均成立】1.理想气体的状态方程可表示为： pV=nRT2.能量守恒定律：自然界的一切物质都具有能量，能量有各种不同形式，能够从一种形式转化为另一种形式，但在转化过程中，能量的总值不变。
3.第一定律的数学表达式：△U=Q+W ；对微小变化：dU=δQ +δW （因为热力学能是状态函数，数学上具有全微分性质，微小变化可用dU 表示；Q 和W 不是状态函数，微小变化用δ表示，以示区别。
）4.膨胀作功：①自由膨胀：W=0；②等外压膨胀：W=-P 外(V 2-V 1)=P 2（V 1-V 2）； ③可逆膨胀：W=nRT ln 21V V =nRT ln 12P P ；④多次等外压膨胀，做的功越多。
5.①功与变化的途径有关。
不是状态函数。
②可逆膨胀，体系对环境作最大功；可逆压缩，环境对体系作最小功。
6.恒温恒压的可逆相变 W=RT V P dV dP P dV P i V V i V Ve n )(2121-=-=--=-⎰⎰△(恒温恒压的可逆相变,气体符合理想气体方程)7.焓的定义式：H=U+PV ，等压效应H =Q p △，焓是容量性质。
8.理想气体的热力学能和焓仅是温度的函数：在恒温时，改变体积或压力，理想气体的热力学能和焓保持不变。
还可以推广为理想气体的Cv,Cp 也仅为温度的函数。
9.①等压热容Cp ：p pp THdTQ C )(∂∂==δ，T C Q H p d p ⎰==△②等容热容Cv ：T C Q U TUdTQ C V vvd )(v v ⎰==∂∂==，△δ; ③RTQ Q vn p △=-10.理想气体的Cp 与Cv 之差：nR C C VP =- 或 R C C m v m p =-,,;单原子分子系统：R C m v 23,=，双原子分子系统：R C m v 25,=T nC H m p △△,= , T nC U m v △△,=11.绝热过程的特点：绝热压缩，使体系温度升高，而绝热膨胀，可获得低温。
物理化学简明教程印永嘉电化学习题课ppt课件
例4、已知NaCl, KNO3, NaNO3在稀溶液中的m依次为 1.2610-2，1.4510-2，1.2110-2 Sm2mol-1。已知KCl溶
液中t+=t-，设在此浓度范围内， m不随浓度变化。 (1)试计算以上各离子的m (2)假定0.1mol dm-3HCl溶液电阻是0.01mol dm-3 NaCl
3.下列电解质溶液中(0.01mol·kg-1)， 最大的是(A)
(A)NaCl (B)CaCl2 (C) LaCl3 (D) CuSO4
4.对于同一电解质水溶液，当其浓度逐渐增加时， 何种性质将随之增加( A)
(A)稀溶液范围内的 (B) m (C) (D) Kcell
5.某一电解质M+A-，则其a与a之间关系是( D) (A) a=a (B) a=a2 (C) a=a (D) a= a1/
(Fe2 / Fe) O (Fe2 / Fe) RT ln[Fe2 ] 0.470V
2F
(Cd 2 / Cd ) O (Cd 2 / Cd ) RT ln[Cd 2 ] 0.491V
2F 电极电势越低, 越易被氧化!
17. 电解水溶液时，在铜阳极上会发生( D ) (A)析出O2 (B)析出Cl2 (C)析出铜 (D)Cu极溶解.
