上海工程技術(shù)大學(xué)物理化學(xué)復(fù)習(xí)課課件

基本公式和內(nèi)容提要1.單組分系統(tǒng)兩相平衡(1)Clapeyron方程第五章

相平衡(2)Clausius-Clapeyron方程(兩相平衡中一相為氣相)微分式積分式第五章

相平衡2.外壓與蒸氣壓的關(guān)系第五章

相平衡f+=C+2f+=C+nC=S-R-R'3.相律第五章

相平衡1.相幾個基本概念相是指系統(tǒng)中宏觀上看來化學(xué)組成、物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)完全均勻的部分稱為一個相2.物種數(shù)系統(tǒng)中能夠單獨存在的化學(xué)物質(zhì)數(shù)叫物種數(shù)，用S表示。第五章

相平衡3.獨立組分?jǐn)?shù)足以確定系統(tǒng)中各相組成所需要的最少的獨立物種數(shù)稱為獨立組分?jǐn)?shù)。用C表示。4.自由度保持相平衡系統(tǒng)中相的數(shù)目不變時，系統(tǒng)獨立可變強度因素的數(shù)目稱為自由度，用字母f表示。獨立可變因素包括壓力、溫度和濃度等。第五章

相平衡5.相律相律是相平衡系統(tǒng)中揭示相數(shù)

，獨立組分?jǐn)?shù)C和自由度f之間關(guān)系的規(guī)律。第五章

相平衡水的相圖水冰水蒸氣610.62單組分系統(tǒng)相圖第五章

相平衡1.氣液相圖(1)完全互溶雙液系二組分系統(tǒng)相圖xBABTgl等壓x1xBABTgl等壓第五章

相平衡質(zhì)量分?jǐn)?shù)等壓T/K單相兩相(2)部分互溶雙液系第五章

相平衡二組分系統(tǒng)相圖(3)完全不互溶雙液系不互溶的雙液系的特點1)p=pA*+pB*系統(tǒng)的總蒸氣壓是兩純組分在該溫度下單獨存在時的蒸氣壓之和2)混合系統(tǒng)的沸點恒低于任一純組分的沸點第五章

相平衡二組分系統(tǒng)相圖2.固液相圖(1)固相完全不互溶的固液平衡圖1)有簡單低共熔混合物第五章

相平衡二組分系統(tǒng)相圖2)形成穩(wěn)定化合物第五章

相平衡二組分系統(tǒng)相圖3)形成不穩(wěn)定化合物第五章

相平衡二組分系統(tǒng)相圖(2)固相完全互溶的固液平衡圖第五章

相平衡二組分系統(tǒng)相圖(3)固相部分互溶的固液平衡圖1)有一個低共熔點第五章

相平衡二組分系統(tǒng)相圖熔液(單相)固溶體Ⅱ單相固溶體Ⅰ單相兩相共存兩相共存兩相共存2)有一個轉(zhuǎn)熔溫度第五章

相平衡二組分系統(tǒng)相圖習(xí)題22(P339)Zn(A)與Mg(B)形成的二組分低共熔相圖具有兩個低共熔點，一個含Mg的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.032，溫度為641K，另一個含Mg的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.49，溫度為620K，在系統(tǒng)的熔液組成曲線上有一個最高點，含Mg的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.157，溫度為863K。已知Zn(s)和Mg(s)的熔點分別為692K和924K。(1)試畫出Zn(A)與Mg(B)形成的二組分低共熔相圖，并分析各區(qū)的相態(tài)和自由度；第五章

相平衡(2)分別畫出含Mg的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.80,0.49和0.30的熔化物，在從973K冷卻到573K過程中的步冷曲線。第五章

相平衡第五章

相平衡Q=z+Fξ第八章

電解質(zhì)溶液基本公式和內(nèi)容提要1.法拉第電解定律第八章

電解質(zhì)溶液2.離子電遷移率和遷移數(shù)第八章

電解質(zhì)溶液3.離電導(dǎo)、電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率4.科爾勞奇經(jīng)驗式5.離子獨立移動定律第八章

