2024年重要的物理化學(xué)知識要點(diǎn)

第二章熱力學(xué)第一定律

內(nèi)容摘要

■熱力學(xué)第一定律表述

■熱力學(xué)第一定律在簡樸變化中的應(yīng)用

■熱力學(xué)第一定律在相變化中的應(yīng)用

■熱力學(xué)第一定律在化學(xué)變化中的應(yīng)用

一、熱力學(xué)第一定律表述

\U=Q+WdU=^Q+^W

合用條件：拊閉系統(tǒng)的任何熱力學(xué)過程

闡明：1、卬=卜%卬+卬，

2、〃是狀態(tài)函數(shù)，是廣度量

叱。是途徑函數(shù)

二、熱力學(xué)第一定律在簡樸變化中的應(yīng)用---常用公式及基礎(chǔ)公式

1、常用公式

過程WeAUAH

理想氣體自由膨脹0000

-nRTlnZ#h)；nRTln5刪/)；

理想氣體等溫可逆00

—nRTln(pi/p2)nRTln(pt/pi)

任意物質(zhì)0fnCv.mdTfnCv.mdTAU+VAp

等容

理想氣體0nCv.mATnCv.mATnCp.mAT

任意物質(zhì)-PAVfnCp.mdTAH-pAVQp

等壓

理想氣體-nRATnCp.mATnCv.mATnCp.mAT

理想氣體絕熱Cv.md2—Ti)；0nCv.mATnCp.mAT

過程或r,

可逆(匹2T-l/Vl-)poW/(Y-l)

2、基礎(chǔ)公式

2

熱容Cp.m=a+bT+cT(附錄八)

?液固系統(tǒng)…

?理想氣體-0m-C%/77=/?

?單原子：Cp.m=5R/2

?雙原了：Cp.m-7R/2

?Cp.m/Cv.m=y

理想氣體

?狀態(tài)方程pV=nRT

?過程方程恒溫:PM=p2V2

?恒玉：YJT\=Y21T?

?恒容：P\/T]=p2/T2

?絕熱可逆：pM，=p2V2，

77PL=TJPy

ry^-'=

三、熱力學(xué)笫一定律在相變化中的應(yīng)用--■可逆相變化與不可逆相變化過程

1、可逆相變化Qp=n△相變環(huán)

W=-pAV

無氣體存在：W=0

有氣體相,只需考慮氣體，且視為理想氣體

AU=nA相變?~p^V

2、相變焰基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及互相關(guān)系△冷&Hm(T)=-A獻(xiàn)Hm(T)

△發(fā)wHm(T)=—△烙牝Hm(T)

△長華Hm(T)=-A升華Hm(T)

(有關(guān)手冊提供H勺一般為可逆相變焰)

3、不可逆相變化△機(jī)變Hm(T2)=A^Hm(Tl)+fX(vBCp.m)dT

解題要點(diǎn)：1.判斷過程與否可逆；

2.過程設(shè)計(jì),必須包括能獲得摩爾相變焰II勺可逆相變化環(huán)節(jié);

3.除可逆相變化，其他環(huán)節(jié)均為簡樸變化計(jì)算.

4.逐漸計(jì)算后加和。

四、熱力學(xué)第一定律在化學(xué)變化中日勺應(yīng)用

1、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)原則摩爾生成焰△*m,B(T)(附錄九)

原則摩爾燃燒焰4火78177(附錄十)

2、基本公式

■反應(yīng)進(jìn)度

”AnB/vB=(nB-nB_0)/vB

■由原則摩爾生成焰計(jì)算原則摩爾反應(yīng)焰(T)=r(T)

■由原則摩爾燃燒焙計(jì)算原則摩爾反應(yīng)焰ArH'm.B(T)3VBAHm.B(T)

(摩爾焰--&=1時(shí)的對應(yīng)給值)

■恒容反應(yīng)熱與恒壓反應(yīng)熱的關(guān)系

Qp=△rHQv—/rUArH二ArU+RT2VB(g)

