總復(fù)習(xí)物理化學(xué)

1、第一章總結(jié)第一章總結(jié)熱熱力力學(xué)學(xué)第第一一定定律律dU= Q+ W理想氣體理想氣體實(shí)際氣體實(shí)際氣體等溫自由膨脹等溫自由膨脹等溫恒外壓膨脹等溫恒外壓膨脹等溫可逆膨脹等溫可逆膨脹等壓過程等壓過程等容過程等容過程絕熱可逆膨脹絕熱可逆膨脹絕熱不可逆膨脹絕熱不可逆膨脹絕熱節(jié)流膨脹絕熱節(jié)流膨脹化學(xué)反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)功功: W = -p外外 dV熱熱: dU= QV =CV dT dH= QP=CP dT內(nèi)能變內(nèi)能變: dU=CV dT+( U/ V)TdV焓變焓變: dH=Cp dT+( H/ p)Tdp r Hm = i f Hm ,i r Hm = - i cHm ,i d ( H ) = CP dT第一章總

2、結(jié)第一章總結(jié)1熱力學(xué)第一定律熱力學(xué)第一定律 U = Q + W（積分式）（積分式） dU = Q + W （微分式）（微分式）2功（注意正、負(fù)號(hào)的規(guī)定）功（注意正、負(fù)號(hào)的規(guī)定） W = -f外外dl = -p外外Adl = -p外外 dV（微分式）（微分式） W = - p外外dV（積分式）（積分式） = - p外外( V2 V1 ) （等溫恒壓過程）（等溫恒壓過程） = -pdV （無相變、無化學(xué)變化的等溫可逆過程）（無相變、無化學(xué)變化的等溫可逆過程） = U （W = 0，絕熱過程），絕熱過程）第一章總結(jié)第一章總結(jié)3焓及等容、等壓下的熱焓及等容、等壓下的熱（注意正、負(fù)號(hào)的規(guī)定）（注意正、負(fù)

3、號(hào)的規(guī)定） H = U + PV 等容條件（只有體積功）：等容條件（只有體積功）：dU = QV = CV dT U = QV = CV dT 等壓條件（只有體積功）：等壓條件（只有體積功）：dH = QP = CP dT H = QP = CP dT第一章總結(jié)第一章總結(jié)4理想氣體的內(nèi)能與焓理想氣體的內(nèi)能與焓 等溫過程：等溫過程：dU = 0 ， U = 0； dH = 0， H = 0； 變溫過程：變溫過程： U = CV dT H = CP dT 通常溫度下，理想氣體：通常溫度下，理想氣體：CP - CV = nR 單原子分子系統(tǒng)單原子分子系統(tǒng) Cv , m = (3/2) R 雙原子分子

4、雙原子分子(或線性分子或線性分子)系統(tǒng)系統(tǒng) Cv , m = (5/2) R 多原子分子多原子分子(非線性非線性)系統(tǒng)系統(tǒng) Cv , m = 3R 第一章總結(jié)第一章總結(jié)5理想氣體的絕熱過程理想氣體的絕熱過程 p1V1 = p2V2 或或 pV = 常數(shù)常數(shù) T1V1-1 = T2V2-1 或或 TV-1 = 常數(shù)常數(shù) T1 p11 = T2 p21 或或 Tp1- = 常數(shù)常數(shù) 其中其中= Cp , m / Cv , m W = U = CV dT6節(jié)流膨脹節(jié)流膨脹 H = 0HpT TJ 第一章總結(jié)第一章總結(jié)8. 反應(yīng)熱與溫度的關(guān)系反應(yīng)熱與溫度的關(guān)系基爾霍夫方程基爾霍夫方程: d ( H )

