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文檔簡(jiǎn)介
1、物化公式歸納第一章化學(xué)熱力學(xué)基礎(chǔ)公式總結(jié)1.體積功We = -PeV2 熱力學(xué)第一定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式U = Q +W3. n mol理想氣體的定溫膨脹過(guò)程途徑1 :向真空膨脹Pe = 0 ,W1=0途徑2:一次恒外壓膨脹Pe = P2=-P>(VV1)途徑3:無(wú)限緩慢膨脹Pe = P1 dP=PW3 = nRT In 也=nRT ln 上V2P1.定溫可逆時(shí):ViF2Wmax=-Wmin=nRT lnnRT ln -V2F4.焓定義式 H = U + FV在封閉體系中,W =0 ,體系發(fā)生一定容過(guò)程Qv = U在封閉體系中,W =0 ,體系發(fā)生一定壓過(guò)程Qp = H2 -H1 = H5.摩
2、爾熱容 Cm ( J K-1 mol-1 ):Cm定容熱容CVT2U = T nCv,mdTT1(適用條件:封閉體系、無(wú)相變、無(wú)化學(xué)變化、 適用對(duì)象:任意的氣體、液體、固體物質(zhì)W' =0定容過(guò)程)定壓熱容Cp丁2= t nC p,mdTT1(適用條件:封閉體系、無(wú)相變、無(wú)化學(xué)變化、W' =0的定壓過(guò)程適用對(duì)象:任意的氣體、液體、固體物質(zhì))單原子理想氣體:Cv,m = 1.5R, Cp,m = 2.5R雙原子理想氣體:Cv,m = 2.5R, Cp,m = 3.5R多原子理想氣體:Cv,m = 3R , Cp,m = 4RCp,m = Cv,m + R過(guò)程 U HQW S自由膨脹
3、0000V2R S nRIn =nRln V1P2定溫可逆00-WW=nRTln 呂=門RT lnVRV2R S nRIn=nRlnV1P2定壓=1 n.mdT妙=fnCp,mdTQ =QP =HW=_PV=_PV2A1)AT2心S = n Cp£定容加=nCV,mdT曲=fnCp,mdTQ =Q =U0AT2= nCV,m ln t-T16.理想氣體熱力學(xué)過(guò)程U、 H、Q、WHA S的總結(jié)247. 定義: fHm9 (kJ mol-1)- 標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓 H焓變; rHm反應(yīng)的摩爾焓變 rHm9 298K時(shí)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變; fHm9 (B) 298K時(shí)物質(zhì)B的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓;
4、cHm9 (B) 298K時(shí)物質(zhì)B的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓。8. 熱效應(yīng)的計(jì)算由物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓計(jì)算反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變 rH 0 m = Ev BA fH 0 m ,B由物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓計(jì)算反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變 rH 0 m = - Ev BA cH0 m ,BCpdT Cp ( T2 - T1)9. Kirchhoff(基爾霍夫) 方程 rHm 仃 2) = rHm 仃1) +如果 Cp為常數(shù),則 rHm 仃 2) = rHm 仃1) +10.熱機(jī)的效率為對(duì)于卡諾熱機(jī)W Q 亠 Q2Q2zzj =1 "r:Q QQWQ1 QQ1Q|QiT2< 0< T2T1可逆循環(huán)過(guò)程不
