大连理工大学物理化学课件--绪论
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大连理工大学884物理化学及物理化学实验专...考研内部资料
考研专业课系列辅导之大连理工大学884物理化学及物理化学实验强化讲义全国考研专业课教研中心编光华职业教育咨询服务有限公司目录第一部分强化阶段的“一个目标两项任务” (3)第二部分强化课程主讲内容 (4)第一章化学热力学基础 (4)第二章相平衡热力学 (8)第三章相平衡状态图 (10)第四章化学平衡热力学 (17)第五章统计热力学初步 (20)第六章化学动力学基础 (21)第七章界面层的热力学及动力学 (28)第八章电解质溶液 (29)第九章电化学系统的热力学及动力学 (31)第十章胶体分散系统及粗分散系统 (36)第十一章物理化学实验 (38)第三部分历年真题解析 (39)3.1大连理工大学884物理化学及物理化学实验2010年真题解析 (39)3.2大连理工大学884物理化学及物理化学实验2009年真题解析 (39)3.3大连理工大学884物理化学及物理化学实验2008年真题解析 (41)3.4兄弟院校试题练习 (41)第四部分结束语 (83)第一部分强化阶段的“一个目标两项任务”专业课强化阶段学习时间是9月初至11月初，通过该阶段的学习，学员要达到“一目标”完成“两任务”。
“一个目标”是指做专业课真题自我模拟成绩达到最少120分。
得到这个分数，说明学员已经全面掌握了目标学校的考研基础知识点。
“两项任务”是指掌握教材知识点，研究真题并总结思路。
具体如下：强化阶段任务一：在认真学习完考研专业课公用知识点的基础上，扩展并掌握目标院校目标专业的考研知识点，完成强化、巩固过程，并逐步建立清晰的知识框架图，形成学员自有的知识体系，具体步骤如下（1）通识教材针对指定教材，毫无遗漏的将教材的章节知识点、例题及习题，仔细完整的进行一遍自学，并对把握不准的知识点做好标记；（2）阅读讲义在听课前，先自学一遍强化班讲义，在自学过程中，将讲义中涉及到的知识点标记在教材中。
如果同学还没有完成前面两步，我建议你暂时不要听课，先完成以上两个步骤，然后再听课，这样效果甚佳。
物理化学上册绪论课件PPT
pV 100 103 24.78 103 1 1 R J mol K nT 1 300 1 1 8.3145J mol K
20
【例】
求2mol理想气体，在压力为101.325 kPa下，体积为 0.0448 m3时的温度（R=8.3145 J· mol-1· K-1）。 解：
6
绪 言
物理化学的建立与发展
1887年德国科学家奥斯特瓦尔德和荷兰科学家范特霍 夫合办的《物理化学杂志》（德文）创刊。
俄国科学家罗蒙诺索夫最早使用“物理化学”这一术语。
7
物理现象
化学现象
物理化学
应用物理学的实验方法
物质的性质和结构的关系 化学反应过程中的普遍性规律
8
物理化学课程的基本内容
在通常温度和压力下，将一定量的氢气和氧气按照
pV 2 RT
pV 2 8.3145J K 1 T
101.325 103 0.0448 T K 2 8.3145 T 273 K
22
第1章 化学热力学基础
1.0 化学热力学理论的基础和方法
热力学第一定律（能量守恒）
热力学第二定律（物质变化过程的方向与限度）
热力学第一定律和第二定律都是经验规律。
热力学第三定律（化学平衡计算）
23
1.0 化学热力学理论的基础和方法
pV nRT
3
101.325 103 0.0448 2 8.3145 T 101.325 10 0.0448 2 RT / K
101.325 103 0.0448 2 8.3145 T / K
21
求2mol理想气体，在压力为101.325 kPa下，体积为 0.0448 m3时的温度（R=8.3145 J· mol-1· K-1）。 解：
20
【例】
求2mol理想气体，在压力为101.325 kPa下，体积为 0.0448 m3时的温度（R=8.3145 J· mol-1· K-1）。 解：
6
绪 言
物理化学的建立与发展
1887年德国科学家奥斯特瓦尔德和荷兰科学家范特霍 夫合办的《物理化学杂志》（德文）创刊。
俄国科学家罗蒙诺索夫最早使用“物理化学”这一术语。
7
物理现象
化学现象
物理化学
应用物理学的实验方法
物质的性质和结构的关系 化学反应过程中的普遍性规律
8
物理化学课程的基本内容
在通常温度和压力下，将一定量的氢气和氧气按照
pV 2 RT
pV 2 8.3145J K 1 T
101.325 103 0.0448 T K 2 8.3145 T 273 K
22
第1章 化学热力学基础
1.0 化学热力学理论的基础和方法
热力学第一定律（能量守恒）
热力学第二定律（物质变化过程的方向与限度）
热力学第一定律和第二定律都是经验规律。
热力学第三定律（化学平衡计算）
23
1.0 化学热力学理论的基础和方法
pV nRT
3
101.325 103 0.0448 2 8.3145 T 101.325 10 0.0448 2 RT / K
101.325 103 0.0448 2 8.3145 T / K
21
求2mol理想气体，在压力为101.325 kPa下，体积为 0.0448 m3时的温度（R=8.3145 J· mol-1· K-1）。 解：
《物理化学》课程教学大纲
物理化学课程教学大纲课程名称：物理化学英文名称：PhysicalChemistry课程编号：x2030672学时数：80其中实践学时数：0课外学时数：0学分数：5.0适用专业：能源化工一、课程简介物理化学课程是能源化工专业的一门重要专业基础课程。
课程内容包括化学热力学基础、化学动力学基础、多组分系统热力学、相平衡热力学、化学平衡热力学、界面层的热力学和动力学以及电化学系统的热力学和动力学等；其基础理论包括热力学、统计力学和量子力学；研究系统的状态及状态变化过程的方向与限度、速率和机理；为后续能源化工专业课的学习以及科学研究提供基础理论和研究方法。
通过物理化学课程的学习，使学生了解物理化学的研究内容、研究方法和发展现状，掌握物理化学中化学热力学、化学动力学的基本知识、基本原理和基本方法。
掌握有关物质变化过程的平衡与速率的基础理论和知识。