8. 将Ag(s)Ag-Au(合金aAg=0.120)设计成电池： ____A_g_(s_)_|_A_g_+_|_A__g_-A_u_(_s_)______则该电池在25 ℃时的 电动势E=____-_0_.0_5_9_1__lg_a__=_0_._054V
6.解：I=(4×12+1×42)/2=10 mol ·kg-1
物理化学简明教程印永嘉化学平衡习题课ppt课件
其中：理想气体 实际气体 理想溶液 稀溶液 纯液（固）体 非理想溶液
ai = pi/p ai = fi/p ai = xi ai = c/c , m/m ai = 1 ai
4.经验平衡常数:
对于理想气体反应
KO
K p
1 pO
K x
p pO
Kn
p pOni
Kc
RT pO
对于溶液中的反应：
C
RT
ln
K O (T2 ) K O (T1 )
r
H
O m
R
1 T1
1 T2
rห้องสมุดไป่ตู้
H
O m
(T
)
H
O 0
(a)T
1 2
(b)T
2
1 3
(c)T
3
d ln K O
H
O 0
RT 2
a RT
b 2R
c T 3R
dT
6. 其它因素对化学平衡的影响：
KO
K x
p pO
Kn
p pOni
温度T一定时，标准平衡常数为一常数:
KO
KC
1 CO
氧气溶液的亨利常数： K h,m p(O2 ) / m(O2 )
AgCl的溶度积： Kap
aAg
a Cl
K sp
c Ag
c Cl
水的离子积：
KW
c H
c OH
1014
5. 标准平衡常数与温度的关系:
微分式：
ln K
T
O
p
r
H
O m
RT 2
积分式：
ln K O
r
H
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2.作业（100分）
学习态度认真，独立解题，严禁抄袭 。 每上完一章交一次作业，缺交一次扣10分。
3.提问和讨论（100分）
领会 “物理化学”的本质，能学以致用。 课后认真思考、讨论每章后面的复习题。
希望我们合作愉快！ 希望我们合作愉快！
教 学 进
度
表
1学时 7学时 8学时 4学时 4学时 12学时 10学时 6学时 4学时
主要参考书
印永嘉 王学琳 奚正楷 张树永等编《物理化学简 明教程》例题与习题，高等教育1996.6 孙德坤，沈文霞，姚天杨，《物理化学解题指导》， 江苏教育出版社，1998.8. 王文清，高宏成，沈兴海编著，物理化学习题精解， 上下册，科学出版社，1999. 傅玉普主编，物理化学重点热点导引与解题训练， 大连理工大学出版社，2001. 李支敏，王保怀，高盘良编写，物理化学解题思路 和方法，北京大学出版社，2002.11. 朱文涛编著，物理化学中的公式与概念，清华大学 出版社，1998.
电 化学
密 不 可 分
原子、分子间的分离与组合
物理学 光 磁
§0.1 物理化学的研究对象及其重要意义
物理现象
化学现象
物理化学
用物理的理论和实验方法 研究化学变化的本质与规律
§0.1 物理化学的研究对象及其重要意义
物理化学主要研究对象
一）化学变化的方向与限度问题----化学热力学 举例：（1）碳 ？ 金刚石 2NH3 2H2O
3 指导科学生产实践 （1）新材料、新能源、新产品的开发与应用 纳米金：熔点330oC [普通金：1063] 通讯：光纤（多元氟玻璃） 耐高温材料：氮化硅，硅化钨 高强度材料：聚对亚苯基对苯二甲酰胺等 美容用：两栖分子，硅橡胶等 （2）表面处理 如：防腐蚀 ，美容 （3）海水淡化---反渗透法 （4）新型化学电源 纽扣电池：锌银电池 摇椅电池：锂碘电池 4 有助于对一些自然现象的解释
（2）N2 + 3H2 （3）2H2 + O2
二）化学反应的速率与机理问题----化学动力学 举例：当代三大环境问题：“遮阳伞”破了，“棉 被”太 厚了，雨水变酸了。解决的关键：机 理