■Kirchhoff公式

微分式dArH'm(T)/dT=ArCp.m

積分式ArH'm(T2)=ArH''m(Tl)+f2(v￡p.m)dT

本章課后作業(yè)：

教材p.91-96(3、4、10、11、16、17、38、20、23、24、28、30、33、34)

第三章熱力學(xué)第二定律

內(nèi)容摘要

1、導(dǎo)出三個(gè)新的狀態(tài)函數(shù)一一烯、亥姆霍茲函數(shù)、吉布斯函數(shù)

2、過程方向和程度H勺判斷根據(jù)一一燧判據(jù)：亥氏函數(shù)判據(jù)：吉氏函數(shù)判據(jù)

3、嫡變、亥氏函數(shù)變、吉氏函數(shù)變計(jì)算一一優(yōu)樸變化、相變化、化學(xué)變化

4、熱力學(xué)函數(shù)歸納一一熱力學(xué)基本方程

一、卡諾循環(huán)（熱功轉(zhuǎn)換的理論模型）

1、卡諾循環(huán)的構(gòu)成

1、恒溫可逆膨脹Qi=—Wi=nRTiIn(V2/V))

2、絕熱可逆膨脹Q'=0W=nC；m（T2—TO

3、恒溫可逆壓縮Q?=一W2=nRT：In（V4/V3）

4、絕熱可逆壓縮Q"=0W"=11G..m（「一T2）

△U=0(V2rV))=—(V4/V3)

-W=Q=QI+Q2

2、熱機(jī)效率通式fJ=.^.=Ql±Ql

QiQi

可逆熱機(jī)吟二忖

討論：1、可逆熱機(jī)效率只取決于高、低溫?zé)嵩吹臏囟?/p>

2、低溫?zé)嵩春透邷責(zé)嵩礈囟戎仍叫。瑹釞C(jī)效率越高

3、溫度越高，熱的品質(zhì)越高

結(jié)論：1、卡諾熱機(jī)效率最大

2、卡諾循環(huán)的熱溫商之和等于零I(Q/T)=0

3、卡諾定理

“在高下溫兩個(gè)熱源間工作的所有熱機(jī)中，以可逆熱機(jī)的熱機(jī)效率為最大?！?/p>

由卡諾定理%4%得出,《年

Qi

整頓后可得：<0不可逆循環(huán)

￡(嗎工。(

T1=0可逆循環(huán)

上式合用與任何工質(zhì)和任何變化的循環(huán)過程。

4、卡諾定理推論

在高溫、低溫兩個(gè)熱源間工作的所有可逆熱機(jī)，其熱機(jī)效率必然相等，與工質(zhì)及其變

化的類型無關(guān)。

二、熱力學(xué)第二定律

1、自發(fā)過程及其特點(diǎn)

舉例水的流動氣體的擴(kuò)散熱量的傳遞溶質(zhì)的擴(kuò)散

高處T低處高壓一>低壓高溫―低溫高濃區(qū)一低濃區(qū)

自發(fā)方向

(hi—>h2)(P1P2)(Tif)(C1C2)

程度水位相等壓力相等溫度相等濃度相筆

判斷根據(jù)△h<0△P<0△T<0△C<0

反自發(fā)耗功(泵)(壓縮機(jī))(冷凍機(jī))(濃差電池)

一種自發(fā)過程發(fā)?工之后，不也許使包二系和環(huán)境都恢復(fù)到本來狀態(tài)而不留卜任何影響。

2、自發(fā)過程的共同特性

1、自發(fā)過程具有作功能力，是熱力學(xué)的不可逆過程口勺。

2、任何體系都是自發(fā)地傾向平衡FI勺。

3、反自發(fā)過程H勺進(jìn)行，必須借助外力。

3、熱力學(xué)第二定律文字表述

1、克勞修斯說法：不也許把熱從低溫物體傳給高溫物體而不產(chǎn)生其他影響。

2、開爾文說法：不也許從單一熱源吸取熱量使之完全轉(zhuǎn)變?yōu)楣Χ划a(chǎn)生其他影響。

（即：第二類永動機(jī)不也許實(shí)現(xiàn)）

4、克勞修斯不等式（熱力學(xué)第二定律數(shù)學(xué)體現(xiàn)式）

,（>過程不可逆

dS>8Q/Tj

=過程可逆

5、埔增原理及端判據(jù)