5、 = CP dT H ( T2 ) H ( T1 ) = Cp dT Cp = i Cp ,m,i 7熱化學(xué)熱化學(xué) H = U + RT n( g ) r Hm = i f Hm ,i r Hm = i cHm ,i 第二章總結(jié)第二章總結(jié)卡卡諾諾循循環(huán)環(huán)與與卡卡諾諾定定理理 S判據(jù)及其計(jì)算判據(jù)及其計(jì)算 G判據(jù)及其計(jì)算判據(jù)及其計(jì)算 A判據(jù)及其計(jì)算判據(jù)及其計(jì)算熱熱力力學(xué)學(xué)第第二二定定律律dS Q/T定溫過程定溫過程定壓過程定壓過程定容過程定容過程相變過程相變過程化學(xué)反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)熱力學(xué)重要關(guān)系式熱力學(xué)重要關(guān)系式第二章總結(jié)第二章總結(jié)1. 卡諾循環(huán)、卡諾定理卡諾循環(huán)、卡諾定理 （2條）條）3. 熱力學(xué)第

6、三定律熱力學(xué)第三定律2. 熱力學(xué)第二定律熱力學(xué)第二定律12112122122TTTWQTTTQQQQWRi致冷機(jī)的效率（熵熵增增加加原原理理）孤孤立立系系統(tǒng)統(tǒng)不不等等式式克克勞勞修修斯斯表表示示可可逆逆表表示示不不可可逆逆0)(Clausius, VUSTQdS 第二章總結(jié)第二章總結(jié)4. 熵變的計(jì)算熵變的計(jì)算 (1) 簡(jiǎn)單狀態(tài)變化簡(jiǎn)單狀態(tài)變化 : 組成一定的單相密閉系統(tǒng)，無相變組成一定的單相密閉系統(tǒng)，無相變化學(xué)變化化學(xué)變化 TQS 等等溫溫可可逆逆過過程程： 2121TTpTTrTdTCTQS 定定壓壓過過程程： 2121TTVTTrTdTCTQS 定定容容過過程程：1212,lnlnVVnR

7、TTnCSmV 1212,lnlnppnRTTnCSmp 12,12,lnlnppnCVVnCSmVmp 第二章總結(jié)第二章總結(jié)(2) 可逆相變化可逆相變化 (3) 化學(xué)變化化學(xué)變化 若反應(yīng)式為：若反應(yīng)式為： aA(l) + bB(aq) = gG(s) + hH(g)(4) 溫度變化溫度變化 )()()()(可可逆逆相相變變可可逆逆相相變變可可逆逆相相變變可可逆逆相相變變THnTHSm),B(),A(),H(),G(aqbSlaSghSsgSSmmmmmr 2121)()()()(1212TTpTTpdTTCTSTSdTTCTSTS第二章總結(jié)第二章總結(jié)5. 亥姆霍茲函數(shù)與吉布斯函數(shù)亥姆霍茲函數(shù)

8、與吉布斯函數(shù) A U T S G H T S)(0)(1,熵熵增增加加原原理理）（ VUSTQS （最最大大功功原原理理）（，WAWAVTT )()(2）（最最大大有有效效功功原原理理）（，WGpT )(3第二章總結(jié)第二章總結(jié)7. G的計(jì)算的計(jì)算（1）等溫條件下的簡(jiǎn)單狀態(tài)變化：）等溫條件下的簡(jiǎn)單狀態(tài)變化： dG = Vdp 或或 G =Vdp（2）根據(jù)定義式，在等溫條件下的任何過程：）根據(jù)定義式，在等溫條件下的任何過程： G = H T S（3）吉布斯）吉布斯-亥姆霍茲亥姆霍茲(Gibbs-Helmholtz)公式公式STGp HGTGTp 2THTTGp 第二章總結(jié)第二章總結(jié)H U + pV

9、A UTSG HTS = UTS + pV = A + pV8. 熱力學(xué)重要關(guān)系式熱力學(xué)重要關(guān)系式 第二章總結(jié)第二章總結(jié)熱力學(xué)基本公式：熱力學(xué)基本公式：馬克斯韋關(guān)系式：馬克斯韋關(guān)系式： dU = TdS pdV dH = TdS + Vdp dA = SdT pdV dG = SdT + Vdp派生公式：派生公式：pTVTpSVSTVpSTpVSSVpTSpVT pVTSTSpVTGTASpGpHVVAVUpSHSUT 8. 熱力學(xué)重要關(guān)系式熱力學(xué)重要關(guān)系式 第三章總結(jié)第三章總結(jié)偏偏摩摩爾爾量量 化化學(xué)學(xué)勢(shì)勢(shì)氣體的化學(xué)勢(shì)氣體的化學(xué)勢(shì)溶液中物質(zhì)的化學(xué)勢(shì)溶液中物質(zhì)的化學(xué)勢(shì)理想液態(tài)混合物理想液態(tài)混合

