物理化學 (5)基礎(chǔ)藥學課件

1、 物 理 化 學 Physical Chemistry 物理化學多媒體課件 劉洋緒論化學無機化學有機化學物理化學分析化學化學熱力學化學動力學結(jié)構(gòu)化學量子化學電化學表面化學一、物理化學的任務(wù)和內(nèi)容什么是物理化學化學現(xiàn)象與物理現(xiàn)象的聯(lián)系化學反應(yīng)伴隨發(fā)生影響物理現(xiàn)象物理化學由此聯(lián)系出發(fā)研究化學反應(yīng)的普遍規(guī)律物理化學的研究方法（理論基礎(chǔ)、試驗方法、數(shù)學演示）(一) 物理化學的任務(wù)和內(nèi)容（1）化學熱力學：方向、限度、能量轉(zhuǎn)換、宏觀性質(zhì)（2）化學動力學：反應(yīng)速率及機理（3）物質(zhì)結(jié)構(gòu)：宏觀性質(zhì)與微觀結(jié)構(gòu)的關(guān)系（二）物理化學的學習方法第一章 熱力學第一定律化學熱力學研究的內(nèi)容熱力學的特點： 第一節(jié) 熱力學概論

2、研究對象是宏觀的研究方法是宏觀的不涉及時間這個變量定義：狀態(tài) 平衡態(tài)平衡態(tài)包括的具體內(nèi)容：二、熱力學平衡態(tài)平衡態(tài)熱平衡力學平衡相平衡化學平衡定義：由系統(tǒng)狀態(tài)確定的系統(tǒng)的各種熱力學性質(zhì)特點：（1）是狀態(tài)的單值函數(shù) （2）改變化量決定于初末狀態(tài) （3）狀態(tài)函數(shù)的微小變化在數(shù)學上是全微分三、狀態(tài)函數(shù)與狀態(tài)方程（一）狀態(tài)函數(shù)理想氣體狀態(tài)方程也可表示為：pVm=RTpV = (m/M)RT以此可相互計算 p, V, T, n, m, M, (= m/ V)按系統(tǒng)初末狀態(tài)變化四、過程與途徑簡單狀態(tài)變化過程：（即P、V、T）相變化過程：相變、混合等化學變化過程：按變化條件的不同等溫過程：T1=T2=T環(huán)等壓

3、過程：P1=P2=P環(huán)等容過程：V絕熱過程：循環(huán)過程：系統(tǒng)的能量 六、熱力學能動能勢能機械能定義、意義也稱熱力學能，U（1）內(nèi)能是系統(tǒng)的性質(zhì)，或者稱狀態(tài)函數(shù)（2）沒有絕對值內(nèi)能第三節(jié) 熱力學第一定律定律：數(shù)學表達式：一、熱力學第一定律能量守恒，表述方式很多（第一永動機不可能）U=U2-U1=Q+W使用于非敞開系統(tǒng)（二）體積功怎么算系統(tǒng)、v若體積膨脹或壓縮dV（即V V+dV）則（1）環(huán)境壓力做被積函數(shù)（2）此式中的W與熱力學表達式中的W不同（3）具體過程的體積功等外壓過程等壓過程自由膨脹等容過程理想氣體等溫可逆過程1、理想活塞2、外界壓強與系統(tǒng)壓強無限接近例題1、用管道輸送天然氣，當輸送壓力為

4、200kPa，溫度為25時，管道內(nèi)天然氣的密度為多少？假設(shè)天然氣可看作是純的甲烷。解：由題可知P=200103Pa、T=25+273.15K、M=16.0410-3kg.mol-1 =m/V m=nM V=nRT/p例題2：今有2mol H2，起始體積為1510-3m3，若在恒定溫度298.2K時，經(jīng)下列過程膨脹至體積為5010-3m3，試計算個過程的功W。（H2可視為理想氣體）（1）自由膨脹（2）反抗恒定外壓100kPa膨脹（3）可逆膨脹解：（1）自由膨脹：W=0 （2）恒定外壓膨脹：（3）可逆膨脹：一、等容熱：（W，=0,恒容）第五節(jié) 焓 二、等壓熱和焓：H = U + pV焓是狀態(tài)函數(shù)、

5、容量性質(zhì)、J無物理意義H = H (T，p)定義：等壓：條件：等壓（W，=0,恒壓） 令：H = H (T、p) 則：等壓：2、等壓熱容 （等壓簡單變溫過程）3、Cp與T的關(guān)系由定義知（1）Cp是狀態(tài)函數(shù)、容量性質(zhì)（2）P的影響很?。?）CpT可靠查表得到處理具體問題如何使用熱容數(shù)據(jù)將（2）帶入（1）（1）適用于任何物質(zhì)（2）內(nèi)壓（3）公式的意義 單位：J 單位：J （封閉系統(tǒng)、等壓） 單位：J.K-1.mol-1（封閉系統(tǒng)、等容） 單位：J.K-1.mol-1（封閉系統(tǒng)、等壓）例題2、已知在1173K和100kPa下CaCO3（s）分解為CaO（s）和CO2（g）時吸熱178kJ。試計算此過程的Q、W、U和H。解：此過程為等溫等壓下的化學反應(yīng)：且非體積功W=0，古H=Qp= 178kJ又因為末態(tài)體積遠遠大于初始態(tài)體積，所以可視CO2（g）氣體為理想氣體例題3、在100kPa下，2mol 323K的水變成423K的水蒸氣，試計算此過程所吸收的熱。已知水和水蒸氣的平均摩爾定壓熱容分別為75.31和33.47J.K-1.mol-1，水在373K、100kPa壓力下，由液態(tài)水變成水蒸氣的氣化熱