燧增原理一一隔離系統(tǒng)發(fā)生不可逆過程時(shí)燧值增大；發(fā)生可逆過程時(shí)，燧值不變；隔

離系統(tǒng)不也許發(fā)生燧值減小的過程。

牖判據(jù)：>不可逆，自發(fā)

△S隔離=AS系統(tǒng)+AS環(huán)境>01

"S隔離=系統(tǒng)+as環(huán)境之。［=可逆，平衡

（注意與克勞修斯不等式叢j區(qū)別）

三、端變計(jì)算

計(jì)算根據(jù)一一煙（S）的定義式：dS;號30,.-----可逆過程熱

T——系統(tǒng)溫度

牖是系統(tǒng)日勺狀態(tài)函數(shù)，是廣度量。單位一一JKL

對應(yīng)的量有：規(guī)定嫡品（?。思?。尸?K'

?原則摩爾燧S：（T）——J?mol'?K'

烯是系統(tǒng)混亂程度的度量?；靵y程度越大，端值越大。

1、單純PVT變化烯變的計(jì)算

過程：匕=區(qū)

①恒溫過程A5=^=—理想氣體恒溫AS=nRInnRIn

TTV,P2

△〃號或AS=〃/,+"+才呼

②恒壓過程S=Cp,"

T

③恒容過程

AS=nCvmIn-=-

④理想氣體絕熱過程:AS=nCIn—+〃/?In—

vm7；V,

或：AS=In2+〃Rin且

TPi

或：SS=nCl)m\n^+nCvni\n^-

匕Pl

2、相變過程的嫡變計(jì)算

①可逆相變：=吟吵.

T

②不可■逆相變：分解過程并分別計(jì)算簡樸變化過程

1可逆相變過程

3、化學(xué)反應(yīng)燧變計(jì)算

①熱力學(xué)第三定律：S；（完美晶體,0K）=0

②熱力學(xué)原則狀態(tài)下：二=?應(yīng)：（8）

③任意溫度時(shí)：設(shè)計(jì)過程，使其包括/簡樸變化過程

298K時(shí)的化學(xué)反應(yīng)過程

（可逆相變過程）

四、Helmholtz函數(shù)和Gibbs函數(shù)

1、函數(shù)定義式：Helmholtz函數(shù)----A=U-TS

Gibbs函數(shù)----G=H-TS

2、判據(jù)：亥氏函數(shù)判據(jù)<0<——不可逆，自發(fā)

吉氏函數(shù)判據(jù)△GT'WO=——可逆，平衡

3、AA和AG的計(jì)算

簡樸變化

1AA=AU-TAS

可逆相變恒溫過程

|AG=AH-TAS

化學(xué)反應(yīng)

五、Clapeyron方程（表明了純物質(zhì)二相平衡時(shí)溫度與壓力之間的關(guān)系。）

溫度隨壓力日勺變化率（。叩eyron方程）蟲=

打了&匕,

（推導(dǎo)中用到日勺熱力學(xué)基本方程一一dG=-SdT+Vdp）

Clapeyron方程時(shí)應(yīng)用

平衡E平衡士固：絲二△加匕，，dP

1、固-----液、固；0=

T△加”，，，T△，應(yīng)

積分后得到In"=，（%-pA

（假設(shè)△加H二常數(shù)）

4△加4）-）

（假設(shè)常數(shù)）

2、液=注士氣、固士氣:dP=dP"

仃一丁△”匕仃一丁△”匕

aPl_'vapHm11

積分后得到

n7=—一一7

或

氣體為理想氣體

假設(shè)常數(shù)

△5=常數(shù)

