期末物理總復(fù)習課件

物理化學核心教程

總復(fù)習物理化學核心教程電子教案第10章膠體分散系統(tǒng)配有心形聚光器的顯微鏡顯微鏡物鏡膠體2/7/202310.1膠體分散系統(tǒng)概述10.2溶膠的動力、光學以及電學性質(zhì)10.3溶膠的穩(wěn)定性和聚沉作用第10章膠體分散系統(tǒng)1.分散系統(tǒng)的分類

2.膠團的結(jié)構(gòu)

(1)分子分散系統(tǒng)分子半徑大小在10-9m以下。通常把這種系統(tǒng)稱為真溶液，如CuSO4水溶液。（2）膠體分散系統(tǒng)分散相粒子的半徑在1~100nm的系統(tǒng)。目測是均勻的，但實際是多相不均勻系統(tǒng)。（3）粗分散系統(tǒng)分散相粒子大于1000nm，目測是混濁不均勻系統(tǒng)，放置后會沉淀或分層，如黃河水。10.1.1分散系統(tǒng)的分類10.1.3膠團的結(jié)構(gòu)現(xiàn)以制備碘化銀溶膠為例過量的KI作穩(wěn)定劑膠團的結(jié)構(gòu)表達式：膠核膠粒(帶負電)

膠團(電中性)[(AgI)m膠核膠粒膠團膠團的圖示式：nI–(n-x)K+]x–xK+

10.1.2膠團的結(jié)構(gòu)膠團的圖示式：膠團的結(jié)構(gòu)表達式：過量的AgNO3作穩(wěn)定劑膠核膠粒膠團10.2溶膠的性質(zhì)1.動力性質(zhì)2.光學性質(zhì)Brown運動擴散沉降Tyndall效應(yīng)、瑞利散射定律3.溶膠的電學性質(zhì)電泳、電滲雙電層流動電勢、

沉降電勢（電勢）

10.3.2雙電層和動電電勢Stern雙電層x++++++++++++AB將AB面稱為Stern面AB面以左為Stern層層中離子會水合,切動面是個曲面是曲面以右的電勢差

10.3電解質(zhì)對溶膠穩(wěn)定性的影響1.與膠粒帶相反電荷離子的影響與膠粒帶相反電荷離子的價數(shù)越高，其聚沉值越小，聚沉能力越強。2.感膠離子序例如，對膠粒帶負電的溶膠，一價陽離子硝酸鹽的聚沉能力次序為對帶正電的膠粒，一價陰離子的鉀鹽的聚沉能力次序為

10.3電解質(zhì)對溶膠穩(wěn)定性的影響453-8

0.01dm30.05mol?kg-1

KCI溶液和0.1dm3

0.002mol?kg-1

AgNO3溶液混合生成AgCl溶膠。若用電解質(zhì)KCl、AlCl3和ZnSO4將溶膠聚沉，請排出聚沉值由大到小的順序。

外加電解質(zhì)中正離子的電價越高，聚沉能力越強，聚沉值越小。

解：KCl過量，作穩(wěn)定劑。生成的AgCl膠核優(yōu)先吸附Cl-，膠粒帶負電。

⑵聚沉值排序：

⑴

10.3電解質(zhì)對溶膠穩(wěn)定性的影響453-9

在H3AsO3的稀溶液中通入略過量的H2S氣體生成As2S3溶膠。若用電解質(zhì)Al(NO3)3、MgSO4和K3Fe(CN)6將溶膠聚沉，請排出聚沉能力由大到小的順序。

解：H2S過量，作穩(wěn)定劑。⑵聚沉值排序：

⑴453-11等體積的0.08mol?dm-3KI溶液和

0.1mol?dm-1

AgNO3溶液混合生成溶膠：①試寫出膠團結(jié)構(gòu)式；②指明膠粒電泳的方向；③比較MgSO4、Na2SO4

和CaCl2電解質(zhì)對溶膠聚沉能力的大小。第9章表面現(xiàn)象液-液界面9.1.1表面現(xiàn)象及其本質(zhì)表面現(xiàn)象的本質(zhì)表面層分子與內(nèi)部分子相比，它們所處的環(huán)境不同，受力不等。