掌握物理化学基本原理和方法在化学平衡系统，相平衡系统，界面层以及电化学系统等方面的应用。
理解物理化学的理论知识在能源化工中的实际应用，获得应用物理化学的基本原理和方法分析能源化工相关问题的能力。
二、课程目标与毕业要求关系表三、课程教学内容、基本要求、重点和难点（一）绪论1、教学内容：物理化学发展历史，物理化学的研究内容、研究对象及研究方法。
2、基本要求了解物理化学发展历史，掌握物理化学的研究内容、研究对象及研究方法。
3、重点：物理化学的研究内容。
4、难点：物理化学的研究内容。
（二）化学热力学基础1、教学内容：热力学基本概念，热力学第一定律、热力学第二定律，热力学第三定律，掌握其原理和热力学方法及在物理化学过程中的应用，两个途径函数（W、Q）、五个状态函数（U、H、S、A、G）的性质、物理意义及增量值的计算，热力学基本方程、麦克斯韦关系式及状态方程式的导出及应用，偏摩尔量、化学势的定义及化学势作为判据在相变化、化学变化中的应用。
2、基本要求（1）熟练掌握热力学基本概念、术语。
[理学]大连理工大学物理化学课件化学热力学基础
![[理学]大连理工大学物理化学课件化学热力学基础](https://img.taocdn.com/s3/m/8cb205514afe04a1b171deb9.png)
Q ＞0 ⎯ 环境对系统放热（系统从环境接受能量）
功⎯由于系统与环境间压力差或其它机电“力” 的存在引起的能量传递形式。 用符号W 表示。
W ＞0 ⎯环境对系统作功（系统从环境接受能量）
5
思考题
1-1 在一绝热容器中盛有水，其 中浸有电热丝，通电加热。将不 同的对象看作系统，则给出Q和 W(与0比较）。
8
状态函数的特性：
(i) 状态函数的改变量只决定于系统的始态和终 态，而与变化的过程或途径无关。
(ii)对于一定量组成不变的均相流体系统，系统 的任意宏观性质是另外两个独立的宏观性质 的函数: Z＝f(x,y)。
如： PV=nRT (联系各状态函数的数学方程称为状态方程）
9
状态函数的改变量 ＝系统终态的函数值－系统始态的函数值。
3) 相平衡：系统各相长时间共存,组成和数量不随时
间而变。
4) 化学平衡：系统组成不随时间改变。
11
问题：一金属棒分别与两个恒温热源相接触， 经过一定时间后，金属棒上各指定点的温度不 再随时间而变化，此时金属棒是否处于热力学 平衡态？
T2
T1
12
6. 系统的变化过程: 在一定条件下，系统由始态变化到终态的经
宏观性质分为两类： 强度性质：与系统中所含物质的量无关，
无加和性 (如 p, T 等)； 广度性质：与系统中所含物质的量有关，
有加和性 (如 n, V, U, H……等)
7
p,V,T p,V,T
一种广度性质 另一种广度性质
=
强度性质，
如Vm
=
V n
，ρ
=
m V
等
4.系统的状态和状态函数
系统的状态:系统所处的样子。系统的状态 用宏观性质描述。宏观性质也称为系统的 状态函数。
功⎯由于系统与环境间压力差或其它机电“力” 的存在引起的能量传递形式。 用符号W 表示。
W ＞0 ⎯环境对系统作功（系统从环境接受能量）
5
思考题
1-1 在一绝热容器中盛有水，其 中浸有电热丝，通电加热。将不 同的对象看作系统，则给出Q和 W(与0比较）。
8
状态函数的特性：
(i) 状态函数的改变量只决定于系统的始态和终 态，而与变化的过程或途径无关。
(ii)对于一定量组成不变的均相流体系统，系统 的任意宏观性质是另外两个独立的宏观性质 的函数: Z＝f(x,y)。
如： PV=nRT (联系各状态函数的数学方程称为状态方程）
9
状态函数的改变量 ＝系统终态的函数值－系统始态的函数值。
3) 相平衡：系统各相长时间共存,组成和数量不随时
间而变。
4) 化学平衡：系统组成不随时间改变。
11
问题：一金属棒分别与两个恒温热源相接触， 经过一定时间后，金属棒上各指定点的温度不 再随时间而变化，此时金属棒是否处于热力学 平衡态？
T2
T1
12
6. 系统的变化过程: 在一定条件下，系统由始态变化到终态的经
宏观性质分为两类： 强度性质：与系统中所含物质的量无关，
无加和性 (如 p, T 等)； 广度性质：与系统中所含物质的量有关，
有加和性 (如 n, V, U, H……等)
7
p,V,T p,V,T
一种广度性质 另一种广度性质
=
强度性质，
如Vm
=
V n
，ρ
=
m V
等
4.系统的状态和状态函数
系统的状态:系统所处的样子。系统的状态 用宏观性质描述。宏观性质也称为系统的 状态函数。
物理化学第一章课件
V2 dV nRT V2 W dV nRT nRTln V1 V V1 V V1 V2
V
V2 p1 W nRTl n nRTl n V1 p2
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(1-4)
适用于理想气体定 温可逆过程
2014-5-21
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2.功与过程
讨论：比较上述三种过程的功，可得出什么结论？
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上一内容
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2014-5-21
1.基本概念
状态与状态函数
讨论： 状态函数的特性？ (1)状态一定时, 所有状态函数均具有确定的数值; （2）体系状态变化时（变化前的状态—始态；变化后 的状态—终态），状态函数的改变值只取决于变化的始 终态，与变化的途径无关； （3）体系的状态函数在数学上为连续函数，其微小变 化可写成全微分，并可积分。 （4）对纯物质单相密闭系统，只需两个状态性质（如 T，p）就可确定其状态。
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2014-5-21
第一章
化学热力学基础
1.6 自发过程的特点与 热力学第二定律
1.7 熵增加原理与化学反应方向
1.8 化学反应的熵变 1.9 熵的统计意义