5、可逆循環(huán)過(guò)程11.熵變定義式(體系經(jīng)歷一可逆過(guò)程的熱溫商之和等于該過(guò)程的熵變.)譯)A 112.熱力學(xué)第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式AS(i不等式中,> ”號(hào)表示不可逆過(guò)程,“=”號(hào)表示可逆過(guò)程'T ”環(huán)境溫度,對(duì)可逆過(guò)程也是體系溫度.)T13.熵增原理 S孤立> 0孤立體系的熵永不減少) 不可逆過(guò)程,自發(fā)過(guò)程 可逆過(guò)程,體系達(dá)平衡 S 孤立= S圭寸閉+ S環(huán)境 > 0>不可逆過(guò)程,自發(fā)過(guò)程-Q環(huán)Q體S環(huán)境= 1可逆過(guò)程,體系達(dá)平衡T環(huán)T環(huán).對(duì)于封閉體系14.定溫定壓的可逆相變S 二 rSn八H m,相變15.化學(xué)反應(yīng)熵變的計(jì)算T相變0 m = Ev BS 0 m,B1
6、6. rH 0 口和厶rS 0 m與溫度的關(guān)系: rH 0 m仃2)= rS 0 m 仃2)= rH 0 m 仃1) + rS 0 m 仃1) +T2T CpdTpp dTT1第二章自由能、化學(xué)勢(shì)和溶液公式1第一和第二定律的聯(lián)合公式為TedS -dU -PedV :W - 02.吉布斯自由能定義式G = U + PV - TS = H - TS G= H- T S(G-體系的狀態(tài)函數(shù),(J ),絕對(duì)值無(wú)法測(cè)量)3在定溫定壓下,有如下關(guān)系: G=W最大4.吉布斯自由能判據(jù)<-不可逆過(guò)程,自發(fā)過(guò)程dGp,w” - 0= J可逆過(guò)程, 平衡態(tài)心 GT, P,W - 0J >反方向?yàn)樽园l(fā)過(guò)
7、程5判斷過(guò)程方向及平衡條件的總結(jié)狀態(tài) 函數(shù)體系應(yīng)用條件判據(jù)S隔離任意過(guò)程AS > 0自發(fā)過(guò)程=0 可逆過(guò)程,平衡S圭封閉任意過(guò)程AS體+AS環(huán)> 0 自發(fā)=0 可逆,平衡G圭封閉定溫定壓W =0< 0 自發(fā)G = 0平衡,可逆> 0反方向自發(fā)F圭封閉定溫定容 不做其它功< 0 自發(fā)衛(wèi)F= 0平衡,可逆> 0反方向自發(fā)6定壓下.對(duì)任意相變或化學(xué)變化:G .(F)p = S7.定溫物理變化.G的計(jì)算(W =0的封閉體系)理想氣體定溫過(guò)程P2F2 nRTP純液體或純固體的定溫過(guò)程L GtGtP2P VidP = Vi ( P2 - Pi)P12VsdP =Vs(P
8、2 - R)P.定溫定壓可逆相變dG = -SdT + VdPdT = 0 dP = 0G T , P, W' = 0。定溫定壓不可逆相變必須設(shè)計(jì)可逆過(guò)程 來(lái)求算,由于 G定溫條件下的計(jì)算公式簡(jiǎn)單,因此設(shè)計(jì)定溫變壓可逆途徑求解而計(jì)算不可逆相變的,:H和.IS時(shí),是設(shè)計(jì)定壓變溫可逆途徑進(jìn)行求解.&化學(xué)反應(yīng)AG的計(jì)算化學(xué)反應(yīng)厶r Gm B的計(jì)算。由物質(zhì)的 fGmB求算 rG 0 m =刀 v BA fG 0 m ,B。由反應(yīng)的 rH 0 m和 rS 0 m求算 rG 0 m = rH 0 m - T rS 0 。估計(jì)該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行的最高溫度< 0 rG 0 m = rH 0
9、 m - T rS 0 mr H m - >3 .1210不可逆過(guò)程,自發(fā)過(guò)程 可逆過(guò)程,平衡態(tài)反方向?yàn)樽园l(fā)過(guò)程匕314 H S GM H-TA S反應(yīng)的自發(fā)性一+一在任意溫度下反應(yīng)均可自發(fā)+一+任意溫度下反應(yīng)都不能自發(fā)+低溫時(shí)+ 咼溫時(shí)一在低溫下反應(yīng)不能自發(fā) 在高溫下反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行低溫時(shí)-咼溫時(shí)+在低溫下反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行 在咼溫下反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)轉(zhuǎn)折溫度T = H / ST =也 rSm4249 在指定壓力下溫度對(duì)反應(yīng)自發(fā)性的影響10.偏摩爾量的定義式條件:定溫定壓Z B,m-n B T,P,nj (j -B )(z代表任一廣度性質(zhì))對(duì)于純物質(zhì)的均相系統(tǒng),偏摩爾量即為該物質(zhì)的摩爾量VB,m