體相內(nèi)部的分子如紅球所示。它受四周鄰近相同分子的作用力是對稱的，各個方向的力彼此抵銷，沒有剩余的作用力。9.1.1表面現(xiàn)象及其本質(zhì)表面現(xiàn)象的本質(zhì)處在表面層的的分子如藍球所示。由于兩相密度不等，其作用力不能相互抵消。正由于這剩余價力的存在，界面層顯示出一些獨特的性質(zhì)。如表面張力表面吸附毛細現(xiàn)象小氣泡和液滴都呈球狀潤濕與鋪展等。9.2彎曲液面性質(zhì)1.彎曲液面的附加壓力、Laplace公式2.毛細管現(xiàn)象3.彎曲液面的蒸氣壓4.Kelvin公式的應(yīng)用9.2.1Laplace公式所以，凸面的附加壓力指向液體，凹面的附加壓力指向氣體，即附加壓力總是指向曲面的球心。Laplace公式給出了附加壓力、表面張力與曲率半徑之間的定量關(guān)系。9.2.2毛細現(xiàn)象玻璃毛細管插入汞中玻璃毛細管插入純水中9.2.3彎曲液面的蒸氣壓

Kelvin公式的這個形式用得更普遍因為當對于小液滴等凸面液體，其附加壓力與蒸氣壓力方向相同，總壓力是兩者加和。蒸氣壓與曲率半徑成反比所以，小液滴或小顆粒的蒸氣壓隨曲率半徑的變小而升高。9.2.4Kelvin公式的應(yīng)用(2)過飽和溶液(3)過熱液體(4)過冷液體(5)毛細凝聚(1)過飽和蒸氣9.3溶液的表面吸附1.表面活性物質(zhì)和非表面活性物質(zhì)2.Gibbs吸附等溫式9.3.1表面活性物質(zhì)與非表面活性物質(zhì)(1)(3)(1)非表面活性物質(zhì)

加入后,能使水的表面張力略有升高(2)(2)表面活性物質(zhì)

加入后，能使水的表面張力有所降低(3)表面活性劑

加入少量后，能使水的表面張力顯著降低9.3.2Gibbs吸附等溫式（1）增加溶質(zhì)B的濃度使表面張力下降，表面超額為正值，是正吸附。表面活性物質(zhì)屬于這種情況。（2）增加溶質(zhì)B的濃度使表面張力上升，表面超額為負值，是負吸附。非表面活性物質(zhì)屬于這種情況。Gibbs吸附等溫式9.4鋪展與潤濕1.鋪展2.潤濕9.4.1鋪展液體1的表面張力為液體2的表面張力為兩種液體的界面張力為液體2能否在液體1面上鋪展,取決于鋪展前后界面張力的改變能鋪展不能鋪展9.4.1鋪展

已知293K時，水-空氣的表面張力為0.07288N·m-1,汞-水的界面張力為0.375N·m-1,汞-空氣的表面張力為0.4865N·m-1。判斷水能否在汞的表面上鋪展開來。409-16能鋪展汞水空氣9.4.3表面現(xiàn)象的應(yīng)用天然棉花纖維的表面也有不被水潤濕的“脂”，制藥棉時必須把這種“脂”脫掉，才能成為脫脂棉。如果要制造防水材料，就要在物體表面涂憎水的表面活性劑，使接觸角大于90°。農(nóng)藥潤濕帶蠟的植物表面，要在農(nóng)藥中加表面活性劑，使接觸角變小。蓮花效應(yīng)9.5固體表面的吸附1.吸附本質(zhì)2.物理吸附與化學吸附3.吸附等溫式9.5.1固體表面的吸附由于固體表面原子受力不對稱和表面結(jié)構(gòu)不均勻性，它可以吸附氣體或液體分子，使固體表面自由能下降。固體表面產(chǎn)生吸附現(xiàn)象的原因：9.5.2物理吸附和化學吸附物理吸附:1.vanderWaals力2.吸附熱小3.吸附無選擇性，可以單分子層，可以多分子層物理吸附僅是物理作用化學吸附:1.吸附力是化學鍵力2.吸附熱較高3.吸附有選擇性，吸附是單分子層相當于發(fā)生了化學反應(yīng)9.5.4吸附等溫式1.Langmuir吸附等溫式