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2014-5-21
1.1 热力学的能量守恒原理
1. 基本概念 2. 热力学第一定律
V1 V2
p
p1V1
W2 (1) p1dV p（ ） 1 V2 V1
V2
V1
W2(1)
p2V2
一次膨胀、压缩，所做 之功不能相互抵消，压缩 功大于膨胀功
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W1(1)
V
V2 p1 W nRTl n nRTl n V1 p2
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(1-4)
适用于理想气体定 温可逆过程
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2.功与过程
讨论：比较上述三种过程的功，可得出什么结论？
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1.基本概念
状态与状态函数
讨论： 状态函数的特性？ (1)状态一定时, 所有状态函数均具有确定的数值; （2）体系状态变化时（变化前的状态—始态；变化后 的状态—终态），状态函数的改变值只取决于变化的始 终态，与变化的途径无关； （3）体系的状态函数在数学上为连续函数，其微小变 化可写成全微分，并可积分。 （4）对纯物质单相密闭系统，只需两个状态性质（如 T，p）就可确定其状态。
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第一章
化学热力学基础
1.6 自发过程的特点与 热力学第二定律
1.7 熵增加原理与化学反应方向
1.8 化学反应的熵变 1.9 熵的统计意义
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1.1 热力学的能量守恒原理
1. 基本概念 2. 热力学第一定律
V1 V2
p
p1V1
W2 (1) p1dV p（ ） 1 V2 V1
V2
V1
W2(1)
p2V2
一次膨胀、压缩，所做 之功不能相互抵消，压缩 功大于膨胀功
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W1(1)
物理化学整理PPT0-25393页PPT
pVZnRT pVmZRT
(1) Z的意义：压缩因子。Z与1的差值 代表气体对理想气体的偏差 程度，理想气体的Z＝1。
pVZnRT pVmZRT
(2) 如何求Z：Z不是特性参数，随气体状态而改变 Z = f(T, p)
Z pVm 代入对比参数 ( pcpr)(VcVr)
RT
R(TcTr )
启示：f (pr, Vr, Tr)=0。即不同气体如果它们具有相同的pr 和Tr，则Vr必相同。称它们处在相同对比状态。
2. 对比状态原理： 处在相同对比状态的各种气体(乃至 液体)，具有相近的物性(如摩尔热容、 膨胀系数、压缩系数、黏度等)。
三、用压缩因子图计算实际气体 (Calculation of real gases with compression factor figure)
2. 分压定律： 对理想气体混合物
pBpBx nVR xB T(nB V )xR TnB V RT
∴ 在理想气体混合物中，任意组 分气体的分压等于同温下该气体 在容器中单独存在时的压力
§1－2 实际气体 (Real gas)
一、实际气体状态方程 (Equation of state for real gas)
z
xy xz zxxy
大纲（一） 气体的PVT关系
• 1、理想气体状态方程 • 2、理想气体混合物 • 3、气体的液化及临界参数 • 4、真实气体状态方程 • 5、对应状态原理及普遍化压缩因子图
大纲 考试要求
（一） 气体的PVT关系 • 掌握理想气体状态方程和混合气体的性质
pcVc RTc
prVr Tr
Zc
prVr Tr
∴ Zf(Zc,pr,Tr)
Zc: Critical compression factor
(1) Z的意义：压缩因子。Z与1的差值 代表气体对理想气体的偏差 程度，理想气体的Z＝1。
pVZnRT pVmZRT
(2) 如何求Z：Z不是特性参数，随气体状态而改变 Z = f(T, p)
Z pVm 代入对比参数 ( pcpr)(VcVr)
RT
R(TcTr )
启示：f (pr, Vr, Tr)=0。即不同气体如果它们具有相同的pr 和Tr，则Vr必相同。称它们处在相同对比状态。
2. 对比状态原理： 处在相同对比状态的各种气体(乃至 液体)，具有相近的物性(如摩尔热容、 膨胀系数、压缩系数、黏度等)。
三、用压缩因子图计算实际气体 (Calculation of real gases with compression factor figure)
2. 分压定律： 对理想气体混合物
pBpBx nVR xB T(nB V )xR TnB V RT
∴ 在理想气体混合物中，任意组 分气体的分压等于同温下该气体 在容器中单独存在时的压力
§1－2 实际气体 (Real gas)
一、实际气体状态方程 (Equation of state for real gas)
z
xy xz zxxy
大纲（一） 气体的PVT关系
• 1、理想气体状态方程 • 2、理想气体混合物 • 3、气体的液化及临界参数 • 4、真实气体状态方程 • 5、对应状态原理及普遍化压缩因子图
大纲 考试要求
（一） 气体的PVT关系 • 掌握理想气体状态方程和混合气体的性质
pcVc RTc
prVr Tr
Zc
prVr Tr
∴ Zf(Zc,pr,Tr)
Zc: Critical compression factor
物理化学ppt课件
态函数就有单一定值，状态不变它不变)。
状态改变了，不一定所有性质都改变，但性质改 变了，状态一定改变。
例：理气的等温过程：（P1，V1）→（P2，V2） 状态改变了，T不变
3 状态改变时，状态函数的变化量只与变化的始末 态有关，而与变化的途径无关。
14
状态函数在数学上具有全微分的性质。
若x为状态函数，系统从状态A变化至状态B：