§0.1 物理化学的研究对象及其重要意义
物理化学主要研究对象
三）物质的结构与性能问题---结构化学、量子化学 材料是人类赖以生存的物质基础 ， 材料 是人类赖以生存的物质基础， 每种材料 是人类赖以生存的物质基础 的特定结构决定它的特定功能和用途， 的特定结构决定它的特定功能和用途 ， 所以未来 化学要研究分子结构-分子聚集体 、 高级结构-材 化学要研究分子结构 分子聚集体、 高级结构 材 分子聚集体 料结构-理化性质 功能之间的关系， 理化性质-功能之间的关系 料结构 理化性质 功能之间的关系 ， 发展合成功 能分子与构筑高级结构的理论与方法。 能分子与构筑高级结构的理论与方法。
物 理 化 学
07环境工程 吉首大学 化学化工学院 刘文萍 Email: liuwenping11@
（3）去年冬天冰冻天气时，为何在路上洒盐？ 去年冬天冰冻天气时，为何在路上洒盐？ （4）有机物蒸馏时加沸石或废瓷石以防止暴沸？ 有机物蒸馏时加沸石或废瓷石以防止暴沸？ （5）夏天将室内电冰箱门打开可以降低室温吗？ 夏天将室内电冰箱门打开可以降低室温吗？ （6）硅胶为何能作干燥剂？人工降雨有何原理？ 硅胶为何能作干燥剂 （7）为什么食品通常采用低温保藏法？ 为什么食品通常采用低温保藏法
第一章 第二章 第三章 第四章 第七章 第八章 第九章 第十章
绪 论 热力学第一定律 热力学第二定律 化学势 化学平衡 电化学 表面现象与分散系统 化学动力学基本原理 复合反应动力学
绪 论
§0.1 物理化学的研究对象及其重要意义
§0.2 物理化学的研究方法
§0.3 物理化学课程的学习方法
§0.1 物理化学的研究对象及其重要意义
§0.2 物理化学的研究方法
采用归纳法和演绎法这一对逻辑方法。 按照“实践―认识―再实践―再认识”的形 式，往复循环以至无穷。 常用的研究方法有： 实验的方法、归纳和演绎的方法、模型化 方法、理想化方法、假设的方法、数学的 统计处理方法等等。
§0.3 物理化学课程的学习方法
（1）每堂课的内容要及时消化掌握，做好预习、复习 工作，课堂上认真听讲，积极思考， （2）多做习题，学会解题方法。很多东西只有通过解 题才能学到，不会解题，就不可能掌握物理化学。 （3）物理化学中出现的定理公式较多，学习时重要的 定理（定律）、公式及其使用条件、适用范围、 物理意义要牢记。抓住重点，自己动手推导公式。 （4）抓住每章重点，基本概念，基本公式；注意章节 之间的联系，做到融会贯通。
对我的要求和意见？
Email: liuwenping11@
没有规矩，不成方圆
我的要求和想法
考试和分数
学期总评成绩＝平时×30％＋期末×70％ 平时成绩包括： 1.出勤10％， 2.作业10％， 3.课堂提问和课堂讨论10％。
具体要求： 具体要求： 1.上课（100分）
保持良好的课堂秩序，积极配合，主动思考。 平时不定时点名抽查，缺一次扣10分。
§Hale Waihona Puke .1 物理化学的研究对象及其重要意义
学习物理化学的目的和意义 1 进一步扩大知识领域，并加深对其它学科的理解。 有人作了一个比方：化学科学好比一个巨人，则 无机化学是巨人赖以站起来的双足，有机化学是它灵 巧的双手，分析化学是其敏税的眼睛，物理化学是它 智慧的大脑。 2 培养理论思维能力。 国内70多位专家调查报告表明：“凡是具有较好 物理化学素养的大学本科生，适应能力强，后劲足”。
什么是物理化学?
研究所有物质系统的化学行为的原理、规律 和方法的学科。 涵盖从宏观到微观与性质的关系、规律、化 学过程机理及其控制的研究。 物理化学是化学以及在分子层次上研究物质 变化的其他学科领域的理论基础。
§0.1 物理化学的研究对象及其重要意义
什么是物理化学?
热
温度变化 压力变化 化学反应 体积变化 相态变化