10、 =(上)T,P =Vmon11.偏摩爾量的集合公式Z =、n BZB,m B12化學(xué)勢(shì)定義式eG)T,P,nj13.化學(xué)勢(shì)(偏摩爾吉布斯自由能)集合公式在一定的溫度,壓力和濃度的條件下,多組分體系處于一定的狀態(tài),體系的吉布斯自由能可 用下式計(jì)算G =送 n B PbB純組分:14.化學(xué)勢(shì)與溫度的關(guān)系(:叫、._ S (:T 丿 P," - °B,m15.化學(xué)勢(shì)與壓力的關(guān)系()T,'n -VB,m :P16.化學(xué)勢(shì)判據(jù)在定溫、定壓、W=0的圭寸閉體系中自發(fā)過(guò)程可逆過(guò)程或平衡態(tài) 反方向?yàn)樽园l(fā)過(guò)程17.化學(xué)勢(shì)判據(jù)與相平衡設(shè)在定溫、定壓、 W=0的條件下,有dni mol
11、的i物質(zhì)從:相轉(zhuǎn)移到一:相,dG T, P, W '=0 =(卩 i 3 -卩 i a )dni(1)若3 i3 <3 i a則 dG < 0 ;物質(zhì)從a->3相的轉(zhuǎn)移 是自發(fā)過(guò)程若3 i3 >3 i a則dG> 0 ;物質(zhì)從3-» a相的轉(zhuǎn)移是自發(fā)過(guò)程若3 i3 =3 i a則dG=0 ;體系處于相平衡狀態(tài)18.化學(xué)勢(shì)判據(jù)與化學(xué)平衡對(duì)定溫、定壓、 W= 0 ,且'=1mol的化學(xué)反應(yīng)aA + bB - gG + hHAG m = ZVb0,=0 ,=g M -+h Mh書0a, bB定T,定P,W' = 0的封閉體系反應(yīng)正方向自
12、發(fā)反應(yīng)達(dá)到平衡逆反應(yīng)方向自發(fā)化學(xué)反應(yīng)方向與限度的判據(jù)由化學(xué)勢(shì)高的物質(zhì)自發(fā)生成化學(xué)勢(shì)低的物質(zhì))19.氣體的化學(xué)勢(shì)與標(biāo)準(zhǔn)態(tài)物質(zhì)化學(xué)勢(shì)表示式標(biāo)準(zhǔn)態(tài)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)符號(hào)備注單組分理 想氣體AP卩(T,P)=X(T)+RTI nT、PB下的理想氣體(P):=0(T) +RT為該理想氣體 的壓力P混合理想 氣體之B 組分b(T,P)=4(T)+RTIn 害t和分壓為pb下的純T ,甲組 分的理想氣體狀態(tài).':B(T) +pb為p種理想氣體的分壓?jiǎn)谓M分實(shí) 際氣體巴T,P)=W(T)+RTI nfT、PB下的理想氣體(T, P):二 H(T) +RT 1為逸度 P混合實(shí)際 氣體之B 組分銀(T,P)=b(T)+
13、RTI 門磊T、P B下,具有理想氣體 性質(zhì)的純氣體狀態(tài)(假想 狀態(tài))»B (T , P)二»B(t)fB =Y BPBPb 廣 RT In B理想溶液 混合物中 組分B嗎=4B(T,P;) + RTln Xb*aB(T,P*)=(T)+RTI n»b(T,Pb)各組分遵'守Raoult忽略壓力對(duì)pb*的影響稀溶液溶劑殷=£(T,PA) + RTln XaT、P B下,純?nèi)軇顟B(tài)»a(T,Pa)該溶劑遵守Raoult 定律稀溶液溶質(zhì)旦理(T,P ) + RTInxBpT, P時(shí),仍然符合 Henry 定律的液態(tài)純?nèi)苜|(zhì)(假想狀 態(tài))謔,x
14、(T,P )該溶質(zhì)遵守Henry定律非理想溶液中的組分B* *4a"a(T,Pa)+RTI nA »B =»B,x(T,P ) + RTI門戀T、P B下,純?nèi)軇顟B(tài)T, P時(shí),仍然符合 Henry 定律的液態(tài)純?nèi)苜|(zhì)(假想狀 態(tài))Pa(T,Pa) 凹x(T,P )溶劑不遵守Raoult 定律溶質(zhì)不遵守Henry定律20.拉烏爾定律PA = p*X,pA*分別表示定溫時(shí)稀溶液中的溶劑的飽和蒸氣壓與該溫度時(shí)的純?nèi)軇┑娘柡驼魵鈮?xA是溶液中溶劑的摩爾分?jǐn)?shù)).溶液的蒸氣壓下降cp =p*-p = p* - p*xA =p*(1-xA)= p*xB.溶液沸點(diǎn)升高 tb =