经验定律特征： 1. 是人类的经验总结，其正确性由无数次实验事实
所证实； 2. 它不能从逻辑上或其他理论方法来加以证明（不
同于定理）。
4
4．热力学研究方法
严格的数理逻辑的推理方法，即演绎法 (1) 广泛性：只需知道体系的起始状态、最 终状态，过程进行的外界条件，就可进行相 应计算；而无需知道反应物质的结构、过程 进行的机理，所以能简易方便地得到广泛应 用。
Ⅱ AⅠB
有： xⅠ xⅡ xⅢ xB xA
xA Ⅲ xB
dx 0
AB A
微小变化
若如x，理y想，气z皆体为：状V态函nR数T，且即z：=Vf(x,fy)(，p,T则) ：
p
15
16字口诀： 异途同归，值变相等；周而复始，数值还原。
☻单值、连续、可微的函数――具全微分性质
z z( x, y )
1.2 热和功
热（heat）
体系与环境之间因温差而传递的能量称为热， 用符号Q 表示。
功（work）
体系与环境之间传递的除热以外的其它能量都 称为功，用符号W表示。功可分为体积功W和 非体积功W’两大类。
符号规定： 系统吸热，Q>0；系统放热，Q<0 。 系统得功，W>0；系统做功，W<0。
23
热和功的特点：
状态改变了，不一定所有性质都改变，但性质改 变了，状态一定改变。
例：理气的等温过程：（P1，V1）→（P2，V2） 状态改变了，T不变
3 状态改变时，状态函数的变化量只与变化的始末 态有关，而与变化的途径无关。
14
状态函数在数学上具有全微分的性质。
若x为状态函数，系统从状态A变化至状态B：
经验定律特征： 1. 是人类的经验总结，其正确性由无数次实验事实
所证实； 2. 它不能从逻辑上或其他理论方法来加以证明（不
同于定理）。
4
4．热力学研究方法
严格的数理逻辑的推理方法，即演绎法 (1) 广泛性：只需知道体系的起始状态、最 终状态，过程进行的外界条件，就可进行相 应计算；而无需知道反应物质的结构、过程 进行的机理，所以能简易方便地得到广泛应 用。
Ⅱ AⅠB
有： xⅠ xⅡ xⅢ xB xA
xA Ⅲ xB
dx 0
AB A
微小变化
若如x，理y想，气z皆体为：状V态函nR数T，且即z：=Vf(x,fy)(，p,T则) ：
p
15
16字口诀： 异途同归，值变相等；周而复始，数值还原。
☻单值、连续、可微的函数――具全微分性质
z z( x, y )
1.2 热和功
热（heat）
体系与环境之间因温差而传递的能量称为热， 用符号Q 表示。
功（work）
体系与环境之间传递的除热以外的其它能量都 称为功，用符号W表示。功可分为体积功W和 非体积功W’两大类。
符号规定： 系统吸热，Q>0；系统放热，Q<0 。 系统得功，W>0；系统做功，W<0。
23
热和功的特点：
物理化学第四版课件
溶液常常作为化学反应的介质， 可以影响化学反应速率和反应机
理。
物质分离与提纯
利用溶液的依数性可以进行物质 的分离与提纯，例如渗透压法、
蒸馏法等。
相平衡的应用
相平衡在化工、制药、材料等领 域有广泛的应用，例如通过相图 可以了解药物在不同温度和压力 下的稳定性，指导药物制备和储
存。
05
化学平衡与化学分析
物理化学的研究内容与学习方法
研究内容
物理化学包括化学热力学、化学动力学、表面与胶体化学、量子与统计力学等 分支，涉及物质性质、反应机制和调控手段等方面。
学习方法
学习物理化学需要掌握基本概念和原理，注重实验技能的培养，善于运用数学 工具进行计算和分析，同时要关注学科前沿动态，培养创新思维和解决问题的 能力。
化学分析中的误差与数据处理
误差的分类
系统误差、偶然误差和过失误差。
误差的表示方法
绝对误差和相对误差。
数据处理方法
有效数字的修约、平均值的计算、标准偏差 和变异系数的计算等。
提高分析准确度的方法
选择合适的分析方法、减小测量误差、消除 干扰因素等。
06
电化学基础与应用
电化学基本概念与电池反应
电极电位与电池电动势
电极电位是电极与溶液界面上电荷分布的结果，而电池电动势是 电池反应的驱动力。
电池反应与热力学
电池反应是氧化还原反应，其热力学可由吉布斯自由能变化来描述 。
电池分类
根据电极材料和电解质类型，电池可分为多种类型，如干电池、铅 酸蓄电池、锂离子电池等。
原电池与电解池的设计与应用
原电池设计
原电池是将化学能转化为 电能的装置，其设计需要 考虑电极材料、电解质、 电流密度等因素。
理。
物质分离与提纯
利用溶液的依数性可以进行物质 的分离与提纯，例如渗透压法、
蒸馏法等。
相平衡的应用
相平衡在化工、制药、材料等领 域有广泛的应用，例如通过相图 可以了解药物在不同温度和压力 下的稳定性，指导药物制备和储
存。
05
化学平衡与化学分析
物理化学的研究内容与学习方法
研究内容
物理化学包括化学热力学、化学动力学、表面与胶体化学、量子与统计力学等 分支，涉及物质性质、反应机制和调控手段等方面。
学习方法
学习物理化学需要掌握基本概念和原理，注重实验技能的培养，善于运用数学 工具进行计算和分析，同时要关注学科前沿动态，培养创新思维和解决问题的 能力。
化学分析中的误差与数据处理
误差的分类
系统误差、偶然误差和过失误差。
误差的表示方法
绝对误差和相对误差。
数据处理方法
有效数字的修约、平均值的计算、标准偏差 和变异系数的计算等。
提高分析准确度的方法
选择合适的分析方法、减小测量误差、消除 干扰因素等。
06
电化学基础与应用
电化学基本概念与电池反应
电极电位与电池电动势
电极电位是电极与溶液界面上电荷分布的结果，而电池电动势是 电池反应的驱动力。
电池反应与热力学
电池反应是氧化还原反应，其热力学可由吉布斯自由能变化来描述 。
电池分类
根据电极材料和电解质类型，电池可分为多种类型，如干电池、铅 酸蓄电池、锂离子电池等。
原电池与电解池的设计与应用
原电池设计
原电池是将化学能转化为 电能的装置，其设计需要 考虑电极材料、电解质、 电流密度等因素。
物理化学课程简介及教学大纲
“物理化学”课程简介及教学大纲课程代码：课程名称：物理化学课程类别：学科基础课总学时/学分：80 / 3+2 （其中含实验或实践学时：48 ）开课学期：每学年第一和第二学期适用对象：化工类专业本科生先修课程：高等数学、普通物理学、无机化学、分析化学和有机化学内容简介：物理化学也称为理论化学，是化学的重要分支之一。