As心"川1IC

或Inp=

RT

六、熱力學(xué)基本方程

一共8個(gè)狀態(tài)函數(shù)，其中3個(gè)是輔助函數(shù)（P.V.T）

互相之間關(guān)系如下：H=U+pV

A=U-TS

G=H-TS

dG=-SdT+Vdp

熱力學(xué)基本方程是熱力學(xué)中重要H勺公式，有著廣泛的應(yīng)用，應(yīng)掌握公式H勺應(yīng)用條件及使

用方法（對函數(shù)進(jìn)行積分計(jì)算）。

熱力學(xué)第二定律學(xué)習(xí)主線

［熱力學(xué)過程的方向和限度半撕

Gibbs函數(shù)判據(jù)Helmholtz函數(shù)判據(jù)

■CA<0A4.<0

熱力學(xué)函數(shù)的歸納

彝過程ASAGAA

理想氣體

nRh—-nRT]n—

等溫可逆過程匕g匕

任意物

△U-A(TS)

等壓過程△H-A(TS)

任意物

傳)“△U-A(TS)

等容過程△H-△(TS)

理楣氣體

絕嗣逆過程0△H-SAT△U-SAT

y1

—+cyln—

理想氣體匕工

(TS)

絕熱不可逆過程△U-A(TS)

成la—+c.In—

等溫等壓可逆相變△U-TAS

叫變〃0

=-PAV

等溫等壓化學(xué)反應(yīng)

瑞應(yīng)反△H-TAS△U-TAS

本章課后作業(yè):

教材p.143-150（3、4、9、15、19、21、23、24、31、36、38、47、48）

第舊章多組分系統(tǒng)熱力學(xué)

內(nèi)容摘要

一、偏摩爾量

1、定義式（下角標(biāo)為具有的條件；X為狀態(tài)函數(shù)H勺/度量）

2、常見的偏摩爾量

偏摩爾體積偏摩爾熱力學(xué)能偏摩爾熔

匕』型］HB

3口"

偏摩爾嫡偏摩爾亥姆霍茲函數(shù)偏摩爾吉布斯函

3、偏摩爾量日勺集合公式

上式表明：在一定的溫度、壓力下，某混合物系統(tǒng)的任一廣度量等于形成該

混合物系統(tǒng)的各組分在該構(gòu)成下的偏摩爾量與其物質(zhì)的量的乘積之和。

4、偏摩爾量之間的關(guān)系與熱力學(xué)函數(shù)之間的關(guān)系及熱力學(xué)基本方程完全相似。

二、化學(xué)勢

AB=G,=f—1

1、化學(xué)勢-偏摩爾吉布斯函數(shù)，定義為1加B八

2、多組分單相系統(tǒng)熱力學(xué)公式

dG=-SdT+Vdp+Z/加8

B

3、化學(xué)勢判據(jù)

多組分單相系統(tǒng)＜0＜一一不可逆，自發(fā)

B

可逆，平衡

（合用條件:dT=O、dp=O＞6曠=0)

三、稀溶液的基本定律

1、拉烏爾定律pA=pAxAP；：同溫度下液體純A的飽和蒸汽壓。

2、亨利定律h-bB：亨利系數(shù)。數(shù)值和單位取決

外=/科

于溫度和B時(shí)濃度。

PB=^,A

四、稀溶液的依數(shù)性（常用于測定溶質(zhì)的摩爾質(zhì)量；且合用于溶炭不揮發(fā)的稀溶

液）

1、溶劑蒸氣壓下降

2、沸點(diǎn)升高

3、凝固點(diǎn)減少,Tf=rf-Tf=KfbR

4、滲透壓fl=cnRT

五、理想液杰混合物

1、理想液態(tài)混合物一一所有組份在所有濃度范圍內(nèi)均服從拉烏爾定律。

PA二％產(chǎn)

對于二組分理想液態(tài)混合物P=P\XA+P3

2、理想液態(tài)混合物氣液平衡構(gòu)成的計(jì)算

液相P尸P—8氣相Ps=%P則也二以立

P

六、理想氣體組分的化學(xué)勢

推導(dǎo)根據(jù)：clp=dG=-SdT+Vdp

1、純理想氣體//(pg)=〃"(g)+RTln與

\P)