電解質(zhì)溶液6.奧斯特瓦爾德稀釋定律第八章

電解質(zhì)溶液7.離子平均活度、平均活度因子和電解質(zhì)平均質(zhì)量摩爾濃度第八章

電解質(zhì)溶液8.離子強度9.德拜-休克爾極限定律第八章

電解質(zhì)溶液基本概念負(fù)極：電勢低的極稱為負(fù)極正極：電勢高的極稱為正極陰極：發(fā)生還原作用的極稱為陰極陽極：發(fā)生氧化作用的極稱為陽極電遷移率：單位電位梯度時離子的運動速率遷移數(shù)：離子B所運載的電流與總電流之比第八章

電解質(zhì)溶液電導(dǎo)率：電阻率的倒數(shù)，在數(shù)值上相當(dāng)于單位長度、單位載面積的電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)電導(dǎo)：電阻的倒數(shù)摩爾電導(dǎo)率：含有1mol電解質(zhì)的溶液，置于電極間距為單位距離的電導(dǎo)池中，這時溶液的電導(dǎo)就稱為電解質(zhì)的摩爾電導(dǎo)率第八章

電解質(zhì)溶液第九章

可逆電池的電動勢及其應(yīng)用(ΔrG)T,P=-nEF(ΔrGm)T,P=-zEF1.電化學(xué)與熱力學(xué)的聯(lián)系公式第九章

可逆電池的電動勢及其應(yīng)用基本公式和內(nèi)容提要cC+dD=gG+hH2.還原電極電勢和Nernst方程第九章

可逆電池的電動勢及其應(yīng)用3.用可逆電池的測定值計算熱力學(xué)函數(shù)變化值第九章

可逆電池的電動勢及其應(yīng)用4.電池電動勢的計算第九章

可逆電池的電動勢及其應(yīng)用5.pH操作定義第九章

可逆電池的電動勢及其應(yīng)用基本概念可逆電池：(1)電極上的化學(xué)反應(yīng)可向正、反兩個方向進(jìn)行；(2)不論是充電或放電，所通過的電流必須十分微小，電池是在接近平衡狀態(tài)下工作的可逆電極：(1)第一類電極：金屬浸在含有該金屬離子的溶液中構(gòu)成(2)第二類電極：金屬及其表面覆蓋一薄層該金屬的難溶鹽，然后浸入含有該難溶鹽的負(fù)離子的溶液中構(gòu)成(3)第三類電極：惰性金屬插入含有某種離子的不同氧化態(tài)的溶液中構(gòu)成電極第九章

可逆電池的電動勢及其應(yīng)用電極電勢：把所有電極與標(biāo)準(zhǔn)氫電極組成電池，讓標(biāo)準(zhǔn)氫電極作陽極，待測電極作陰極，并規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)氫電極的電極電勢為零，測定的電動勢作為待測電極的電極電勢，稱為氫標(biāo)還原電極電勢第九章

可逆電池的電動勢及其應(yīng)用第九章習(xí)題23常用的鉛蓄電池可表示為：已知在0～60℃的溫區(qū)內(nèi)，電動勢E與溫度的關(guān)系式為E/V=1.91737+56.1×10-6(t/℃)+1.08×10-8(t/℃)2，在25℃時，電池的EΘ=2.041V，試計算這時電解質(zhì)溶液H2SO4(m=1.0mol·kg-1)的平均活度因子γ±。第九章

可逆電池的電動勢及其應(yīng)用解：電池凈反應(yīng)為：第九章

可逆電池的電動勢及其應(yīng)用解得，

在298K時，E=1.9188V第九章

可逆電池的電動勢及其應(yīng)用第九章例1(P71，下冊)第九章例2(P72，下冊)第九章

可逆電池的電動勢及其應(yīng)用電解與極化 極化曲線 極化的原因 超電勢 析出電勢 濃差極化 電化學(xué)極化 電解池極化曲線 原電池極化曲線 陽極析出電勢 陰極析出電勢 金屬分離 電化學(xué)腐蝕金屬防腐 第十章