物理化学是用数学和物理学的方法研究化学中最具有普遍性的一般规律。
本课程介绍研究化学变化和相变化的平衡规律和化学反应的速率规律的宏观层次理论方法，从微观到宏观层次的研究方法和多相系统的研究方法等。
包括热力学三大定律和基本方程、统计热力学、多组分系统热力学、相平衡、化学平衡、电化学、化学反应动力学、表面现象和胶体等。
一、课程性质、目的和任务【课程性质】物理化学是学生在具备了必要的高等数学、普通物理、无机化学、分析化学等基础知识之后必修的理论基础课，是应用化学、化学工程、生物化学等专业的一门主干基础理论课程，同时也是后继化学专业课程的基础。
【教学目的】通过本课程的学习使学生建立一个系统、完整的物理化学基本理论和方法的框架，掌握热力学、动力学、电化学、统计热力学中的普遍规律和实验方法；在强化基础的同时，逐步培养学生的思维能力和创造能力。
【教学任务】本课程共分十章：热力学第一定律、热力学第二定律、统计热力学初步、溶液理论、相平衡、化学平衡、电化学、化学动力学、表面现象、胶体化学。
本课程重点在于化学基础理论、基本知识的教学，在阐述基本原理时应着重讲清整个问题的思路、介绍问题的提出背景和形成理论的思维方法，使学生学到有关知识的同时能学到探索问题的思路和方法，培养解决问题的能力；在基础层次上选择有代表性的科学研究成果和实际，着眼于前沿涉及的新思想和新方法。
二、课程教学内容及要求绪论§ 1 物理化学的学科特点和发展史§ 2 物理化学的研究内容和研究方法§ 3 必要的数学知识§ 4 物理化学的学习方法和学习要求【基本要求】1. 了解学生的心理特点和学科特点，探讨物理化学的学习方法，使学生确立学好物理化学的信心。
《物理化学C绪论》PPT课件
1、真实气体的液化和临界参数等基本概念
真实气体在温度↘，压力↗时可以液化，理想气体则不能液化。
饱和蒸气：处于气液平衡时的气体。
饱和蒸气压：在一定温度下，与液体成平衡的饱和蒸气
具有的压力。
相对湿度：大气中水蒸气的压力达到其饱和蒸气压时的
情况，称为相对湿度为100%。
临 临界温度：使气体能够液化所允许的最高温度。Tc或tc
物理化学
上册
下册
• 第一章 气体的 pVT关系 • 第七章 电化学
• 第二章热力学第一定律 • 第八章量子力学基础
• 第三章热力学第二定律 • 第九章统计热力学初步
• 第四章多组分系统热力学 • 第十章界面现象
• 第五章化学平衡
• 第十一章化学动力学
• 第六章相平衡
• 第十二胶体化学
Tel: 15255514456
• 物理化学是化学中最活跃的学科分支。
h
6
物理化学的学习方法
h
7
物理化学的量和单位
1. 构成
物理量＝数值×单位 2. 几点规则： x包括数值和单位 同量纲时可用＋－＝运算 列表和作图时更要注意单位的书写 lnx,ex中的x是无量纲的纯数
h
8
第一章 气体的 pVT关系 The Properties of Gases
理想气体状态方程 pVm = RT 实质是：（分子间无相互作用时气体的压力）×（1mol气体分子 的自由活动空间）＝RT
范德华方程 （ a , b 是范 德华常数 ）
h
20
范德华方程与临界参数的关系(范德华常数 a , b 的计算）
h
21
第一次作业：4、5、14、15
h
22
§1.4 对应状态原理和普遍化压缩因子图
真实气体在温度↘，压力↗时可以液化，理想气体则不能液化。
饱和蒸气：处于气液平衡时的气体。
饱和蒸气压：在一定温度下，与液体成平衡的饱和蒸气
具有的压力。
相对湿度：大气中水蒸气的压力达到其饱和蒸气压时的
情况，称为相对湿度为100%。
临 临界温度：使气体能够液化所允许的最高温度。Tc或tc
物理化学
上册
下册
• 第一章 气体的 pVT关系 • 第七章 电化学
• 第二章热力学第一定律 • 第八章量子力学基础
• 第三章热力学第二定律 • 第九章统计热力学初步
• 第四章多组分系统热力学 • 第十章界面现象
• 第五章化学平衡
• 第十一章化学动力学
• 第六章相平衡
• 第十二胶体化学
Tel: 15255514456
• 物理化学是化学中最活跃的学科分支。
h
6
物理化学的学习方法
h
7
物理化学的量和单位
1. 构成
物理量＝数值×单位 2. 几点规则： x包括数值和单位 同量纲时可用＋－＝运算 列表和作图时更要注意单位的书写 lnx,ex中的x是无量纲的纯数
h
8
第一章 气体的 pVT关系 The Properties of Gases
理想气体状态方程 pVm = RT 实质是：（分子间无相互作用时气体的压力）×（1mol气体分子 的自由活动空间）＝RT
范德华方程 （ a , b 是范 德华常数 ）
h
20
范德华方程与临界参数的关系(范德华常数 a , b 的计算）
h
21
第一次作业：4、5、14、15
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§1.4 对应状态原理和普遍化压缩因子图
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
物理化学全套课件
强调实验过程中可能存在的安全隐患，并 提供相应的防范措施，确保实验安全。
实验数据处理与分析
数据记录与整理
及时、准确地记录实验数据， 并按照要求整理成表格或图表
，以便后续分析。
数据处理方法
选择合适的数据处理方法，如 平均值、中位数、众数等，对 数据进行处理，以便更好地反 映实验结果。
数据分析与解释
对处理后的数据进行深入分析 ，挖掘数据背后的规律和意义 ，并对实验结果进行解释和讨 论。
重要性
物理化学对于理解化学反应的本 质、推动化学工业的发展、促进 新材料的研发等方面具有重要意 义。
物理化学的发展历程
早期发展
物理化学作为一门学科，起源于19 世纪中叶，随着热力学、统计力学和 电化学等分支的建立和发展，逐渐形 成完整的学科体系。
现代进展
进入20世纪后，物理化学在理论和实 践方面都取得了重大进展，如量子化 学、分子动态学、生物物理化学等领 域的突破和创新。
实验方法习题及答案解析
总结词
提高实验设计和操作能力
详细描述
