河北科技大學物化知識探析

物理化學總結(jié)物理化學總結(jié)7/29/2020簡單熱力學總結(jié)基

本

概

念基 本 定 律基 本 判 據(jù)基本方程與關(guān)系式基本過程熱數(shù)據(jù)O返回上一內(nèi)容下一內(nèi)容2回主目錄7/29/2020基本概念——熱力學函數(shù)O返回上一內(nèi)容下一內(nèi)容2回主目錄7/29/2020系統(tǒng)和環(huán)境；狀態(tài)和狀態(tài)函數(shù)；過程和途徑狀態(tài)函數(shù):種類:T、p、V、U、H、S、G、A基本關(guān)系:pV=nRT；H=U+pV；dS=δQr/TG=H－TS；A=U－TS；G=A+pV；途徑函數(shù):W、Q熱Q:絕熱；恒容；恒壓；恒溫?！銣乜赡妫唤^熱可逆；※恒壓；恒外壓；※真空膨脹；恒容；(2)功W:可逆不可逆基本概念——基礎(chǔ)熱數(shù)據(jù)pVT變化基礎(chǔ)熱數(shù)據(jù)（摩爾熱容）:(1)pg氣體:Cp,m－CV,m＝R(2)單原子pg氣體:CV,m＝1.5R；Cp,m＝2.5R；(3)雙原子pg氣體:CV,m＝2.5R；Cp,m＝3.5R；相變化基礎(chǔ)熱數(shù)據(jù)（摩爾相變焓）:化學變化基礎(chǔ)熱數(shù)據(jù):O返回上一內(nèi)容下一內(nèi)容2回主目錄7/29/2020基本概念——基礎(chǔ)熱數(shù)據(jù)7.基礎(chǔ)熱數(shù)據(jù)隨溫度的變化:⑴摩爾相變焓隨溫度變化⑵標準摩爾反應(yīng)焓隨溫度變化⑶標準摩爾反應(yīng)熵隨溫度變化O返回上一內(nèi)容下一內(nèi)容2回主目錄7/29/2020基本定律O返回上一內(nèi)容下一內(nèi)容2回主目錄7/29/2020熱一定律:能量守恒定律→ΔU=Q+W。熱二律:熱功轉(zhuǎn)換的不可逆性。系統(tǒng)狀態(tài)不變的前提下功可完全轉(zhuǎn)化為熱；熱不可完全轉(zhuǎn)化為功。熱三律:定義熵值的零點。 純物質(zhì)完美晶體0K時熵為零。基本判據(jù)熵判據(jù):適用于任何過程。＞自發(fā)＝平衡亥姆霍茲函數(shù)判據(jù):恒溫、恒容且W′=0吉布斯函數(shù)判據(jù): 恒溫、恒壓且W′=0O返回上一內(nèi)容下一內(nèi)容2回主目錄7/29/2020基本方程與關(guān)系式熱力學基本方程:dU=TdS－pdV；dH=TdS+Vdp；dA=－SdT－pdV；dG=－SdT+Vdp八個對應(yīng)系數(shù)關(guān)系:p101四個麥克斯韋關(guān)系式:T Vp S吉布斯-亥姆霍茲方程(p102):用于討論溫度對化學平衡的影響:循環(huán)公式:z=(x、y)三個變量順序求偏導的積為–1O返回上一內(nèi)容下一內(nèi)容2回主目錄7/29/2020基本方程與關(guān)系式6.克拉佩龍方程:p190純物質(zhì)；任意兩相平衡；T-p關(guān)系7.克克方程:p191純物質(zhì)兩相平衡有一相為氣相；O返回上一內(nèi)容下一內(nèi)容2回主目錄7/29/2020基本過程O返回上一內(nèi)容下一內(nèi)容2回主目錄7/29/2020pVT變化過程:可逆與不可逆相變化:可逆相變與不可逆相變化學變化:恒溫反應(yīng)1.pVT變化過程（理想氣體為主總結(jié)）※pg恒溫可逆過程:ΔU=ΔH=0； ΔS=nRln(p1/p2)；ΔA=ΔG=Wr；－Qr＝Wr=nRTln(V1/V2)=nRTln(p2/p1)※pg絕熱可逆過程:Qr=0;ΔS=0； Wr=ΔU=nCV,mΔT;ΔH=nCp,mΔT =ΔU+nRΔT絕熱可逆過程方程式O返回上一內(nèi)容下一內(nèi)容2回主目錄7/29/20201.pVT變化過程（理想氣體為主總結(jié)）※pg恒容過程W=0※pg恒壓過程W=－pΔV；△U=

nCV,m△T；※pg恒溫恒外壓過程ΔU=ΔH=0；－Q＝W=－pamb(V2－V1

)；ΔA=ΔG=－TΔS

=Wr※pg絕熱恒外壓過程：Q=0；ΔH=nCp,mΔTW=ΔU=nCV,mΔT=－pamb(V2－V1)； ΔS=通式計算ΔA.ΔG根據(jù)定義O返回上一內(nèi)容下一內(nèi)容2回主目錄7/29/20202.相變化⑴可逆相變W