10、物 理想稀溶液理想稀溶液非理想液態(tài)混合物非理想液態(tài)混合物不揮發(fā)性溶質(zhì)理想不揮發(fā)性溶質(zhì)理想稀溶液的依數(shù)性稀溶液的依數(shù)性 蒸氣壓降低蒸氣壓降低沸點(diǎn)升高沸點(diǎn)升高滲透壓滲透壓凝固點(diǎn)降低凝固點(diǎn)降低第三章總結(jié)第三章總結(jié)1. 偏摩爾量偏摩爾量 （1）定義）定義 （2）偏摩爾量的集合公式）偏摩爾量的集合公式 X = XBnB + XCnC + = XB nB（3）吉布斯杜亥姆公式）吉布斯杜亥姆公式 nB dXB = BCnpTBBnXX ,2化學(xué)勢(shì)化學(xué)勢(shì)（1） BCBCBCBCnVSBnpSBnVTBnpTBBnUnHnAnG , （2）多組分均相密閉系統(tǒng)）多組分均相密閉系統(tǒng)(只作體積功只作體積功)的熱力學(xué)基

11、本公式的熱力學(xué)基本公式dG = SdT + Vdp + BdnB第三章總結(jié)第三章總結(jié)（3）化學(xué)勢(shì)判據(jù)：）化學(xué)勢(shì)判據(jù)： 在等溫等壓只作體積功條件下，在等溫等壓只作體積功條件下，物質(zhì)的化學(xué)勢(shì)是決定物質(zhì)傳物質(zhì)的化學(xué)勢(shì)是決定物質(zhì)傳遞方向和限度的強(qiáng)度因素。遞方向和限度的強(qiáng)度因素。 B dnB 0 為自發(fā)過程。為自發(fā)過程。（4）多組分多相平衡條件：）多組分多相平衡條件： 系統(tǒng)中各相的溫度和壓力必須相同，各物質(zhì)在各相中的化學(xué)系統(tǒng)中各相的溫度和壓力必須相同，各物質(zhì)在各相中的化學(xué)勢(shì)亦必須相等。勢(shì)亦必須相等。 B( ) = B( ) = = B ( )（5）化學(xué)平衡條件：）化學(xué)平衡條件： B B (生成物生成物)

12、 = B B (反應(yīng)物反應(yīng)物) （6）化學(xué)勢(shì)與溫度、壓力的關(guān)系：）化學(xué)勢(shì)與溫度、壓力的關(guān)系： BBBBppBBTBBpBTSHCTHVpST,第三章總結(jié)第三章總結(jié)3有關(guān)定律有關(guān)定律（1） 拉烏爾定律拉烏爾定律pA = pA*xApA*- pA = pA*xB （2） 亨利定律亨利定律pB = kxxBpB = kmmpB = kcc（3）道爾頓（道爾頓（Dalton）分壓定律）分壓定律p總總 = pipi = k總總xi第三章總結(jié)第三章總結(jié)4氣體的化學(xué)勢(shì)氣體的化學(xué)勢(shì)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)化學(xué)勢(shì)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)化學(xué)勢(shì)： B 是該氣體是該氣體 B 的壓力的壓力f B等于標(biāo)準(zhǔn)壓力等于標(biāo)準(zhǔn)壓力p ，且，且符合理想氣體行為時(shí)的化

