復(fù)件印物理化學(xué)多媒體蘇09chap.0緒論

1、一二三緒論有關(guān)數(shù)學(xué)知識(shí)的復(fù)習(xí)有關(guān)氣體知識(shí)的復(fù)習(xí)緒論2主講老師: 孫愛(ài)靈 Tel: 66608431E-mail: 3一、緒論1. 物理化學(xué)及其研究方法 物理化學(xué)是化學(xué)學(xué)科中的一個(gè)重要分支，是化學(xué)科學(xué)的理論基礎(chǔ)?；瘜W(xué)反應(yīng)壓力p體積V溫度T能量轉(zhuǎn)化總結(jié)規(guī)律伴隨著物理化學(xué)變化熱光電40.2 物理化學(xué)的目的和內(nèi)容什么是物理化學(xué)?化學(xué)反應(yīng)原子、分子間的分離與組合熱電光磁溫度變化壓力變化體積變化化學(xué)物理學(xué)密不可分相態(tài)變化5物理化學(xué)從研究物理變化和化學(xué)變化的聯(lián)系入手，探求化學(xué)變化的基本規(guī)律。又稱理論化學(xué)。physical chemisty is the branch of chemistry that es

2、tablishes and develops the principles of the subject in terms of underlying concepts of physics and the language of mathmatics. 67研究方法 以物理學(xué)的基本原理和實(shí)驗(yàn)手段為基礎(chǔ)，借助數(shù)學(xué)方法來(lái)研究化學(xué)反應(yīng)的規(guī)律邏輯推理法。常用的研究方法有：實(shí)驗(yàn)的方法、歸納和演繹的方法、模型化方法、理想化方法、假設(shè)的方法、數(shù)學(xué)的統(tǒng)計(jì)處理方法等等。熱力學(xué)方法（宏觀）化學(xué)熱力學(xué)；統(tǒng)計(jì)力學(xué)方法化學(xué)統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)；量子力學(xué)（微觀）量子化學(xué)；光學(xué)光化學(xué)；電學(xué)電化學(xué)。82.物理化學(xué)所擔(dān)負(fù)的主要任務(wù)：

3、化學(xué)熱力學(xué)化學(xué)變化的方向和限度，以及伴隨發(fā)生的能量轉(zhuǎn)換關(guān)系；例如合成氨，常溫常壓下能否進(jìn)行？產(chǎn)率？化學(xué)動(dòng)力學(xué)化學(xué)反應(yīng)的速率和機(jī)理；上例理論上可行。關(guān)鍵是尋找合適的催化劑和反應(yīng)途徑（模擬生物固氮） 結(jié)構(gòu)化學(xué)物質(zhì)的性質(zhì)與其微觀結(jié)構(gòu)的關(guān)系例如研究與氮分子有關(guān)的配合物的結(jié)構(gòu)，以及它們?cè)诓煌瑮l件下的變化，就有利于常溫常壓下尋找固氮的途徑。 93.物理化學(xué)的現(xiàn)況和發(fā)展目前物理化學(xué)研究的基本特點(diǎn)：宏觀微觀：測(cè)定空間結(jié)構(gòu)；量子化學(xué) 體相表相：表面化學(xué)；催化 靜態(tài)動(dòng)態(tài)：分子反應(yīng)動(dòng)力學(xué) 定性定量：計(jì)算機(jī) 單一學(xué)科交叉、邊緣學(xué)科：生物化學(xué)、藥物化學(xué)、地球化學(xué)、海洋化學(xué)、天體化學(xué)、材料化學(xué)、計(jì)算化學(xué)、表面化學(xué)、金屬有

4、機(jī)化學(xué)等 平衡態(tài)非平衡態(tài)。10目前化學(xué)研究的前沿陣地：催化基礎(chǔ)的研究；原子簇化學(xué)的研究；分子動(dòng)態(tài)學(xué)的研究；生物大分子和藥物大分子的研究。11 擴(kuò)大知識(shí)面，打好專業(yè)基礎(chǔ)： 掌握熱力學(xué)處理問(wèn)題的方法；掌握動(dòng)力學(xué)基本知識(shí)；了解動(dòng)力學(xué)的新進(jìn)展。 培養(yǎng)獨(dú)立思考、獨(dú)立工作能力，訓(xùn)練邏輯推理的思維方法。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，掌握一些基本技能，提高理論聯(lián)系實(shí)際的能力。4.目的和意義意義：物理化學(xué)所研究的這些普遍規(guī)律適用于一切化學(xué)領(lǐng)域，具有很強(qiáng)的指導(dǎo)意義，有利于克服實(shí)際工作中的盲目性。125.如何學(xué)好物理化學(xué)第一環(huán)節(jié)：認(rèn)真聽(tīng)課預(yù)習(xí)。認(rèn)真聽(tīng)課：注意以下三點(diǎn) 基本概念； 公式推導(dǎo)過(guò)程和公式的限制條件； 基本概念和公式如何在例題