针对物理化学实验中的基本方法和操作，设计了一系列 习题。这些习题要求学生设计实验、选择合适的仪器和 试剂、记录和处理数据等。答案解析详细解释了每道题 目的解题思路和答案，帮助学生提高实验设计和操作能 力，培养科学素养。
THANKS
感谢观看
数据误差分析
分析数据误差的来源和影响， 提高实验结果的准确性和可靠
性。
实验误差与实验结果评价
误差来源分析
分析实验过程中可能产生的误差 来源，如测量误差、操作误差等 ，并评估其对实验结果的影响。
误差控制与减小
采取有效措施控制和减小误差，提 高实验结果的准确性和可靠性。
大连理工大学 0物理化学概论
6
5. 界面性质与分散性质
当物质以一种以上聚集态共存在时，在不同 聚集态（相）间形成界面层。由于界面层上不对 称力场的存在，产生了许多与本体相不同的新性 质——界面性质。
将物质分散成细小微粒构成高度分散的物质 系统；将一种物质分散在另一种物质之中可形成 非均相分散系统。
现代物理化学已从体相向表面相迅速发展。
7
第二节 物理化学的研究方法 研究方法
热 力 学 方 法
（ 宏 观 方 法 ）
统 计 热 力 学 方 法
(
从 微 观 到 宏 观
)
量 子 学 方 法
（ 微 观 方 法 ）
8
1. 热力学方法 宏观方法
研究对象：大量粒子组成的宏观系统 理论基础：经验概括出的热力学第一、二定律
解决问题：物质变化（p、V、T 变化、相变化、
☺ 解： pV nRT
101.325103 0.0448 28.314T
☺ 101.325103 0.0448 28.314T / K
101.325103 0.0448 2RT / K
pV 2RT
pV 28.314 J • K1 T
☺
☺ T (101 .325 103 0.0448 )K
化学变化) 过程的能量效应和变化的 方向与限度。 特 点：不涉及系统内部粒子的微观结构，只 涉及物质系统变化前后状态的宏观性 质。
9
2. 量子力学方法 微观方法
研究对象：个别的电子、原子核组成的微观系统 研究内容：考察个别微观粒子的运动状态，即微
观粒子在空间某体积微元中出现的概 率和所允许的运动能级。
宏观层次（大量分子集合体）的规律
5
3. 量子化学 研究微观系统的运动状态。给出物质的性质 与微观结构的关系。将量子力学原理应用于化学 则构成了量子化学。 微观层次（单个分子）的规律
5. 界面性质与分散性质
当物质以一种以上聚集态共存在时，在不同 聚集态（相）间形成界面层。由于界面层上不对 称力场的存在，产生了许多与本体相不同的新性 质——界面性质。
将物质分散成细小微粒构成高度分散的物质 系统；将一种物质分散在另一种物质之中可形成 非均相分散系统。
现代物理化学已从体相向表面相迅速发展。
7
第二节 物理化学的研究方法 研究方法
热 力 学 方 法
（ 宏 观 方 法 ）
统 计 热 力 学 方 法
(
从 微 观 到 宏 观
)
量 子 学 方 法
（ 微 观 方 法 ）
8
1. 热力学方法 宏观方法
研究对象：大量粒子组成的宏观系统 理论基础：经验概括出的热力学第一、二定律
解决问题：物质变化（p、V、T 变化、相变化、
☺ 解： pV nRT
101.325103 0.0448 28.314T
☺ 101.325103 0.0448 28.314T / K
101.325103 0.0448 2RT / K
pV 2RT
pV 28.314 J • K1 T
☺
☺ T (101 .325 103 0.0448 )K
化学变化) 过程的能量效应和变化的 方向与限度。 特 点：不涉及系统内部粒子的微观结构，只 涉及物质系统变化前后状态的宏观性 质。
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2. 量子力学方法 微观方法
研究对象：个别的电子、原子核组成的微观系统 研究内容：考察个别微观粒子的运动状态，即微
观粒子在空间某体积微元中出现的概 率和所允许的运动能级。
宏观层次（大量分子集合体）的规律
5
3. 量子化学 研究微观系统的运动状态。给出物质的性质 与微观结构的关系。将量子力学原理应用于化学 则构成了量子化学。 微观层次（单个分子）的规律
大连理工《物理化学(工科)》教学大纲
《物理化学(工科)》教学大纲
(学分 5 ,学时 80 )
一、课程的性质与任务
本课程是化学工程与工艺、环境科学与工程、生物科学与工程、精细化工、高分子化工、制药工程等专业大类课程。本课程研究化学变化、相变化及其它有关的物理变化的基本原理和规律,主要是平衡规律和变化速率的规律。通过本课程的学习,使学生牢固地掌握物理化学基础理论知识及其计算方法,得到一般科学方法的进一步训练,培养在科研和实际生产中提出问题、分析问题和解决问题的能力,为学生继续学习相关专业课程打下必要的物理化学理论基础。
了解催化作用、光化学反应、溶液中反应的基本特征。
了解有效碰撞理论和过渡状态理论的基本思想、有关概念及基本公式。
(四)界面现象 8学时
理解表面张力及表面吉布斯函数的概念及其与接触角、润湿、铺展的联系。理解弯曲液面对热力学性质的影响。理解拉普拉斯公式及开尔文公式并会应用。
掌握熵增原理及平衡数据的一般准则。
2、相平衡的热力平衡条件推导克拉佩龙方程和克拉佩龙-克劳修斯方程的方法,掌握其有关应用计算。
理解分散系统的分类及胶体的定义。理解溶胶的斯特恩模型,能够用斯特恩模型理解溶胶的性质。理解溶胶的稳定和破坏的原因。
了解大分子的特征。
(六)电化学 10学时
理解电解质溶液的离子的平均活度和平均活度因子。理解离子强度的概念和德拜-休克尔极限公式。
2. 《物理化学》(第四版).天津大学物理化学教研室编. 王正烈,周亚平,李松林,刘俊吉修订。高等教育出版社
3.《Physical Chemistry》6th ed. Peter Atkins. Oxford University
4. 《物理化学学习指导》. 傅玉普,林青松,王新平主编. 大连理工大学出版社
(学分 5 ,学时 80 )
一、课程的性质与任务
本课程是化学工程与工艺、环境科学与工程、生物科学与工程、精细化工、高分子化工、制药工程等专业大类课程。本课程研究化学变化、相变化及其它有关的物理变化的基本原理和规律,主要是平衡规律和变化速率的规律。通过本课程的学习,使学生牢固地掌握物理化学基础理论知识及其计算方法,得到一般科学方法的进一步训练,培养在科研和实际生产中提出问题、分析问题和解决问题的能力,为学生继续学习相关专业课程打下必要的物理化学理论基础。