Langmuir在推導該公式時，引入了幾個重要假設(shè)(1)吸附是單分子層的。(2)固體表面均勻，被吸附分子之間無相互作用。

描述吸附量與被吸附質(zhì)蒸氣壓力之間的定量關(guān)系公式，稱為吸附等溫式。(3)吸附平衡是吸附與解吸的動態(tài)平衡。1.Langmuir吸附等溫式1.假設(shè)吸附是單分子層的，不符合所有吸附情況。2.假設(shè)表面是均勻的，其實大部分表面是不均勻的。3.在表面覆蓋度較大時，Langmuir吸附等溫式不適用。Langmuir吸附等溫式的缺點：2.BET吸附等溫式由Brunauer-Emmett-Teller三人提出的多分子層吸附公式，稱BET公式。他們接受了Langmuir理論中關(guān)于固體表面是均勻的觀點，但他們認為吸附是多分子層的，已被吸附的分子依靠自身的vanderWaals力，可以再吸引同類分子。第一層吸附與第二層吸附不同，因為相互作用的對象不同，因而吸附熱也不同，第二層及以后各層的吸附熱接近于凝聚熱。第8章電化學8.1基本概念1.電導、電導率、摩爾電導率2.強電解質(zhì)的離子平均活度和活度因子8.1電導、電導率、摩爾電導率電導率、摩爾電導率示意圖濃度為m的BaCl2溶液，離子平均活度因子離子平均質(zhì)量摩爾濃度練習Al2(SO4)38.1.2電導率與濃度的關(guān)系電導率與溶液濃度的關(guān)系強電解質(zhì)溶液的電導率隨著濃度的增加而升高。弱電解質(zhì)的電導率隨濃度變化不大，在定溫下電離常數(shù)有定值，離子數(shù)目變化不大，如醋酸。中性鹽由于受飽和溶解度的限制，濃度不會太高，如KCl當濃度增加到一定程度后，解離度下降，離子運動速率降低，電導率也降低

在298K時，當H2SO4溶液的濃度從0.01mol/kg增加到0.1mol/kg時，其電導率κ和摩爾電導率Λm的變化分別為P352-3

A.κ減小，Λm

增加

B.κ增加，Λm

增加

C.κ減小，Λm

減小

D.κ增加，Λm

減小

κ的定義只限定了單位體積內(nèi)，因此增加濃度，相當于增加了導電離子，電導率增加。Λm

的定義中限定了1mol電解質(zhì)，當濃度增加時，溶液體積減小，離子鍵相互作用增強，摩爾電導率減小。8.2可逆電池1.電極反應(yīng)、電池反應(yīng)2.Nernst方程3.求電池反應(yīng)中熱力學函數(shù)的變化量8.2.1可逆電池的書面表示法1.

左邊為負極，起氧化作用，是陽極；2.“|”表示相界面，有電勢差存在。

“┆”表示半透膜或兩個液體之間的界面。4.要注明溫度，不注明就是298.15K；5.氣體電極和氧化還原電極要寫出導電的惰性電極，通常是用鍍有鉑黑的鉑電極。右邊為正極，起還原作用，是陰極。3.“||”或“”表示鹽橋，使液接電勢降到忽略不計要注明物態(tài)；氣體要注明壓力；溶液要注明濃度。8.2.2可逆電極的類型金屬與其陽離子組成的電極金屬-難溶鹽以及相應(yīng)陰離子溶液組成的電極氧化-還原電極⑴第一類電極⑵第二類電極⑶第三類電極氧電極氫電極鹵素電極金屬-氧化物與不同酸堿性溶液組成的電極離子選擇性電極,膜電極(4)第四類電極8.2.2可逆電極的電極反應(yīng)第二類電極的電極反應(yīng)電極電極反應(yīng)（還原）8.2.3可逆電池的書面表示法左邊，負極，氧化右邊，正極，還原凈反應(yīng)這個反應(yīng)的是自發(fā)電池凈反應(yīng)這個反應(yīng)的是非自發(fā)電池8.2.3可逆電池熱力學函數(shù)寫出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)：負極：正極：總反應(yīng)：求8.2.4可逆電池電動勢與各組分活度的關(guān)系對于任意反應(yīng)的化學計量式這就是計算可逆電池電動勢的Nernst方程這就是計算還原電極電勢的Nernst方程8.5.2用可逆電池的實驗值求熱力學函數(shù)的變化值實驗測定:可逆電池的電動勢電動勢隨溫度的變化率第7章化學反應(yīng)動力學活化狀態(tài)反應(yīng)物生成物放熱反應(yīng)A+BCAB+CA+B+CRP第7章化學動力學7.1動力學的基本概念7.2具有簡單級數(shù)反應(yīng)的特點7.3溫度對反應(yīng)速率的影響7.4典型的復(fù)雜反應(yīng)7.5催化反應(yīng)動力學7.1動力學基本概念1.化學動力學的研究對象4.化學反應(yīng)速率5.基元反應(yīng)和非基元反應(yīng)6.反應(yīng)的速率方程和速率系數(shù)7.反應(yīng)分子數(shù)和質(zhì)量作用定律8.反應(yīng)級數(shù)和準級數(shù)反應(yīng)7.2一級反應(yīng)1.速率系數(shù)