電解與極化作用E分解=E可逆+ΔE不可逆+IRη陰=Φ可逆,陰-Φ不可逆,陰η陽=Φ不可逆,陽-Φ可逆,陽基本公式和內(nèi)容提要1.實際分解電壓計算公式2.超電勢3.氫超電勢—Tafel公式第十章

電解與極化作用基本概念分解電壓：使某電解質(zhì)溶液能連續(xù)不斷發(fā)生電解時所必需的最小外加電壓，稱為電解質(zhì)溶液的分解電壓極化：在有電流通過電極時，電極電勢偏離于可逆值的現(xiàn)象稱為電極的極化。偏離的數(shù)值稱為超電勢。第十章

電解與極化作用動力學(xué)基礎(chǔ)（1） 概念 影響因素 反應(yīng)速率 速率常數(shù) 反應(yīng)速率 反應(yīng)機理

濃度 溫度 反應(yīng)級數(shù) 基元反應(yīng) 質(zhì)量作用定律 速率方程 簡單級數(shù)的反應(yīng) 復(fù)雜反應(yīng) 阿累尼烏斯方程 選取控制步驟法 穩(wěn)（定）態(tài)近似法 快速平衡法 零級反應(yīng) 一級反應(yīng) 二級反應(yīng) 三級反應(yīng) n級反應(yīng) 微分式 積分式 特征 平行反應(yīng) 連串反應(yīng) 對峙反應(yīng) 各類反應(yīng)的特征 鏈反應(yīng) 其他反應(yīng) 第十一章

化學(xué)動力學(xué)基礎(chǔ)(一)對于任意反應(yīng)：或1.反應(yīng)速率的定義式基本公式和內(nèi)容提要第十一章

化學(xué)動力學(xué)基礎(chǔ)(一)級數(shù)速率公式微分式速率公式積分式濃度與時間的線性關(guān)系半衰期t1/2速率常數(shù)k的單位一級二級三級零級2.不同級數(shù)反應(yīng)的公式

3.用半衰期法確定反應(yīng)級數(shù)第十一章

化學(xué)動力學(xué)基礎(chǔ)(一)4.典型復(fù)雜反應(yīng)的公式(1)對峙反應(yīng)式中第十一章

化學(xué)動力學(xué)基礎(chǔ)(一)(2)平行反應(yīng)第十一章

化學(xué)動力學(xué)基礎(chǔ)(一)(3)連續(xù)反應(yīng)第十一章

化學(xué)動力學(xué)基礎(chǔ)(一)5.Arrhenius經(jīng)驗式第十一章

化學(xué)動力學(xué)基礎(chǔ)(一)基本概念基元反應(yīng)：分子經(jīng)一次碰撞后，在一次化學(xué)行為中就能完成反應(yīng)，稱為基元反應(yīng)非基元反應(yīng)：經(jīng)過若干個簡單的反應(yīng)步驟，最后才轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物分子，這種反應(yīng)稱為非基元反應(yīng)質(zhì)量作用定律：基元反應(yīng)的速率與反應(yīng)物濃度(含有相應(yīng)的指數(shù))的乘積成正比反應(yīng)級數(shù)：在化學(xué)反應(yīng)的速率方程中，各物濃度項指數(shù)的代數(shù)和稱為該反應(yīng)的級數(shù)第十一章

化學(xué)動力學(xué)基礎(chǔ)(一)第十一章(p218，18題)：N2O(g)的熱分解反應(yīng)為2N2O(g)=2N2(g)+O2(g)，在一定溫度下，反應(yīng)的半衰期與初始壓力成反比。在970K時，N2O(g)的初始壓力為39.2kPa，測得半衰期為1529s；在1030K時，N2O(g)的初始壓力為48.0kPa，測得半衰期為212s。第十一章