=－p(V相變后－V相變前)=0凝聚相=-n(g)RT

末態(tài)氣相=n(g)RT始態(tài)氣相凝聚相變化末態(tài)氣相始態(tài)氣相=ΔH=ΔH－n(g)RT=ΔH+n(g)RTΔU

=

ΔH

–

Δ(pV)=ΔH

–p(V相變后－V相變前)ΔS=ΔH/T=nΔ相變Hm/T；O返回上一內(nèi)容下一內(nèi)容2回主目錄7/29/2020G=0； A=Wr(凝聚相、始態(tài)為氣相；末態(tài)為氣相.)⑵不可逆相變:設(shè)計可逆相變+pVT變化2.相變化⑶.始末態(tài)與可逆相變相同的液體向真空蒸發(fā)過程W=0；ΔU=ΔH－pΔV=QΔG=0；O返回上一內(nèi)容下一內(nèi)容2回主目錄7/29/20203.化學變化恒溫化學反應(yīng):O返回上一內(nèi)容下一內(nèi)容2回主目錄7/29/2020多組分熱力學基

本內(nèi)容兩個概念兩個定律

一個判據(jù)氣態(tài)液態(tài)理想氣體

真實氣體理想液態(tài)混合物

理

想

稀

溶

液真實液態(tài)混合物真

實

溶

液O返回上一內(nèi)容下一內(nèi)容2回主目錄7/29/2020偏摩爾量化學勢多組分熱力學化學勢判據(jù)應(yīng)用拉烏爾定律:亨利定律:O返回上一內(nèi)容下一內(nèi)容2回主目錄7/29/2020多組分熱力學理想氣體混合物任一組分化學勢理想液態(tài)混合物重點掌握定義；重點掌握混合性質(zhì)。理想稀溶液重點掌握溶質(zhì)標準態(tài)；重點掌握稀溶液的依數(shù)性及其條件.O返回上一內(nèi)容下一內(nèi)容2回主目錄7/29/2020化學平衡本內(nèi)容平衡常數(shù)、平衡組成計算溫

度平衡影響因素總

壓反應(yīng)物

惰

性

組

分相

關(guān)

反

應(yīng)化學反應(yīng)方向及限度理想氣體反應(yīng)等溫方程與標準平衡常數(shù)基O返回上一內(nèi)容下一內(nèi)容2回主目錄7/29/2020化學平衡1.化學反應(yīng)方向＜0反應(yīng)可正向自發(fā)進行；ΔrGm

=－A＝0＞0反應(yīng)達到平衡；反應(yīng)可逆向自發(fā)進行。2.標準平衡常數(shù)注意:相關(guān)化學反應(yīng)或同一化學反應(yīng)計量式寫法不同時， 之間的關(guān)系。3.等溫方程:O返回上一內(nèi)容下一內(nèi)容2回主目錄7/29/2020化學平衡4.平衡影響因素⑴T的影響:范特霍夫方程→判斷反應(yīng)方向T↑，K?↑， T↑，K?↓；平衡向右(產(chǎn)物方向)移動。平衡向左(反應(yīng)物方向)移動。進行相關(guān)計算O返回上一內(nèi)容下一內(nèi)容2回主目錄7/29/2020積分式:化學平衡O返回上一內(nèi)容下一內(nèi)容2回主目錄7/29/2020⑵總壓的影響T一定,增加總壓有利于氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)⑶惰性氣體的影響T、p一定,加入惰性氣體有利于氣體分子數(shù)增加的反應(yīng)⑷相關(guān)反應(yīng)①若引入的反應(yīng)能提供原反應(yīng)的產(chǎn)物,則原反應(yīng)的平衡將反向移動；②若引入的反應(yīng)能消耗原反應(yīng)的產(chǎn)物,則原反應(yīng)的平衡將正向移動。化學平衡O返回上一內(nèi)容下一內(nèi)容2回主目錄7/29/2020平衡系統(tǒng)中物質(zhì)B的量分數(shù)。⑸反應(yīng)物的影響①增加反應(yīng)物的量或減少生成物的量都可使化學平衡正向移動,而減少反應(yīng)物的量或增加生成物的量都可使化學平衡反向移動。失效的條件加入平衡系統(tǒng)的物質(zhì)B應(yīng)在化學反應(yīng)方程中計量系數(shù)的絕對值之和較大的一側(cè)；②恒溫、恒壓下氣相反應(yīng)若原料氣中只有反應(yīng)物,起始配比r=nB/nA,0＜r＜∞總壓p一定,隨著r的增加,A的轉(zhuǎn)化率↑,B的轉(zhuǎn)化率↓,當r=b/a時,產(chǎn)物在混合氣中的平衡摩爾分數(shù)(產(chǎn)量）最大。O返回上一內(nèi)容下一內(nèi)容2回主目錄7/29/2020化學平衡基本內(nèi)容二組分相圖液相完全互溶

l-g

液相部分互溶液相不互溶固相完全不互溶s-l

固相生成化合物固相完全互溶

固相部分互溶理想真實相律及應(yīng)用杠

桿

規(guī)