15、 tb tb* = Kb. bB(Kb 沸點(diǎn)上升常數(shù),與溶劑有關(guān)。:-2Kb叫 M (A)apHm(tb* 純?nèi)軇┑姆悬c(diǎn) vapHm 溶劑的摩爾蒸發(fā)焓).溶液的凝固點(diǎn)降低tf = tf*tf = Kf bB(Kf 凝固點(diǎn)下降常數(shù),與溶劑性質(zhì)有關(guān)。)段2R(tf ) Kf- M (A)SfusHm(A)(tf* 純?nèi)軇┑哪厅c(diǎn), fusHm溶劑的摩爾熔化焓)難揮發(fā)非電介質(zhì)稀溶液依數(shù)性總結(jié)溶液的 依數(shù)性公式單位溶液蒸汽壓下降ip = p*xBkPa溶液沸點(diǎn)升高人tb = Kb bBC溶液凝固點(diǎn)下降人tf = Kf bBC溶液滲透壓n = bBRTkPa第三章公式歸納1. C = S -R -R &
16、#39;C組分?jǐn)?shù)S物種數(shù)R體系中獨(dú)立的化學(xué)平衡數(shù)R'-體系中獨(dú)立的濃度關(guān)系數(shù) (只有在同一相中才能用此條件)2.相律f = C-P + 2(只適用于平衡體系,式中2”指的是溫度和壓力)另外:f* = C-P + 1定溫過(guò)程或定壓過(guò)程f* = C-P定溫和定壓過(guò)程(f* -條件自由度)3單組分體系f = C -P + 2=3 P4.水的相圖:(1) 相區(qū)-面AOB面一氣態(tài)水的單相區(qū)。P =1f = 2AOC面一液態(tài)水的單相區(qū)。P =1f = 2BOC面一固態(tài)水的單相區(qū)。P =1f = 2相線OA線水的飽和蒸氣壓曲線,水和水蒸氣兩相平衡共存,P = 2 , f = 1 ;OB線冰的飽和蒸氣
17、壓曲線,冰與水蒸氣兩相平衡共存,P = 2 , f = 1 ;OC線冰的熔點(diǎn)曲線,冰和水兩相平衡共存,P = 2 , f = 1 ;(3)三相點(diǎn)dT RTO點(diǎn)一三相點(diǎn),液、固、氣三相平衡,P = 3 , f = 05.Clapeyro n方程(適用條件-任何純物質(zhì)的任意兩相平衡.)dPr t, p為可逆相變時(shí)的溫度和壓力.mAHm定溫、定壓可逆相變時(shí)的摩爾相變熱dTTWmAVm 定溫、定壓可逆相變時(shí)的摩爾體積變化對(duì)l Wd InP心 vap H mdTRT2d l n P - subH m26.Clausius-Clapeyr on 方程dln PdTHm其定積分式7.二組分雙液體系f = C
18、 -P + 2 = 4-P&二組分雙液體系圖定溫,p-x圖,ApA=pA*xApB=pB*xBp=pA+pBc是總壓與溶液組成的關(guān)系線稱為液相線p與x呈線性函數(shù)關(guān)系蒸氣相組成:yA=pA/p=(pA*xA)/pyB=pB/p=(pB*xB)/pT-x0)圖9.杠桿規(guī)則物系點(diǎn)M,相點(diǎn)P, Q聯(lián)結(jié)線PQ系統(tǒng)溫度Tb,總組成XB,M,物質(zhì)的量ng, n l, n總互比量ng _ PM nl MQ第四章化學(xué)平衡1.化學(xué)平衡的條件(適用條件-定T,P,W' 0的封閉體系化學(xué)反應(yīng)方向與限度的判據(jù))反應(yīng)正方向自發(fā)反應(yīng)達(dá)到平衡逆反應(yīng)方向自發(fā)aA + bB 一;gG + hH<0,AG m
19、 =送VB MB0 ,=g G - h H - a > 0 b Ib2.化學(xué)反應(yīng)定溫式(cv=1mol.L-1 ;分壓以 Pa或kPa為單位代入,pv=105Pa=100kPa;)(1)理想氣體反應(yīng)分壓商p化學(xué)反應(yīng)定溫式變 rGm 二 rG; RTlnQpQrGm = rG; RT In QP( rGm (T)所求狀態(tài)(任意)下反應(yīng)的自由能 rGmQ (T)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下反應(yīng)的自由能變所求狀態(tài)(任意)下的分壓商(反應(yīng)商)-RT In KP RT In QP = RT 企 KpQP < KP 0QP > KP 0QP = KP 0,貝U rGm < 0,貝U rGm >