2、理想氣體混合物中任一組分〃8(〃g)=/4(g)+A7」n(ef

\P7

F——原則化學(xué)勢(。,具有理想氣體性質(zhì)日勺純氣體)

p=i1OnOmkpTa

本章課后作業(yè)：

教材p.192-195（2、3、5、7、20、27）

第五章化學(xué)平衡

內(nèi)容摘要

設(shè)：化學(xué)反應(yīng)通式為aA+bB=gG+hH

一、化學(xué)反應(yīng)等溫方程式及其用途

△&,=+RT\nJf)=-RTInK°+RT\nJ°

用途一一判斷化學(xué)反應(yīng)8勺方向和程度：，〃反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行；

Jp>K°反應(yīng)反自發(fā)進(jìn)行;

Jp=K°反應(yīng)到達(dá)平衡。

二、平衡常數(shù)的體現(xiàn)及其互相關(guān)系

理想氣體反應(yīng)及有凝聚態(tài)物質(zhì)參與的理想氣體反應(yīng)

(PA/〃J(PJP")"

C(C"J(C”叩⑻

J贄3

K.=給n?r

K。-V(CM/p。戶-Kv(p/p"廣-K”(p/p”如戶

其中：〃八CR、%、%為反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)各組分8勺對應(yīng)參數(shù)；

p°=lOOkpaC°=1OOOmol-w3=Imo1dm3

三、平衡常數(shù)的計(jì)算=—RTlnK°

四、原則摩爾反應(yīng)吉氏函變46：的計(jì)算

措施1、=2仇與&)(基礎(chǔ)數(shù)據(jù)一一△./&)

措施2、bLjTb用(基礎(chǔ)數(shù)據(jù)一一△/〃'S。

措施3、由有關(guān)反應(yīng)進(jìn)行代數(shù)計(jì)算。

五、平衡計(jì)算一一平撕轉(zhuǎn)化率。、平衡構(gòu)成％,"平)的計(jì)算

〃(/%/〃嚇(〃“/尸"丫(P丫’

常用公式：K°=U~匕/~5=n"

(P/PJSJP")1PJ

KJ-(c%r/p"廣="(p/p。廣=((p/p5%廣

六、不一樣溫度時(shí)平衡常數(shù)的計(jì)算

常用公式In導(dǎo)=---

K：R也I)

\nK0=-^^-+C

RT

.=—專+B

七、K。、N,G，△"、AS：與反應(yīng)溫度7之間的關(guān)系

規(guī)定掌握：已知一種關(guān)系式求此外的關(guān)系式。

常用公式：與G；=-RTlnK。

dlnK"

dTRT2

A…G=A…H〔討人“

=-△5

kdT

八、平衡移動的影響原因

Jin^_AX

、溫度原因:

1dTRT2

吸熱反應(yīng)，Ar//>0,伴隨了時(shí)升高，K”增大;

放熱反應(yīng)，\"(〈O,伴隨丁的)升高，K,減小;

既不放熱也不吸熱，△,.”:=0,溫度對平衡沒有影響。

2、壓力原因：K'=K),(〃////"

溫度不變，K'=常數(shù)，則有長),(〃/〃")""二常數(shù)

1>8>。時(shí)，〃熠大，K、.減小,平衡左移；

Z/<0時(shí)，〃增大，K,增大，平衡右移；

Z噓=0時(shí).〃變化不影響平衡的移動,即K〃=Ky。

3、惰性組分8勺影響K6=K”(p/p"%戶

加入惰性組分，Z，%增大;

溫度不變,K'=常數(shù)，則有K“=常數(shù);

￡力>0時(shí)，增大，K,增大,平衡右移;

2>8<0時(shí)，Z%增大，Kn減小,平衡左移;

匯0=0時(shí)，加入惰性組分不影響平衡的移動，即K'=K”。

本章課后作業(yè):

教材p.223-225(3、4、9、12、16、17)；p.148(40)

第七章電化學(xué)