k的單位為時間的負一次方，可表示為2.

半衰期是一個與反應(yīng)物起始濃度無關(guān)的常數(shù)3.濃度與時間的線性關(guān)系為一級反應(yīng)的特點:一級反應(yīng)的例子例7.1：某金屬钚的同位素進行β放射，14d后，同位素活性下降了6.85%。試求該同位素的：解：(1)蛻變常數(shù)(2)半衰期(3)分解90%所需時間(4)活化能？7.3Arrhenius經(jīng)驗式Arrhenius經(jīng)驗式有不同的表述形式（1）微分式（2）不定積分式：（3）定積分式：（4）指數(shù)式：7.5典型的復(fù)雜反應(yīng)1.對峙反應(yīng)2.平行反應(yīng)3.連續(xù)反應(yīng)4.復(fù)雜反應(yīng)速率的近似處理法5.鏈反應(yīng)7.5.4復(fù)雜反應(yīng)速率的近似處理法3.平衡假設(shè)法如果某復(fù)雜反應(yīng)A+B→D有如下三個基元反應(yīng)組成這速率方程就有意義快平衡慢反應(yīng)，速控步這個速率方程無意義，因中間產(chǎn)物C的濃度無法測定假設(shè)對峙反應(yīng)能維持平衡狀態(tài)7.6鏈反應(yīng)鏈反應(yīng)的基本步驟（1）鏈的引發(fā)（chaininitiation）（2）鏈的傳遞（chainpropagation）（3）鏈的終止（chaintermination）7.7催化作用的基本特征1.催化劑不能改變反應(yīng)的方向和限度即不能改變，的值2.催化劑同時加速正向和逆向反應(yīng)的速率，使平衡提前到達，的比值不變3.催化劑加速反應(yīng)速率的本質(zhì)是改變了反應(yīng)的歷程，降低了整個反應(yīng)的表觀活化能也不能改變平衡轉(zhuǎn)化率的值催化劑物理性質(zhì)、化學性質(zhì)如何變化？物理化學核心教程電子教案第6章相平衡定壓T/K單相兩相第6章相平衡6.1相律6.2單組分系統(tǒng)的相圖6.3二組分理想液態(tài)混合物的相圖6.4二組分非理想液態(tài)混合物的相圖6.5部分互溶雙液系的相圖6.6完全不互溶雙液系6.7簡單的二組分低共熔相圖

6.8形成化合物的二元相圖6.9固態(tài)互溶的二元相圖6.1相律2.相數(shù)（P）1.自由度、條件自由度3.組分數(shù)（C）NH4HS(s)=NH3(g)+H2S(g)求最大相數(shù)2.單組分系統(tǒng)的相圖1.水的相圖2.二氧化碳的相圖3.單組分系統(tǒng)的兩相平衡——Clapeyron方程4.Clausius-Clapeyron方程6.2.1水的相圖水相圖的示意圖水冰水蒸氣610.62三個單相區(qū)、三條兩相平衡線、一個三相點三相點和冰點的差別，原因？相圖分析：6.2.2二氧化碳的相圖CO2的相圖CO2(l)CO2(s)CO2(g)518三個單相區(qū)、三條兩相平衡線、一個三相點干冰，超臨界二氧化碳流體的萃取相圖分析：6.2.3Clapeyron方程Clapeyron方程Clausius-Clapeyron方程（引入兩個近似）:3.雙液系的相圖1.二組分理想液態(tài)混合物相圖1.1p-x相圖和T-x相圖1.2杠桿規(guī)則1.3蒸餾（精餾）原理2.二組分非理想液態(tài)混合物相圖2.1最低恒沸混合物2.2最高恒沸混合物3.部分互溶雙液系相圖3.1具有最高會溶溫度的相圖3.2具有最低會溶溫度的相圖4.完全不互溶雙液系相圖4.1水蒸汽蒸餾BA定溫