20、 0,貝U rGm = 0反應(yīng)向右自發(fā)進(jìn)行 反應(yīng)向左自發(fā)進(jìn)行反應(yīng)達(dá)到平衡在反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)rGm = 0 T VG -RTIn KP(2)溶液中的反應(yīng)% B(T) RT lnh反應(yīng)商:QC =d任意狀態(tài)rG(C ) -RTln KC rGm = © RT ln QcRTl n KCC RTl n QC = RT 塵KC若溶質(zhì)的濃度用m表示,. :rGm(m - RTln Km:rGm =-RTIn Km RTln Qm其中Qm(哼g(些)h m -m -(mA)a( mD)d m -m-(3)實(shí)際溶液(溶質(zhì)參加反應(yīng))用活度代替濃度即可:rGm - -RTln K RTln Qa 廠 a
21、GgaHhKaa raA aD(aY)y(az)zA)a(aB)b(4)多相反應(yīng)反應(yīng)體系中,氣體是理想氣體,液體和固體是純物質(zhì),則平衡常數(shù)的表達(dá)式中只出現(xiàn)氣體 的分壓和溶液濃度.例:C02 (g) + H2 (g) = CO (g) + H2O ( l )PCOP 71KP -Fco2 Fh27 歹3. 標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的計(jì)算(1) .對(duì)氣相反應(yīng)或純物質(zhì)間發(fā)生的反應(yīng)rG m 二-RT l n K( rG 0 m =刀 v BA fG 0 m ,B rG 0 m = rH 0 m - T rS 0 m )(2) .對(duì)稀溶液中的反應(yīng)rGm(L)RTI nKC(TGm(CV' fGm(C7)5.
22、- Van' Hoff 公式d lnrH mdTRT2KhT2)rHm(1K"(T1)R、第五章電解質(zhì)溶液1. Faraday 定律Q = nF-通入溶液的總電量(c );F - 1mol電子所帶的電量(Faraday 常數(shù)) F = Le = 96485 c/moln -在陰極或陽(yáng)極上發(fā)生電極反應(yīng)、只含單位元電荷的物質(zhì)的摩爾數(shù)也是陰極或陽(yáng)極上轉(zhuǎn)移的電子的摩爾數(shù)。2. 含單位元電荷的物質(zhì)對(duì)正離子對(duì)負(fù)離子 對(duì)電解質(zhì)3. 離子的電遷移U-對(duì)只有一種正負(fù)離子的電解質(zhì)U+q = q = vq q_ q v. v_ =U+ +U-q_q_ v_q - ' q=_ U+ qv .
23、 v_+U-對(duì)給定的溶質(zhì)、溶劑,在一定的溫度和濃度下,離子的遷移速率只與電場(chǎng)強(qiáng)度有關(guān):v_dldEdl4. 電導(dǎo)G-電導(dǎo),導(dǎo)障05導(dǎo)電能力A電ft®積(0 )心兩電極間的距離啊“5. 電導(dǎo)率l / A 電導(dǎo)池常數(shù)6.摩爾電導(dǎo)率C(C- 電解質(zhì)的濃度 )7.Kohlrausch (科爾勞施)離子獨(dú)立移動(dòng)定律M、A: M z 、_Az_如 H2SO49.求難溶鹽的電導(dǎo)率(鹽):A oo Q . O0,. O0八 m _ 2八 m,H +" m,sO:_i:;l i|:".弱電解質(zhì) '=A;加+人;座- +人:腫+人;心-人;皿難溶鹽* ffl.CffCt 2m
24、MaFNaCE測(cè)弱電解質(zhì)的離解度沖” mO_ =m(鹽)=(溶液)- ' (H2O)10.求難溶鹽的溶解度C (mol m-3),(把溶液看作是無(wú)限稀的溶液):c"鹽)"溶液)-“h2o)C =-4(鹽)11.定義:電解質(zhì)的離子平均活度:a± =(疋產(chǎn))=a' v=i;+v離子平均沽度系數(shù):離子平-均濃度:y± =)vb± =(bb:-yr± 可測(cè)量,LL在一定濃度范圍內(nèi)可汁算。12 .某強(qiáng)電解質(zhì)M +A -的濃度為b1 1 b =(bb-T = (f.13.離子強(qiáng)度log 丫 + = -Alog 了十=-A8為14.