13、學(xué)勢(shì)。符合理想氣體行為時(shí)的化學(xué)勢(shì)。 5溶液中物質(zhì)的化學(xué)勢(shì)溶液中物質(zhì)的化學(xué)勢(shì)（1）理想液態(tài)混合物）理想液態(tài)混合物 : 體積具有加和性體積具有加和性和和沒有熱效應(yīng)沒有熱效應(yīng)。 B(sln) = B (sln) + RT lnxB B (sln) = B (g) + RT ln( pB* / p ) B (sln)稱為理想液態(tài)混合物中物質(zhì)稱為理想液態(tài)混合物中物質(zhì)B的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)，即物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)，即物質(zhì)B為純態(tài)，為純態(tài)，不僅與溫度有關(guān)，而且與壓力有關(guān)。不僅與溫度有關(guān)，而且與壓力有關(guān)。 第三章總結(jié)第三章總結(jié)（2）理想稀溶液）理想稀溶液 溶劑：溶劑： A(sln) = A (sln) + RT lnxA 其中其

14、中 A (sln) = A (g) + RT ln( pA* / p ) 溶質(zhì)：溶質(zhì)： B(sln) = B(x) (sln) + RT lnxB 其中其中 B(x) (sln) = B (g) + RT ln( kx / p ) 2(x) (sln)是指是指xB = 1時(shí)溶質(zhì)的化學(xué)勢(shì)。由于時(shí)溶質(zhì)的化學(xué)勢(shì)。由于kx pB*，故不是指純?nèi)苜|(zhì)時(shí)的化學(xué)勢(shì)。故不是指純?nèi)苜|(zhì)時(shí)的化學(xué)勢(shì)。（3）非理想液態(tài)混合物：）非理想液態(tài)混合物： 溶劑：溶劑： A(sln) = A (sln) + RT lnaA 溶質(zhì)：溶質(zhì)： B = B ( x )(sln) + RT ln( fB( x) xB )第三章總結(jié)第三章總結(jié)

15、6不揮發(fā)性溶質(zhì)稀溶液的依數(shù)性不揮發(fā)性溶質(zhì)稀溶液的依數(shù)性 （1）凝固點(diǎn)降低）凝固點(diǎn)降低理想液態(tài)混合物理想液態(tài)混合物 稀溶液稀溶液 *11lnffmfusATTRHx BffmKT mAffHMTRKfus2* ）（其其中中AfBfBWTWKM （2）沸點(diǎn)升高）沸點(diǎn)升高理想液態(tài)混合物理想液態(tài)混合物 稀溶液稀溶液 *11lnbbmvapATTRHx mHMTRKmKTvapAbbBbb 2*)(其其中中（3）滲透壓）滲透壓理想液態(tài)混合物理想液態(tài)混合物 稀溶液稀溶液 *,lnAmAVxRT cRT VRTWMBB 第四章總結(jié)第四章總結(jié)平衡常數(shù)的表示法平衡常數(shù)的表示法平衡常數(shù)的實(shí)驗(yàn)測(cè)定平衡常數(shù)的實(shí)驗(yàn)測(cè)定

16、影響平衡常數(shù)的因素影響平衡常數(shù)的因素化化學(xué)學(xué)平平衡衡化學(xué)反應(yīng)的方向和限度化學(xué)反應(yīng)的方向和限度 平衡常數(shù)平衡常數(shù)溫度溫度壓力壓力惰性氣體惰性氣體第四章總結(jié)第四章總結(jié)1. 化學(xué)反應(yīng)的等溫方程、化學(xué)反應(yīng)的等溫方程、 活度商判據(jù)活度商判據(jù)2. 化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù) BppKB 第四章總結(jié)第四章總結(jié)(1) 溫度溫度 ）（為為常常數(shù)數(shù)，則則：若若212211lnlnln1TTRHKKCRTHKHdTRTHKdmrmrmrmr ITRcTRbTRaRTHKTcTbTaHHmr 2032062lnln)(31)(21)( 若若3. 各種因素對(duì)化學(xué)平衡的影響各種因素對(duì)化學(xué)平衡的影響 第四章總結(jié)第