了解催化作用、光化学反应、溶液中反应的基本特征。
了解有效碰撞理论和过渡状态理论的基本思想、有关概念及基本公式。
(四)界面现象 8学时
理解表面张力及表面吉布斯函数的概念及其与接触角、润湿、铺展的联系。理解弯曲液面对热力学性质的影响。理解拉普拉斯公式及开尔文公式并会应用。
掌握熵增原理及平衡数据的一般准则。
2、相平衡的热力平衡条件推导克拉佩龙方程和克拉佩龙-克劳修斯方程的方法,掌握其有关应用计算。
理解分散系统的分类及胶体的定义。理解溶胶的斯特恩模型,能够用斯特恩模型理解溶胶的性质。理解溶胶的稳定和破坏的原因。
了解大分子的特征。
(六)电化学 10学时
理解电解质溶液的离子的平均活度和平均活度因子。理解离子强度的概念和德拜-休克尔极限公式。
2. 《物理化学》(第四版).天津大学物理化学教研室编. 王正烈,周亚平,李松林,刘俊吉修订。高等教育出版社
3.《Physical Chemistry》6th ed. Peter Atkins. Oxford University
4. 《物理化学学习指导》. 傅玉普,林青松,王新平主编. 大连理工大学出版社
大连理工大学 物理化学课件
例10 2mol H2O (l,25℃,101.325kPa)在定 温定压下汽化为H2O(g,25℃,101.325kPa)，求 该过程的ΔU, ΔH, Q 和W 。
已知100℃水的汽化焓为40.67kJ•mol-1 ,水和 水蒸气的定压摩尔热容分别为75.31J • K-1 • mol-1和33.6 J •K-1 • mol-1 。
“第二类永动机不能制成” 实质：自然界中一切实际发生的过程都是不可逆的。
能否找到一个统一的判据来判断可能 发生的过程的方向和限度呢？
熵判据
1.11 熵
1. 定义
dS δQr T
熵的定义式
S S2 S1
2 δQr 1T
熵 是状态函数 是广度性质 SI单位 J·K－1
2. 热力学第二定律的数学表达式 B δQ 不可逆过程
状态函数的改变量只与系统的始态和终态 有关，与变化途径无关。
H = ?
H2O（l,25℃,101.325kPa）
H2O（g,25℃,101.325kPa ）
H1
H3
H2O（l,100℃,101.325kPa ）
H2O（ g,100℃,101.325kPa
H2
H H1 H2 H3
H1
T2 T1
一般条件下发生的化学反应，都是不可逆过程。
(1) 单纯 p，V，T 变化过程熵变的计算
① 实际气体，液体或固体的 p，V，T 变化
(i) 定压变温
S δQp T 2 nCp, mdT
T
T1
T
若Cp,m视为常数，则 若Cp,m不为常数？
S
nC p ,m ln
T2 T1
(ii) 定容变温
S δ QV T 2 nCV ,mdT
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3
pV ⎫ 101.325 ×103 × 0.0448 ⎧ {T } = ⎨ ⎬ = = 273 2 × 8.314 ⎩ nR ⎭
☺
T = 273 K
☺ ☺
返回
14
ΔG = −nRT ln{K }
物 理 化 学
大连理工大学 化学系物理化学教研室
1
物理化学：
研究物质系统发生 pVT 变化、相变化 和化学变化过程的基本原理，主要是平衡 规律和速率规律以及与这些变化规律有密 切联系的物质结构及性质（宏观性质、微 观性质、界面性质和分散性质等）。
2
绪论 物理化学概论
第一节 物理化学课程的基本内容 第二节 物理化学的研究方法 第三节 物理化学的量和单位
6
5. 界面性质与分散性质 ⎯ 当物质以一种以上聚集态共存在时，在不同 聚集态（相）间形成界面层。由于界面层上不对 称力场的存在，产生了许多与本体相不同的新性 质——界面性质。 将物质分散成细小微粒构成高度分散的物质 系统；将一种物质分散在另一种物质之中可形成 非均相分散系统。 现代物理化学已从体相向表面相迅速发展。
3
第一节 物理化学课程的基本内容
基本内容
按内容范畴及 研究方法概括
化 学 热 力 学
化 学 动 力 学
量 子 化 学
统 计 热 力 学
分 散 性 质
界 面 性 质
4
1. 化学热力学 ⎯ 研究物质变化（p、V、T 变化、相变化、化 学变化) 的能量效应和变化的方向与限度。 宏观层次（大量分子集合体）的规律 2. 化学动力学 ⎯ 研究各种因素对化学反应速率的影响规律 及反应机理。 宏观层次（大量分子集合体）的规律
12
书写时请注意单 位！ 例：求2 mol理想气体，在压力为101.325 kPa下，
解： pV = nRT
体积为0.0448 m3时的温度（R=8.314 J·K-1·mol-1）。
101.325 ×103 × 0.0448 = 2 × 8.314 × T
☺
3
101.325 ×103 × 0.0448 = 2 × 8.314 × T / K ☺
7
第二节 物理化学的研究方法 研究方法
热 力 学 方 法
（ 宏 观 方 法 ）
统 计 热 力 学 方 法
从 微 观 到 宏 观量 子 学 方 法（ 微 观 方 法 ）
8
(
)
1. 热力学方法 ⎯ 宏观方法 研究对象：大量粒子组成的宏观系统 理论基础：经验概括出的热力学第一、二定律 解决问题：物质变化（p、V、T 变化、相变化、 化学变化) 过程的能量效应和变化的 方向与限度。 特 点：不涉及系统内部粒子的微观结构，只 涉及物质系统变化前后状态的宏观性 质。
10
第三节 物理化学的量与单位
1. 量: 是物理量的简称，凡是可以定量描述的 物理现象都是物理量。
11
2. 量的量制与量纲: 量纲为一的量 如化学计量系数，活度因子 量纲不为一的量 如压力p, 量纲是M·LT-2·L-2，单位为Pa或kPa 3. 量的数值与单位:
p ={p}·[p] p =100 kPa，即{p}=100， [p]=kPa
101.325 ×10 × 0.0448 = 2 RT / K
pV = 2 RT
pV = 2 × 8.314 J • K −1 × T
101.325 ×10 × 0.0448 T =( )K 2 × 8.314