內(nèi)容摘要

一、電解質(zhì)溶液

1、法拉弟定律：Q=zFg或M',（F=96485庫侖/摩爾）

m=——It

zF

用途：⑴計(jì)算電解一定量的物質(zhì)，電極二所需通過的電量；

⑵計(jì)算通過一定的電量，在電極上參與反應(yīng)的物質(zhì)日勺量。

2、電解質(zhì)溶液日勺導(dǎo)電性質(zhì)

⑴電導(dǎo)G：6=1//?單位：S或O-,

（2）電導(dǎo)率（比電導(dǎo)）K：K=GUA單位：S?m1

1

⑶摩爾電導(dǎo)率A,〃與K的關(guān)系：A,“二K/C單位：S?m~?mol

3、（科爾勞施）離子獨(dú)立運(yùn)動定律：A：=V（A：＞++VAX-

4、離子活度、活度因子與溶液濃度的關(guān)系：a±=y±b±/b：

!!!

其中a±；y±=（4D；4=（*&）"；v=v++v_

（理清各符號的含義）

二、可逆電極過程（原電池）

1、原電池各電極唾質(zhì)：正極一一陰極，電極反應(yīng)一一還原反應(yīng)；

負(fù)極一一陽極，電極反應(yīng)一一氧化反應(yīng)。

2、可逆電池日勺條芍：⑴充、放電反應(yīng)互為可逆;

（2）能量轉(zhuǎn)換可逆，電流無限小。

重要日勺可逆電池一一韋斯頓原則電池（掌握電池圖示及電池反應(yīng)）

3、可逆電動勢的計(jì)算：里mJ

zF

，i

j=n（pi/p°y

J=n（《戶

離子和氣體共存時(shí)，離子用活度，氣體用分玉；純液體純固體的活度。=1。

E=E「E_針=琰-E0

_0RT成化占

紇㈠二紇㈠斗彳In尸（b氧化杰+ze二r還原態(tài)）

c/1ftsi

4、各類可逆電極的特點(diǎn)及書寫通式：

⑴第一類電極一一電極浸在與電極材料具有相似離子的溶液中

金屬電極|M

常見類型｛氣體電極溶液IG（p）,Pt

1

鹵素電極X-IX2,Pt

⑵第二類電極一一以金屬與該金屬難溶鹽（或難溶氧化物）為電極，電解質(zhì)

溶液中具有該難溶鹽相似負(fù)離子

金屬一金屬難溶鹽電極負(fù)離子溶液I金屬難溶鹽，金屬

重要電極——Ag-AgCl電極crl|AgCl,Ag

1

,甘汞電極cr1ng2ci2,iig

金屬一金屬難溶氧化物電極

⑶氧化還原電極一一電極材料為惰性金屬，參與電極反應(yīng)的物質(zhì)處在同一溶

液中。

（提醒：要掌握各類可逆電極日勺圖示符號，寫出對應(yīng)日勺電極反應(yīng)，用能斯特

方程計(jì)算其電極電勢，理解重要電極的重要用途）

5、電池反應(yīng)日勺的熱力學(xué)計(jì)算（AnH、△/、△?、K°）公式：

\rGm=-zFE（熱力學(xué)原則狀態(tài)下：ArG^=-zFE°）

△國=-（科G,”/仃），=zF（dE/dT）p

Qr=T\rS?=zFT{dEldT\

zF

6、原電池日勺設(shè)計(jì)一一由電池反應(yīng)寫出電池圖示，環(huán)節(jié)如下：

⑴寫出二個(gè)電極反應(yīng)；

⑵從三類可逆電極中選擇與電極反應(yīng)相對應(yīng)的電極；

⑶根據(jù)電池圖示的書寫規(guī)則寫出圖示。

三、不可逆電極過程（電解池）

1、分解電壓（E分解）一一使電解持續(xù)進(jìn)行的最低外加電壓。

理論上后”=￡反

實(shí)際狀況E”>E反

2、極化作用及其分析：

極化作用是導(dǎo)致E分解與E反不相等的重要原因，濃差極化和電化學(xué)極化產(chǎn)