17、四章總結(jié)(2) 壓力壓力 (3) 惰性氣體惰性氣體 第五章總結(jié)第五章總結(jié)單組分系統(tǒng)單組分系統(tǒng)二組分系統(tǒng)二組分系統(tǒng)三組分系統(tǒng)三組分系統(tǒng)多多相相平平衡衡相律相律第五章總結(jié)第五章總結(jié)1. 相律：相律：組分?jǐn)?shù)組分?jǐn)?shù)、相數(shù)、相數(shù)、自由度數(shù)、自由度數(shù) f = n 2. 單組分系統(tǒng)單組分系統(tǒng)（1）克勞修斯克拉貝龍方程（）克勞修斯克拉貝龍方程（Clausius-Clapeyron）：）：?jiǎn)谓M分系統(tǒng)兩相平衡單組分系統(tǒng)兩相平衡液氣平衡：液氣平衡：固氣平衡：固氣平衡：固液平衡：固液平衡：mmVTHdTdp )(gTVHVTHdTdpmmvapmm )(gTVHVTHdTdpmmsubmm mfusmfusVTHdT

18、dp第五章總結(jié)第五章總結(jié)（）相圖：（）相圖：（p 圖圖, f =1 + 2 = 3 ）水、硫和）水、硫和HAc 單相區(qū)：?jiǎn)蜗鄥^(qū)：f = 2 兩相平衡線：兩相平衡線：f =（克勞修斯克拉貝龍方程）（克勞修斯克拉貝龍方程） 三相點(diǎn)：三相點(diǎn)：f =（）液液系統(tǒng)（氣液平衡系統(tǒng)）（）液液系統(tǒng)（氣液平衡系統(tǒng)） 完全互溶的雙液系統(tǒng)：三類完全互溶的雙液系統(tǒng)：三類 部分互溶的雙液系統(tǒng)：臨界互溶溫度部分互溶的雙液系統(tǒng)：臨界互溶溫度 完全不互溶的雙液系統(tǒng)完全不互溶的雙液系統(tǒng)二組分系統(tǒng)（二組分系統(tǒng)（ f = + = 3 ，Tx或或px ）（）固液系統(tǒng)：溶解度法和熱分析法（）固液系統(tǒng)：溶解度法和熱分析法 簡(jiǎn)單低共熔混合

19、物系統(tǒng)簡(jiǎn)單低共熔混合物系統(tǒng) 有化合物生成的系統(tǒng)有化合物生成的系統(tǒng) 有固溶體生成的系統(tǒng)有固溶體生成的系統(tǒng)Tlg統(tǒng)第五章總結(jié)第五章總結(jié)第五章總結(jié)第五章總結(jié)第五章總結(jié)第五章總結(jié)第五章總結(jié)第五章總結(jié)（）二組分系統(tǒng)相圖的共同特征（）二組分系統(tǒng)相圖的共同特征第五章總結(jié)第五章總結(jié)4三組分系統(tǒng)三組分系統(tǒng)（1）三角形表示法）三角形表示法（2）固相是純鹽的系統(tǒng)固相是純鹽的系統(tǒng) （3）二鹽）二鹽-水系統(tǒng)水系統(tǒng)第五章總結(jié)第五章總結(jié)（4）部分互溶的三組分系統(tǒng)）部分互溶的三組分系統(tǒng) （5）相圖共同特征）相圖共同特征 相圖中的扇形區(qū)和帽形區(qū)是兩相共存區(qū)，區(qū)域中的線段為結(jié)相圖中的扇形區(qū)和帽形區(qū)是兩相共存區(qū)，區(qū)域中的線段為結(jié)線

20、，適用杠桿規(guī)則；線，適用杠桿規(guī)則； 相圖中的三角形區(qū)為三相共存區(qū)，每相的成分和狀態(tài)由三角相圖中的三角形區(qū)為三相共存區(qū)，每相的成分和狀態(tài)由三角形的頂點(diǎn)來描述；形的頂點(diǎn)來描述； 三相共存區(qū)可適用重心規(guī)則。三相共存區(qū)可適用重心規(guī)則。 A(C7H8)B(H2O)C(HAc)aaabbbABC(a)ABC(b)第五章總結(jié)第五章總結(jié)5有關(guān)規(guī)則有關(guān)規(guī)則（1）杠桿規(guī)則）杠桿規(guī)則（2）重心規(guī)則重心規(guī)則（3）步冷曲線）步冷曲線溫度溫度- -時(shí)間曲線時(shí)間曲線（4）分餾原理）分餾原理（5）水蒸氣蒸餾水蒸氣蒸餾（6）區(qū)域熔煉）區(qū)域熔煉第八章總結(jié)第八章總結(jié)1比表面自由能和表面張力比表面自由能和表面張力2彎曲液面下的附加壓