25、 Debye- Huckel (德拜休克爾)極限定律公式適用條件I < 0.01 mol kg-1公式適用條件0.01< I < 0.1 mol kg-1z +、z_ 所討論的電解質(zhì)中正、負(fù)離子的化合價(jià)第八早原電池1.比較原電池:(一)陽(yáng)極氧化反應(yīng)(+ )陰極還原反應(yīng)電解池:(一)陰極還原反應(yīng)(+ )陽(yáng)極氧化反應(yīng)2可逆電極(1 )金屬電極(M (s) M z)例:銅電極Cu(s) Cu2+Cu2十+2e= Cu對(duì)活潑金屬,Li、Na、K等,通常將金屬溶解在Hg中,形成汞齊。例Na(Hg)(a) Na(2)非金屬電極(也稱氣體電極)例:Pt,O2(g)H O2 4H4e= 2H
26、2OPt,O2(g)OH 一 O2 2H2O 4e= 4OH 一Pt,H2(g) H * 2H +2eu H2Pt,H2(g)OH_ 2H2O 2e= H 2 2OH _(3) 金屬和金屬難溶鹽電極例:Hg(l),Hg2CI2(s)CI 一 Hg2Cl2 2e 2Hg 2Cl -(4) 氧化還原電極(惰性電極插入某種元素不同氧化態(tài)的離子溶液中)例:Pt Fe2 , Fe3Fe3 e Fe23.電池電動(dòng)勢(shì)標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)勢(shì)電極反應(yīng)voAox(氧化態(tài)廠ne-; vRBRed (還原態(tài))甲=甲日_ RT in(aRed嚴(yán) Nernst 方程nF %嚴(yán)(=8.314 J / K mol純固體、純液體,a =
27、1 ;理想氣體 a用(P / Pr )代替對(duì)于反應(yīng):稀溶液a用(b/ bn )代替.)aA(aA) bB(aB)-; yYQ zZ(az)RT nFlna%a baAaBNernst 方程(若電池反應(yīng)中的物質(zhì)有純固體和純液體,則其a = 1;若有理想氣體,則用P/Pr代替公式中對(duì)應(yīng)的活度;若是稀溶液,則用b / b二代替公式中對(duì)應(yīng)的活度。4. 電池電動(dòng)勢(shì)與電池反應(yīng).irGm的關(guān)系 Gm = nFEn -r-Gm電池反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子的摩爾數(shù),也是電極上發(fā)生反應(yīng)的含單位元電荷的物質(zhì)的 摩爾數(shù)。E -一可逆電池的電動(dòng)勢(shì)。(v )以=nF(爭(zhēng)pcF Faraday 常數(shù),96485 c / mol0
28、+0 一E> 0ArGm v 0電池反應(yīng)可以自發(fā)進(jìn)行0 +=0E =0ArGm = 0平衡;0 +v 0 一Ev 0ArGm > 0電池反應(yīng)不可以自發(fā)進(jìn)行5.6.FErHm 二-nFE nFT)p cT/EQr =T rSm 二 nFT)p cT7.e nFEe298K: E 弘 0.059 IgK 0In K =RT n8.濃差電池例 Ag(s) AgNOsC 1) AgN03(: 2) Ag(s)InnFa2ai9.求 PH醌氫醌電極QQQHQH22.303RTFPH將醌氫醌電極與甘汞電極組成原電池甘汞電極丨醌氫醌飽和的PH待測(cè)液丨PtEQ 一警巴ph甘汞QH2 FPH (Q/
29、QH2 -甘汞- E)FPH 2.303RT第八章動(dòng)力學(xué)1化學(xué)反應(yīng)速率對(duì)定容條件下的化學(xué)反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)速率aA + dD f gG + hH1 dCA1 dCD1 dCG1 dCHa dtd dtg dth dt2 化學(xué)反應(yīng)速率方程(動(dòng)力學(xué)方程)對(duì)基元反應(yīng): 質(zhì)量作用定律產(chǎn)物kcAcBa + b +零級(jí)反應(yīng)r=k ,一級(jí)反應(yīng) r=kc ,二級(jí)反應(yīng)r=kc2反應(yīng)級(jí)數(shù)k的量綱為mol.L-1.S-1k的量綱為s-1 ;,k的量綱為(mol L -1)-13.經(jīng)驗(yàn)速率方程復(fù)合反應(yīng) 經(jīng)驗(yàn)速率方程f 產(chǎn)物r 二 kCAAClk - 速率常數(shù);有量綱。nA、nB。-A物質(zhì)、B物質(zhì)的分級(jí)數(shù)。反應(yīng)級(jí)數(shù);n =