化學(xué)動力學(xué)基礎(chǔ)(一)判斷該反應(yīng)的級數(shù)；計算兩個溫度下的速率常數(shù)；求反應(yīng)的實驗活化能。第十一章

化學(xué)動力學(xué)基礎(chǔ)(一)解：(1)因為反應(yīng)的半衰期與初始壓力成反比，這是二級反應(yīng)的特征，即該反應(yīng)為二級反應(yīng)。(2)第十一章

化學(xué)動力學(xué)基礎(chǔ)(一)(3)第十一章

化學(xué)動力學(xué)基礎(chǔ)(一)第十一章(p219，21題)：

在673K時,設(shè)反應(yīng)可以進(jìn)行完全,并設(shè)產(chǎn)物對反應(yīng)速率無影響,經(jīng)實驗證明該反應(yīng)是二級反應(yīng),速率方程可表示為,速率常數(shù)k與反應(yīng)溫度T之間的關(guān)系為第十一章

化學(xué)動力學(xué)基礎(chǔ)(一)試計算:(1)該反應(yīng)的指前因子A及實驗活化能Ea;(2)若在673K時,將NO2(g)通入反應(yīng)器,使其壓力為26.66kPa,發(fā)生上述反應(yīng),當(dāng)反應(yīng)器中的壓力達(dá)到32.0kPa時所需的時間(設(shè)氣體為理想氣體)。第十一章

化學(xué)動力學(xué)基礎(chǔ)(一)解(1)根據(jù)阿侖尼烏斯公式lnA=20.27，解得A=6.36×108(mol·dm-3)-1·s-1Ea/R=12886.7，解得Ea=107.1kJ·mol-1對比第十一章

化學(xué)動力學(xué)基礎(chǔ)(一)(2)

t=026.66KPa00t=t26.66KPa-pp1/2pp總=26.66KPa+1/2p=32.0kPap=10.68kPa當(dāng)T=673K時第十一章

化學(xué)動力學(xué)基礎(chǔ)(一)因為是理想氣體對于二級反應(yīng)=45.7s第十一章

化學(xué)動力學(xué)基礎(chǔ)(一)例：第11章，習(xí)題13.在一抽空的剛性容器中，引入一定量純氣體A(g)，發(fā)生如下反應(yīng)：A(g)→B(g)+2C(g)設(shè)反應(yīng)能進(jìn)行完全，在323K恒溫一定時間后開始計時，測定系統(tǒng)的總壓隨時間的變化情況，實驗數(shù)據(jù)如下：t/min03050∞P總/kPa53.3373.3380.00106.66求該反應(yīng)的級數(shù)及速率常數(shù)。第十一章

化學(xué)動力學(xué)基礎(chǔ)(一)第十一章

化學(xué)動力學(xué)基礎(chǔ)(一)第十一章

化學(xué)動力學(xué)基礎(chǔ)(一)第十一章(p223，習(xí)題36)：反應(yīng)物A同時生成主產(chǎn)物B及副產(chǎn)物C，反應(yīng)均為一級：已知k1=1.2×103exp[-90kJ·mol-1/(RT)]；k2=8.9exp[-80kJ·mol-1/(RT)](1)使B含量大于90%及大于95%時，各需的反應(yīng)溫度T1和T2；試回答：(2)可否得到含B為99.5%之產(chǎn)品？第十一章

化學(xué)動力學(xué)基礎(chǔ)(一)解：(1)對于反應(yīng)物A為平行反應(yīng),(k1/k2)=(x/y)，當(dāng)x>90%時，y<10%，(k1/k2)>(90%/10%)=9解得T>444.4K當(dāng)x>95%時，解得T>613.8K第十一章

化學(xué)動力學(xué)基礎(chǔ)(一)(2)當(dāng)x=99.5%時，y=0.5%，k1/k2=199，解得T為負(fù)值。當(dāng)T→∞時，x=99.26%第十一章

化學(xué)