物理化学(上)-.

物理化学（上）- 绪论
2、三个关系 学习物理化学应该重点协调并处理好：宏观与微观、定性与定量、 理论模型与真实结构等三个双结合关系。
3、两个并重
理论课（包括演算习题）与实验课（包括实验报告）两者不可偏废，
乃课程体系之两翼，必互动促进矣！
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四、参考书目
黄启巽、魏光、吴金添编著，《物理化学》（上册），厦门大学出版社，1996 韩德刚、高执棣编著，《化学热力学》，高等教育出版社，1998 傅玉普主编，《物理化学》（第二版），大连理工大学出版社，2000 胡英主编，《物理化学》（上册，第四版），高等教育出版社，1999 傅献彩、沈文霞、姚天杨编，《物理化学》（第四版），高等教育出版社，1990
质体系的统计行为，然后再进一步去诠释体系的各种宏观性质乃至各式各样
的物理化学过程。所以统计热力学方法是统计平均的方法，是概率的方法。 化学动力学所用的方法则是宏观方法与微观方法的交叉、综合应用， 用宏观方法构成了宏观动力学，采用微观方法则构成微观动力学。
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三、教与学的方法
1、四步循环并多次反复
1、经典热力学与化学热力学
热力学是一门研究各种形式能量相互转化规律的科学。 研究的对象 是由大量粒子（原子、分子、 离子及其他微观结构单元）
组成的宏观系统。
理论基础是热力学第一、第二定律。
研究方法是应用演绎法，经过逻辑推理，导出基本的热力学函数和一系
列经典的热力学公式及结论。
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4、界面现象 现代物理学已从体相向表面相迅速发展。界面现象 主要研究不同物质共存相间和高分散系统的性质、基本 规律及表面活性剂的作用与应用。
可以说，当今有关界面效应这个＂曾被遗忘了的尺 寸世界＂已逐渐成为催化、电化学、胶体化学等分门物 理化学的前沿课题。
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二、研究方法 1.宏观方法 热力学方法
学习目的： 学会解决一般化学问题的基本方法；
初步培养科研技能。
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理论体系：
化学热力学、化学动力学、结构量化等三大理论体系。
主要学习内容：
研究物质系统发生的 p 、V、 T 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 这些变化规律密切相关的结构及性质。
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和所允许的运动能级。
将量子力学方法应用于化学领域，得到了物质的宏观性质 与其微观结构关系的清晰图像。
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3.微观方法与宏观方法的通道
统计热力学方法
统计热力学方法在量子力学方法与热力学方法之间构建一条通道，将 二者有机地联系在一起。 平衡统计热力学是研究宏观系统的平衡性质，但它与热力学的研究不同 ，它是从个别粒子所遵循的运动规律出发，根据事件发生的可几率而导出物
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3、化学动力学 化学动力学的第一个研究任务是确定各种化学反应的速率 以及各种因素（包括分子结构浓度、温度、催化剂、溶剂、以 及各种辐射等）对化学反应速率影响。
化学动力学第二个研究任务是探讨能够解释反应速率规律
的各种反应机理，即研究从反应物变为产物所经历的具体途径
步骤。
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2、统计热力学基础
统计热力学（或称“分子热力学”）是一门应用统计方法 以求出由众多粒子所组成的微观性质和宏观性质间的相互关系之科学。 从微观角度去考察大量粒子集合运动的统计规律性，并确认体系的
宏观物理量乃系大量粒子之某一微观力学行为的统计平均值。
本课程主要介绍麦克斯韦－玻耳兹曼（Maxwall-Boltzmann）分布 原理，又以能量量子化的观点并借助数学方法导出各重要公式，通过粒 子的配分函数把粒子的微观性质与系统的宏观性质联系起来，用以阐述 宏观系统的平衡规律，同时还讨论统计热力学在某些领域体系中的具体 应用。
化学现象必然有物理现象的产生，如：酸碱滴定反应 ① 温度变化
电导率仪
T1
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②
导电性变化
研究对象：化学问题 化学过程中的能量变化、平衡移动、反应速率、相态、 表面等问题。
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酒精生产
① 酶催化反应 v 控制条件
化学动力学
第一定律
热平衡— 热力学问题
第二定律
② CH2 = CH2 + H2O ---→ C2H5OH CH2 = CH2 + H2SO4---→ CH3CH2 — O — SO3H (CH3CH2O)2SO2 + H2O ---→ CH3CH2OH + H2SO4 此反应条件： 温度 325℃ 压力 1000 磅/平方吋 催化剂：磷酸、硅藻土
物理化学（上）
主讲 徐子颉
2006年2月
物理化学（上）- 绪论
《物理化学》不难学！
《物理化学》是方法论！
《物理化学》是一种思维训练！
《物理化学》是基本科研素质的培养！
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一、物理化学课程内容介绍
物理化学是化学学科的一个重要分支，是以物理学的思
想和实验手段并借助数学、研究化学体系引为最一般的宏观、 微观的规律和理论。
化学平衡 表面化学和胶体化学
T
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转化率 4 ~ 5 % －－ CH3CH2OH 水溶液
反应速率问题 ➾ 化学动力学
（溶液） 多组分热力学
相平衡
统计热力学 ➾ 宏观和微观联系的桥梁
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研究方法：物理手段 热量测量方法、压力测量方法 、电学测量方法、 光学测量方法等。
热力学的研究是唯象的处理方法。它以经验概括出的热力 学第一、第二定律为理论基础，引出热力学能、熵、吉布斯函 数等，再加上 p、V、T 这些可测量的宏观量作为系统的宏观 性质，利用这些宏观性质及其之间的联系，经过归纳与演绎， 得到一系列热力学公式或结论，用以解决物质变化过程的各类 平衡问题。 特点是不依赖系统内部粒子的微观结构和过程细节，只涉 及物质系统始终态的宏观性质。
实践证明，这种宏观的热力学方法十分严谨，至今未发现
过实践中有违背热力学理论所得结论的情况。
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2.微观方法
量子力学方法
量子力学方法属于微观方法。它是以个别的电子、原子核 或其他结构单元组成的微观系统作为研究对象，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