3
☺ ☺
13
pV 101.325 ×10 × 0.0448 = T= = 273(K) nR 2 × 8.314
5
3. 量子化学 ⎯ 研究微观系统的运动状态。给出物质的性质 与微观结构的关系。将量子力学原理应用于化学 则构成了量子化学。 微观层次（单个分子）的规律 4. 统计热力学 ⎯ 利用统计方法研究大量微观粒子的平均行 为，求算系统的宏观性质。 从微观层次到宏观层次，联系量子化学和热 力学、动力学的桥梁。
9
2. 量子力学方法 ⎯ 微观方法 研究对象：个别的电子、原子核组成的微观系统 研究内容：考察个别微观粒子的运动状态，即微 观粒子在空间某体积微元中出现的概 率和所允许的运动能级。 3. 统计热力学方法 ⎯ 从宏观到微观的方法 研究对象：大量粒子组成的宏观系统 出 发 点：系统中微观粒子的性质（如质量、振 动频率、转动惯量等） 特 点：补充了热力学方法的不足，架起了从 微观到宏观的桥梁。
pV ⎫ 101.325 ×103 × 0.0448 ⎧ {T } = ⎨ ⎬ = = 273 2 × 8.314 ⎩ nR ⎭
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T = 273 K
☺ ☺
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ΔG = −nRT ln{K }
物 理 化 学
大连理工大学 化学系物理化学教研室
1
物理化学：
研究物质系统发生 pVT 变化、相变化 和化学变化过程的基本原理，主要是平衡 规律和速率规律以及与这些变化规律有密 切联系的物质结构及性质（宏观性质、微 观性质、界面性质和分散性质等）。
2
绪论 物理化学概论
第一节 物理化学课程的基本内容 第二节 物理化学的研究方法 第三节 物理化学的量和单位
6
5. 界面性质与分散性质 ⎯ 当物质以一种以上聚集态共存在时，在不同 聚集态（相）间形成界面层。由于界面层上不对 称力场的存在，产生了许多与本体相不同的新性 质——界面性质。 将物质分散成细小微粒构成高度分散的物质 系统；将一种物质分散在另一种物质之中可形成 非均相分散系统。 现代物理化学已从体相向表面相迅速发展。
3
第一节 物理化学课程的基本内容
基本内容
按内容范畴及 研究方法概括
化 学 热 力 学
化 学 动 力 学
量 子 化 学
统 计 热 力 学
分 散 性 质
界 面 性 质
4
1. 化学热力学 ⎯ 研究物质变化（p、V、T 变化、相变化、化 学变化) 的能量效应和变化的方向与限度。 宏观层次（大量分子集合体）的规律 2. 化学动力学 ⎯ 研究各种因素对化学反应速率的影响规律 及反应机理。 宏观层次（大量分子集合体）的规律
12
书写时请注意单 位！ 例：求2 mol理想气体，在压力为101.325 kPa下，
解： pV = nRT
体积为0.0448 m3时的温度（R=8.314 J·K-1·mol-1）。
101.325 ×103 × 0.0448 = 2 × 8.314 × T
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101.325 ×103 × 0.0448 = 2 × 8.314 × T / K ☺
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第二节 物理化学的研究方法 研究方法
热 力 学 方 法
（ 宏 观 方 法 ）
统 计 热 力 学 方 法
从 微 观 到 宏 观量 子 学 方 法（ 微 观 方 法 ）
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(
)
1. 热力学方法 ⎯ 宏观方法 研究对象：大量粒子组成的宏观系统 理论基础：经验概括出的热力学第一、二定律 解决问题：物质变化（p、V、T 变化、相变化、 化学变化) 过程的能量效应和变化的 方向与限度。 特 点：不涉及系统内部粒子的微观结构，只 涉及物质系统变化前后状态的宏观性 质。
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第三节 物理化学的量与单位
1. 量: 是物理量的简称，凡是可以定量描述的 物理现象都是物理量。
11
2. 量的量制与量纲: 量纲为一的量 如化学计量系数，活度因子 量纲不为一的量 如压力p, 量纲是M·LT-2·L-2，单位为Pa或kPa 3. 量的数值与单位:
p ={p}·[p] p =100 kPa，即{p}=100， [p]=kPa
101.325 ×10 × 0.0448 = 2 RT / K
pV = 2 RT
pV = 2 × 8.314 J • K −1 × T
101.325 ×10 × 0.0448 T =( )K 2 × 8.314
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☺ ☺
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pV 101.325 ×10 × 0.0448 = T= = 273(K) nR 2 × 8.314
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3. 量子化学 ⎯ 研究微观系统的运动状态。给出物质的性质 与微观结构的关系。将量子力学原理应用于化学 则构成了量子化学。 微观层次（单个分子）的规律 4. 统计热力学 ⎯ 利用统计方法研究大量微观粒子的平均行 为，求算系统的宏观性质。 从微观层次到宏观层次，联系量子化学和热 力学、动力学的桥梁。
9
2. 量子力学方法 ⎯ 微观方法 研究对象：个别的电子、原子核组成的微观系统 研究内容：考察个别微观粒子的运动状态，即微 观粒子在空间某体积微元中出现的概 率和所允许的运动能级。 3. 统计热力学方法 ⎯ 从宏观到微观的方法 研究对象：大量粒子组成的宏观系统 出 发 点：系统中微观粒子的性质（如质量、振 动频率、转动惯量等） 特 点：补充了热力学方法的不足，架起了从 微观到宏观的桥梁。