5、中應(yīng)用。作好筆記。第二環(huán)節(jié)：課后復(fù)習(xí)和做習(xí)題復(fù)習(xí)：整理和補(bǔ)充筆記，注意及時(shí)總結(jié)做習(xí)題： 規(guī)律：一看、二仿、三做。13二、有關(guān)數(shù)學(xué)知識(shí)的復(fù)習(xí)函數(shù)：Z = f(x,y) 如理想氣體的壓力、溫度和體積三個(gè)物理量中： p=f1(T,V), 壓力是溫度和體積的函數(shù) V=f2(T,p), 體積是溫度和壓力的函數(shù) T=f3(p,V), 溫度是壓力和體積的函數(shù)偏微商的物理意義：如p=f (T,V)注意：其意義是變化率而不是變化值; 其幾何意義是變化曲線的斜率.表示等容條件下 p隨T的變化率; 表示等溫條件下 p隨V的變化率;14全微分: 若p=f(T,V)其物理意義：p是一個(gè)狀態(tài)函數(shù)，dp只與始、終態(tài)有關(guān)，而

6、與途徑無(wú)關(guān)。pT(p/T)VpV(p/V)T15全微分的性質(zhì)：微分法則與積分法則（查數(shù)學(xué)手冊(cè)）16(1)證明：(2)已知p=f(T,V),證明練習(xí)題：(3)已知利用不定積分，導(dǎo)出p, V, T 函數(shù)關(guān)系17三、氣體（1）三個(gè)經(jīng)驗(yàn)定律R.Boyle定律: 恒溫時(shí)，一定量的氣體的體積與壓力成反比。 ( )T,n p1/V, 即pV=CGay-lussac定律: 恒壓時(shí)，一定量的氣體的體積與絕對(duì)溫度成正比。 ( )p,n VT, 即V=CTAvogadro定律: 同溫同壓下，相同體積的氣體含有相同的摩爾數(shù)。 ( )T,p Vn, , 即V=Cn條件：壓力越低，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與三條經(jīng)驗(yàn)定律吻合得越好。18（

7、2）理想氣體狀態(tài)方程1 理想氣體的規(guī)定：在任何溫度、壓力下都服從上述經(jīng)驗(yàn)定律的氣體稱為理想氣體。2 什么叫狀態(tài)方程：能夠表示某物質(zhì)p,V,T之間相互關(guān)系的方程式叫做該物質(zhì)的狀態(tài)方程。3 理想氣體狀態(tài)方程：pV=nRT設(shè) V = f (T, p, n)4 氣體常數(shù) R= 8.314 JK-1 mol-119由Boyle定律 pV=C 得到：由Galu-ssac定律 V=CT 得到：由Avogadro定律 V=Cn 得到：20移項(xiàng)：不定積分：即： pV= nRT21(3)混合理想氣體1 Dalton分壓定律: p(總)=pi2 Amagal分體積定律：V(總)=Vi 設(shè)一體積為V，溫度為T的容器中

8、，含有k種理想氣體,其組分為A, B,，而且相互之間不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。 n(總)=nA + nB + = ni n(總)(RT/V)=nA (RT/V) + nB (RT/V) + = ni (RT/V) p(總)= pA + pB + = pi 或 pi = p(總) xi同理可證明： V(總)=Vi或 Vi = V(總) xi22(4) 實(shí)際氣體和理想氣體的比較1. 理想氣體的微觀模型 分子之間沒(méi)有相互作用力； 分子本身不占有體積，僅為幾何質(zhì)點(diǎn)。 氣體分子之間的碰撞和氣體分子與器壁的碰撞均屬?gòu)椥耘鲎病?而實(shí)際氣體的分子具有體積；分子之間還有相互作用力；因此需對(duì)氣態(tài)方程進(jìn)行修正。 232. 范德華(Van der Waals)方程其中：a/Vm2是分子間吸引力，這種吸引力的存在削弱了分子向器壁施加的壓力，使實(shí)際氣體壓力減小，稱為內(nèi)壓力。 a值越