30、nA + nB +4.簡(jiǎn)單級(jí)數(shù)反應(yīng)的特征(重要)級(jí) 數(shù)類型K的量綱速率公式積分式直線關(guān)系T1/21A Pt -1.a x .In= k1taln (a-x)tln 20.693= k12nA P(只有一種反應(yīng)物)C-1 .t -111_ k2t + a xa1t a-xt1 = 12k2aA+B _P(A和B初始濃度 相等)c-1. t -11 , 1 =k2t + a xa1 ta xt1 (A)_ty (B)_-/2/2k2aA+B(A和B初始濃 度不相等)C-1. t -11lnb(a-x)=a ba(b x)ya x)t場(chǎng)(A)式鸞(B)(b-x)0斗Pc.t -1x= kotxtt
31、丿22ko5. van ' Hoff經(jīng)驗(yàn)規(guī)律:kt 1010 C,反應(yīng)速率大約增加溫度每升高4 倍=24ktArrhe nius 經(jīng)驗(yàn)公式(1).微分形式dl n kEadT-RT2(2) .不定積分形式(3) .定積分形式ln k(T2) k(TJ巨(丄丄R T1 T2(4).指數(shù)形式k 二 Ae-Ea RTC -積分常數(shù)T:KR =:8.314 J / KmolEa- 活化能(J / mol)、一 A-指前因子或頻率因子(與k的單位相同)6.|Ea=E = ErE* -活化分子的平均能量;E-反應(yīng)物分子的平均能量;J / molEa - 1mol具有平均能量的分子變成活化分子所需要
32、的最低能量;J / mol復(fù)合反應(yīng)及近似處理(作參考,會(huì)自己推導(dǎo)) 一對(duì)峙反應(yīng)(可逆反應(yīng))1-1級(jí)反應(yīng) a7達(dá)平衡時(shí)A、B的平衡濃度:1,2. k 1 » 氏-Lk1CB' = XrTa Gem、 a11 11反應(yīng)物消耗50%反應(yīng)幾乎進(jìn)行到底反應(yīng)幾乎購(gòu)仃進(jìn)行二平行反應(yīng)/二罕*心一at38dCPd心飛)6A物質(zhì)消耗的總反應(yīng)速率為: 積分得:CAtIn = 一(匕 +k2)tCA,04 kl "2)tCA,t = CA,0eCY KCzk2三連串反應(yīng)反應(yīng) DIR Cp =Cr,01(k2 k0四.鏈反應(yīng)。1.2.表面功第十章比表面3.液體表面是在定溫、定壓、組成不變的條
33、件下,增加位表面積時(shí)體系的 Gibbs自由能的增量,稱作比表面自由能,簡(jiǎn)稱為表面能,單位為:J/ m2PAP +F0 = Pt.AP =幾 _ 冗 > ()1-乂 + 刁.=AF =斥_冗< 0Pr<P.平面液體凸而液體凹面液體4. Laplace 公式 對(duì)球形液面:對(duì)任意曲面:AP =<j(丄 + 丄)對(duì)液滴,凸面,r取正值 Y對(duì)氣泡,凹面,r取負(fù)值 對(duì)平面液體,r為g5. Kelvin 公式In2;MF0:RT(r)6.我們把溶質(zhì)在表面層的濃度與本體溶液中的濃度不同的現(xiàn)象稱為 溶液的表 面吸附現(xiàn)象。若C(表) C(內(nèi)),C f, C,負(fù)吸附;7. Gibbs吸附公式