6.3.1p-x圖和T-x圖BA定壓兩個單相區(qū)、一個兩相平衡區(qū)兩條兩相線、泡點、露點相圖分析：總壓等于分壓之和

6.3.2杠桿規(guī)則1.適用于任何兩相平衡區(qū)；2.注意橫坐標是摩爾分數(shù)還是質(zhì)量分數(shù)注意事項：BA定壓6.3.3蒸餾（精餾）原理精餾是多次蒸餾一次簡單蒸餾不可能將兩組分完全分開6.4二組分非理想液態(tài)混合物的相圖1.最低恒沸混合物2.最高恒沸混合物用蒸餾方法不能把A和B分開組成在AC之間，蒸餾只能得到A和C，無B6.5部分互溶雙液系的相圖1.具有最高會溶溫度2.具有最低會溶溫度定壓T/K單相兩相1.0T/K

6.6完全不互溶雙液系1.完全不互溶雙液系的蒸氣壓和沸點2.水蒸氣蒸餾水溴苯水+溴苯總蒸氣壓恒大于任一組分的蒸氣壓沸點恒低于任一組分的沸點水蒸氣蒸餾降低了系統(tǒng)的沸點4.二組分固－液系相圖1.1Bi-Cd二元相圖分析1.簡單的二組分低共熔相圖2.1形成穩(wěn)定化合物2.2形成不穩(wěn)定化合物2.形成化合物的二元相圖3.1固態(tài)完全互溶3.2固態(tài)部分互溶3.固態(tài)互溶的二元相圖6.7.1熱分析法繪相圖4個相區(qū)，3條曲線，3個特殊點t/s6.7.3溶解度法繪相圖溶解度法主要繪制水-鹽系統(tǒng)相圖冰+溶液溶液l單相相圖的繪制T/K6.8形成化合物的二元相圖1.形成穩(wěn)定化合物的系統(tǒng)2.形成不穩(wěn)定化合物的系統(tǒng)6.8.1形成穩(wěn)定化合物的系統(tǒng)相圖分析與Bi-Cd相圖相同熔液單相有兩條三相線IEJ和KGL有三個熔點D,F和H有兩個低共熔點E和G6.8.1形成穩(wěn)定化合物的系統(tǒng)水合物是穩(wěn)定化合物有三種不同的水合物如相圖有4個低共熔點純硫酸熔點283K，易凝固與的低共熔點235K冬天輸送純硫酸易堵塞管道，應(yīng)適當稀釋6.8.2形成不穩(wěn)定化合物的系統(tǒng)分別將a和b點的熔液冷卻，畫出相應(yīng)的步冷曲線T/KT/KP204讀相圖規(guī)律（二元平面相圖）

水平線都是三相共存線；

包含水平線的區(qū)都是兩相區(qū)；

沒有水平線的是單相區(qū)；垂直線表示化合物；

垂直線與曲線相交，表示為穩(wěn)定化合物；垂直線與直線相交，表示為不穩(wěn)定化合物；第5章化學平衡5.2標準平衡常數(shù)5.3各種因素對化學平衡的影響5.1化學反應(yīng)的方向和限度5.2.1標準平衡常數(shù)這個公式將兩個重要物理量聯(lián)系在一起，可用于任何化學反應(yīng)，包括電解質(zhì)溶液反應(yīng)。5.2.2平衡常數(shù)值與化學反應(yīng)式的關(guān)系設(shè)如下化學反應(yīng)的計量方程有兩種寫法當反應(yīng)進度都是1mol時所以因為的值與計量方程的寫法有關(guān)5.3各種因素對化學平衡的影響1.溫度對化學平衡的影響2.壓力對化學平衡的影響3.惰性氣體對化學平衡的影響5.2.1溫度對化學平衡的影響根據(jù)van’tHoff公式1.對吸熱反應(yīng)平衡常數(shù)的值隨著溫度的升高而增大