生

的成果都使正極電勢改正，負(fù)極電勢更負(fù)。

E分第-E反=〃（超電壓）

7]=〃陽+"陽〃陽—陽極超電勢；〃陰一陰極超電勢

3、電解池極化電極電勢日勺計(jì)算與應(yīng)用：

E陽=E.+〃陽E^=E--77用

E分解-Em-E陰

應(yīng)用一一陽極（正極）極化電勢小時(shí)物質(zhì)優(yōu)先反應(yīng)（優(yōu)先析出）；

陰極（負(fù)極）極化電勢大的物質(zhì)優(yōu)先反應(yīng)（優(yōu)先析出）。

本章課后作業(yè)：

教材p.355-359（1、5、7、13、14、16、17、22、24、25、28、29）

第十章界面現(xiàn)象

內(nèi)容摘要

一、基本概念

A

1、比表面4=—（m2?kg1）

ni

2、表面張力、比表面功、比表面吉氏函數(shù)（符號相似，數(shù)值相等，單位相似,

意義不一樣）

表面張力/一一引起液面表面收縮的單位長度上的力。（N-m，

比表面功7——使液體增長單位表面時(shí)環(huán)境所需作的可逆功。（J?nf2）

比表面吉氏函數(shù)/——系統(tǒng)增長單位面積時(shí)所增長的吉布斯函數(shù)。

（J?m2）

幾乎所有物質(zhì)均有7>0,而y=dG/dAs,根據(jù)吉氏函數(shù)判據(jù)：

陷<0/G<0,面積縮小過程自發(fā)進(jìn)行；

{dAs>0^G>0,面積增大過程反自發(fā)進(jìn)行。

3、彎曲液面的附加壓力和拉普拉斯方程

附加壓力一一

由于表面張力H勺作用，在彎曲表面下的液體或氣體與在平面下狀況不一樣,

設(shè)在液面上有一小面積AB,沿AB的四面，AB以外日勺表面對AB面有表面張力

作用，力的方向沿周界處與表面相切，若液面是水平日勺，則表面張力/也是水平

的，當(dāng)平衡時(shí)，沿周界的表面張力互相抵消，此時(shí)液體表面內(nèi)外的壓力相等，并

且等于表面上的外壓R。

若液面是彎曲日勺，則沿AB的周界上的表面張力/不是水平的，平衡時(shí)，表面

張力將有一合力（附加壓力），當(dāng)液面為凸形時(shí)，附加壓力指向液體內(nèi)部，當(dāng)液面

為凹形時(shí)，附加壓力指向液體外部。

拉普拉斯方程一一

Ap=2//r（合用于氣體中的小液滴和液體中日勺小氣泡）

A/7=4//r（合用于空氣中日勺小氣泡）

?。▓D中Ps）為附加壓力；y為表面張力；r為曲率半徑。

5、常見日勺亞穩(wěn)狀態(tài)：過飽和蒸氣、過熱液體、過冷液體、過飽和溶液。

二、拉普拉斯方程的應(yīng)用一一最大泡壓法測液體表面張力的原理。

三、開爾文公式一一微小液滴日勺飽和蒸氣壓：RTTnJ^="