21、力彎曲液面下的附加壓力拉普拉斯拉普拉斯(Laplace)(Laplace)公式公式 3彎曲液面上的蒸氣壓彎曲液面上的蒸氣壓開爾文開爾文Kelvin公式公式 4液體對(duì)固體的潤(rùn)濕現(xiàn)象液體對(duì)固體的潤(rùn)濕現(xiàn)象5毛細(xì)管現(xiàn)象毛細(xì)管現(xiàn)象6氣體在固體表面的吸附氣體在固體表面的吸附分類、類型分類、類型7溶液的表面吸附溶液的表面吸附8. 表面活性劑表面活性劑一、表面現(xiàn)象一、表面現(xiàn)象第八章總結(jié)第八章總結(jié)1. 分散系統(tǒng)的分類分散系統(tǒng)的分類 丁達(dá)爾效應(yīng)丁達(dá)爾效應(yīng) 布朗運(yùn)動(dòng)布朗運(yùn)動(dòng) 擴(kuò)散擴(kuò)散 沉降與沉降平衡沉降與沉降平衡2.溶膠的性質(zhì)溶膠的性質(zhì) 電動(dòng)現(xiàn)象（電動(dòng)現(xiàn)象（電泳、電滲電泳、電滲） 溶膠粒子帶電原因溶膠粒子帶電原因

22、溶膠粒子的雙電層溶膠粒子的雙電層 溶膠粒子的結(jié)構(gòu)（溶膠粒子的結(jié)構(gòu)（校核、膠粒、膠校核、膠粒、膠團(tuán)、緊密層、分散層團(tuán)、緊密層、分散層）3.溶膠的電性質(zhì)溶膠的電性質(zhì)4.溶膠的聚沉（溶膠的聚沉（聚沉值聚沉值）、絮凝、制備、凈化）、絮凝、制備、凈化二、分散系統(tǒng)二、分散系統(tǒng)第九章總結(jié)第九章總結(jié)一、反應(yīng)速率公式一、反應(yīng)速率公式質(zhì)量作用定律、速率方程形式質(zhì)量作用定律、速率方程形式二、簡(jiǎn)單級(jí)數(shù)反應(yīng)的速率公式二、簡(jiǎn)單級(jí)數(shù)反應(yīng)的速率公式零級(jí)反應(yīng)、一級(jí)反應(yīng)、二級(jí)反應(yīng)、零級(jí)反應(yīng)、一級(jí)反應(yīng)、二級(jí)反應(yīng)、三、溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響三、溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響阿侖尼烏斯公式阿侖尼烏斯公式二、質(zhì)量作用定律、速率方程形式二、質(zhì)量作用定律、速率方程形式 應(yīng)用于任意化學(xué)反應(yīng)應(yīng)用于任意化學(xué)反應(yīng) aA+bB=gG+hHdtHdhdtGdgdtBdbdtAdar1111 r的的SI單位是單位是molm-3s-1，或，或moldm-3s-1。一、反應(yīng)速率公式一、反應(yīng)速率公式r=kA B 1、質(zhì)量作用定律、質(zhì)量作用定律 對(duì)于對(duì)于基元反應(yīng)基元反應(yīng) aA+bB=gG+hH 其反應(yīng)速率公式可表示為其反應(yīng)速率公式可表示為 r=kAaBb2 2、速率方程形式、速率方程形式第九章總結(jié)第九章總結(jié)二、簡(jiǎn)單級(jí)數(shù)反應(yīng)的速率公式二、簡(jiǎn)單級(jí)數(shù)反應(yīng)的速率公式零級(jí)、一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)特點(diǎn)零級(jí)