34、定義若C(表) C(內(nèi)),C f :,正吸附;V=B(表面過(guò)剩量)AinB 在面積為A (tf)的表面上溶質(zhì) B的物質(zhì)的與 在本體溶液中同量溶劑所含溶質(zhì)B的物質(zhì)的量的差值1.或十一章固體表面:- 吸附量;固體質(zhì)量被吸附氣體的摩爾數(shù)Vs -被吸附氣體在標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下的體積。2. 吸附過(guò)程 G0; S 0;3.吸附類型物理吸附化學(xué)吸附吸附力范德華力化學(xué)鍵力吸附熱較小,接近液化熱, 40 kJ/ mol較大,近于化學(xué)反應(yīng)熱約 80 400 kJ /mol選擇性無(wú)有吸附穩(wěn)定性不穩(wěn)定,易解吸比較穩(wěn)定,不易解吸吸附層單分子層或多分子層單分子層吸附速率較快,不受溫度影響,一般不需要活 化能較慢,溫度升高則速率加快
35、,需要 活化能4. : = f ( T, P )若溫度不變,則-=f ( P ),稱為吸附定溫式;若壓力不變,則:=f ( T ), 稱為吸附定壓式;若吸附量不變, 則P = f ( T ), 稱為吸附定量式;5 吸附定溫線(記)單分子層吸附,具有極限吸附量6. freundlich (富朗特里希)定溫式1( n > 1)r = kpn(公式應(yīng)用范圍:中等壓力,單分子層吸附)7. Langmuir吸附定溫式mbP或一1+bP第十二章溶膠2.擴(kuò)散對(duì)半徑為r的球形粒子,有x2 =2Dt1.分散體系的分類類型顆粒大小例子特性粗分散體系(乳 狀液、 懸濁液)> 10-7 m泥漿牛奶紅血球(
36、7500nm)粒子不能透過(guò)濾紙,不擴(kuò)散,在一般顯 微鏡下可見,多相態(tài)。膠體分散系(溶膠、高分子 溶液)10-710-9 mFe(OH)3 溶膠 蛋白質(zhì)溶液(均 相體系)粒子能透過(guò)濾紙,不能透過(guò)半透膜,擴(kuò) 散慢,多相態(tài),在超顯微鏡下可見。 高分子溶液是均相體系。分子分散系(離子分散系)< 10-9 mNaCl(aq)C12H22O11(aq)粒子能透過(guò)濾紙和半透膜,擴(kuò)散快,單 相態(tài),在超顯微鏡下看不見。式中X平均位移;LD-擴(kuò)散系數(shù).是單位濃度剃度下、單位時(shí)間內(nèi),通過(guò)單位面積的所有擴(kuò)散相的質(zhì)量3 雙電層結(jié)構(gòu)緊密層(卑度約等于水合離子半徑)固定層(釣12個(gè)液體分子厚度)一反離了電中性面擴(kuò)散層
37、可動(dòng)層電勢(shì)滑動(dòng)面滑動(dòng)面九一熱力學(xué)電勢(shì),固體表面與溶液本體的電勢(shì)差與溶液中電位離了的濃度 有關(guān)。0 ; Stern 電勢(shì)。Stern面L與溶液本體的電勢(shì)差: 電動(dòng)電勢(shì)(Z建烷電勢(shì))滑動(dòng)面與溶液本體的電勢(shì)差其值取決于可動(dòng)層的厚度距離電動(dòng)電勢(shì)的大小取決于可動(dòng)層的厚度,可動(dòng)層越厚,電動(dòng)電勢(shì)越大。而過(guò)多的電解質(zhì)存在, 將使可動(dòng)層厚度變薄,電動(dòng)電勢(shì)降低,甚至改變符號(hào)。4.由電泳速度求電動(dòng)電勢(shì)對(duì)球形粒子4 聚沉值L )1.5 u對(duì)棒形粒子裁一定量溶膠在一定時(shí)間內(nèi)完全聚沉所需電最E濃度。C ( mol /聚沉能力 F = 1 / C 6 電解質(zhì)對(duì)溶膠的聚沉能力大致符合以下幾點(diǎn)規(guī)律:1) 使溶膠發(fā)生聚沉的主要是與溶膠電性相反的離子,反離子價(jià)數(shù)越高, 對(duì)應(yīng)的電解質(zhì)的聚 沉能力越大,聚沉值越小。2) 同價(jià)反離子的聚沉能力略有不同,(只考慮一價(jià)反離子)聚沉能力順序?yàn)閷?duì)正溶膠: f CIBr I -對(duì)負(fù)溶膠:Cs Rb K Na L3)同號(hào)離子對(duì)溶膠有一定的穩(wěn)定作用,降低電解質(zhì)的聚沉能力,且同號(hào)離子的價(jià)數(shù)越高, 電解質(zhì)的聚沉能力越弱。4)混合電解質(zhì)(了解)(1)離子加和作用(2)離子敏化作用(3)離子對(duì)抗作用1.乳狀液第十
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