則單組分相圖By

在中間By

在一側(cè)穩(wěn)定、相合熔點

不

穩(wěn)

、

不

相

合熔點相圖繪制相平衡有低共熔點有轉(zhuǎn)變溫度O返回上一內(nèi)容下一內(nèi)容2回主目錄7/29/2020電化學基

本內(nèi)容電解質(zhì)溶液原電池過程電解與極化導

電

機

理

離

子的

遷

移

數(shù)

電解質(zhì)的導電能力電解質(zhì)溶液的濃度可

逆

電

池

原電池熱力學電

極

電

勢電

極

種

類原電池設(shè)計分解電壓極化作用電解產(chǎn)物O返回上一內(nèi)容下一內(nèi)容2回主目錄7/29/2020電化學(1.電解質(zhì)溶液導電機理陰、陽離子的定向移動(2.電解質(zhì)導電能力重點掌握G、κ、Λm的概念；重點掌握離子獨立運動定律的應(yīng)用。O返回上一內(nèi)容下一內(nèi)容2回主目錄7/29/2020電化學⑵離子強度(⑶德拜-休克爾極限公式(適用于強電解質(zhì)稀溶液）可用于比較電解質(zhì)溶液γ±大小O返回上一內(nèi)容下一內(nèi)容2回主目錄7/29/2020(3.電解質(zhì)溶液濃度⑴電化學ΔrSm＝zF

(

E/

T)p4.原電池熱力學ΔrGm＝－zFEΔrHm＝ΔrGm+TΔrSm

Qr,m

＝TΔrSm5.電池反應(yīng)能斯特方程6.電極電勢O返回上一內(nèi)容下一內(nèi)容2回主目錄7/29/2020電化學電極極化重點掌握極化結(jié)果及極化電極電勢的計算。陽(陰)極極化電極電勢高(低)于平衡電極電勢E陽＝E陽，平+η陽 E陰＝E陰，平－η陰電解產(chǎn)物重點掌握電解產(chǎn)物產(chǎn)生的原則。陽極:陽極極化電極電勢最低的優(yōu)先發(fā)生氧化反應(yīng)。陰極:陰極極化電極電勢最高的優(yōu)先發(fā)生還原反應(yīng)。O返回上一內(nèi)容下一內(nèi)容2回主目錄7/29/2020界面現(xiàn)象基本內(nèi)容幾種典型界

面純彎液面:拉普拉斯方程與開爾文公式溶液表面:吸附分類與吉布斯吸附等溫式固體表面:基本概念和朗繆爾吸附等溫式固液界面:潤濕和固體自溶液中的吸附界面張力產(chǎn)

生

原

因界面張力的定義及影響因素界面吉布斯函數(shù)及界面功

熱

力

學

公式及應(yīng)用O返回上一內(nèi)容下一內(nèi)容2回主目錄7/29/2020動力學基本內(nèi)容特殊反應(yīng)簡單級數(shù)反應(yīng)典型復合反應(yīng)

速率方程的推導反應(yīng)

表

示

方

法速率

相

互

關(guān)

系速率

基

元

反

應(yīng)

方程

非基元反應(yīng)溫度

阿

氏

方

程

與

k

活

化

能鏈反應(yīng)光化學反應(yīng)催

化

反

應(yīng)O返回上一內(nèi)容下一內(nèi)容2回主目錄7/29/2020動力學1.反應(yīng)速率2.基元反應(yīng)速率方程重點掌握質(zhì)量作用定律的使用.3.非基元反應(yīng)速率方程重點掌握零級、一級與二級反應(yīng)積分式及其特征；重點掌握三種速率方程近似處理方法。O返回上一內(nèi)容下一內(nèi)容2回主目錄7/29/2020動力學溫度對反應(yīng)速率常數(shù)的影響--阿倫尼烏斯方程微分式重點掌握溫度對k的影響；定積分式重點掌握T、Ea、k的計算；不定積分式重點掌握指數(shù)式?；罨苤攸c理解活化能的概念；重點掌握基元反應(yīng)活化能與反應(yīng)熱、非基元表

觀活化能與基元活化能之間的關(guān)系及其推導。O返回上一內(nèi)容下一內(nèi)容2回主目錄7/29/2020動力學光化學過程簡單理解基本過程與基本概念；

重點掌握基本定律與φ的計算；

重點掌握初級過程反應(yīng)機理特征。催化過程簡單理解基本概念；重點掌握催化劑特征；