pprr

應(yīng)用開爾文公式解釋下列現(xiàn)象：

1）微小液滴日勺飽和蒸氣壓

2）晶體顆粒的溶解度

3）一系列過飽和現(xiàn)象（亞穩(wěn)狀態(tài)）

四、固體表面

1、物理吸附與化學(xué)吸附

吸附日勺原因：固體表面存在表面張力，但固體不具有流動性，無法以縮小表

面積來減少自身能量，而是吸附氣體或液體分子，使之覆蓋表面，從而到達(dá)減少

能量的時(shí)目的。

吸附的本質(zhì)：固體表面分子對氣體分子產(chǎn)生作用力。根據(jù)作用力的性質(zhì)，吸

附分為“物理吸附”和“化學(xué)吸附”。

特性物理吸附化學(xué)吸附

吸附力范德華力化學(xué)鍵力

（作用力）較小，相稱于使分子凝結(jié)為液體日勺（氣體分子在固體表面進(jìn)行反

力）應(yīng)）

吸附分子層單分子層或多分子層單分子層

（被吸附的分子存在范德華力）（也有也許此后出現(xiàn)物理吸附）

選擇性無選擇性有選擇性

（指定固體只對某些氣體產(chǎn)生吸

附）

熱效應(yīng)較?。ㄒ话恪?0KJ,mol'）較大（一般40-400KJ-mol-1）

吸附速度吸附、解吸較快，易達(dá)平衡較慢到達(dá)平衡

2、等溫吸附（只規(guī)定掌握固體對氣體的吸附）

1）基本術(shù)語

?吸附劑與吸附質(zhì)：固體一一吸附劑

氣體一一吸附質(zhì)

?吸附平衡：一定溫度與壓力下，吸附速度=解吸速度。

?平衡吸附量（吸附量）：達(dá)吸附平衡時(shí)，單位質(zhì)量吸附劑所吸附日勺氣體的

量。

（mol?kg?或m'1?kg1）

?吸附等溫線：在恒溫條件下，描述吸附量與吸附質(zhì)平衡分壓之間關(guān)系的

曲線。

5種類型常見（教材第167頁）

2）弗羅因德利希公式一一吸附經(jīng)驗(yàn)式（合用于中壓狀況）

V。=kp”k、n——經(jīng)驗(yàn)常數(shù),由試驗(yàn)測定。

上式取對數(shù)：lgV“=，Igp+lgR在一系列平衡分壓下，可測得相

對應(yīng)的平衡吸附量，以IgV”對IgP作圖，得到一直線，斜率即為n,由截距

求得k°

3）朗繆爾吸附等溫式（與教材第167頁第一種類型日勺等溫線吻合）

基本假設(shè)：

吸附是單分子層的；

被吸附日勺分子之間無作用力；

表面是均勻日勺；

吸附達(dá)動態(tài)平衡。

體現(xiàn)式一：。=叫b—吸附系數(shù)。

\+bp

覆蓋率一一0=（已被吸附質(zhì)覆蓋的固體表面積）/（固體總的表面積）

平衡時(shí)，對應(yīng)覆蓋率為。時(shí)的吸附量為V,;

。一1時(shí)，吸附量一飽和值匕：（飽和吸附量）

即。=17“/匕：

體現(xiàn)式二：…啜量或擊=卷?★上（直線方程）

吸和b均為常數(shù)，可以由直線方程的斜率和截距計(jì)算得到。

朗繆爾吸附等溫式討論：（第一類等溫線）

低壓區(qū)：p很小，則有bp《1,

高壓區(qū)：p很大,則有bp》1,

中壓區(qū)：（公式原形）

4）BET吸附公式一一多分子層吸附理論

V^__________c（p/p"）________

V：：（l-p///）[l+（c-l）p/p]

常數(shù)：c——與吸附過程熱效應(yīng)有關(guān)日勺常數(shù)；

V：一一單層吸附飽和時(shí)日勺吸附質(zhì)（氣體）體積。

C和吸趣?。孩賹⑸鲜礁膶懗芍本€方程也jW+Mf

②制率，截足1，聯(lián)立求出C和匕：。

c吸=逅

③匕:=1/（斜率+截距）

本章課后作業(yè):

教材p.503-505（2、6、9、10、15）

31M^一章化學(xué)動力學(xué)

內(nèi)容摘要

一、化學(xué)反應(yīng)速率的表達(dá)

1、定義式1，二與速率V的量綱一一［濃度］［時(shí)間「

力力

2、用反應(yīng)物或生成物描述的反應(yīng)速率之間的關(guān)系

對于反應(yīng)aA4-bB=yY+zZ

1dCA_\dCBdCY_1dCz

adibdiydizdi

二、化學(xué)反應(yīng)速率方程（動力學(xué)方程）

1、通式_^=kC；Cgk——速率常數(shù)

dt

n=a+3---反應(yīng)級數(shù)

2、速率方程確實(shí)定

｛基元反應(yīng)一應(yīng)用質(zhì)雷準(zhǔn)■用定癖