物理化學(xué)總結(jié)

物理化學(xué)總結(jié)1熱力學(xué)基礎(chǔ)熱力學(xué)三大定律的敘述及數(shù)學(xué)表達(dá)式。理解U、H、S、A和G等熱力學(xué)函數(shù)以及標(biāo)準(zhǔn)燃燒焓、標(biāo)準(zhǔn)生成焓、標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵和標(biāo)準(zhǔn)生成Gibbs函數(shù)等的概念。掌握在物質(zhì)的pVT變化、相變化和化學(xué)變化過程中計(jì)算熱、功和各種狀態(tài)函數(shù)變化值的原理和方法。會應(yīng)用狀態(tài)方程和物性數(shù)據(jù)（熱容、相變熱/蒸氣壓等）。

理解熱力學(xué)基本方程(四個(gè)基本公式).2多組分系統(tǒng)及相平衡理解偏摩爾量和化學(xué)勢的概念掌握Raoult定律和Henry定律以及它們的應(yīng)用。理解理想系統(tǒng)(理想液態(tài)混合物及理想稀溶液)中各組分化學(xué)勢的表達(dá)式理解相律的推導(dǎo),會用相律分析。掌握Clapeyron方程和Clapeyron-Clausius方程，并能應(yīng)用這些方程于有關(guān)計(jì)算。3化學(xué)平衡明了標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的定義。掌握用等溫方程判斷化學(xué)反應(yīng)的方向和限度的方法。會用熱力學(xué)數(shù)據(jù)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)。理解溫度對標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的影響。會用van′tHoff公式計(jì)算不同溫度下的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)。明了壓力和惰性氣體對化學(xué)反應(yīng)平衡組成的影響。4化學(xué)動(dòng)力學(xué)1.掌握具有簡單級數(shù)反應(yīng)（如一級、二級和零級）的特點(diǎn)，熟練地計(jì)算速率常數(shù)、半衰期等。

2.對三種典型的復(fù)雜反應(yīng)（對峙反應(yīng)、平行反應(yīng)和連續(xù)反應(yīng)）要掌握它們的特點(diǎn)。3.掌握Arrhenius經(jīng)驗(yàn)式的各種表示形式，知道活化能的含義、它對反應(yīng)速率的影響和掌握活化能的求算方法。4.了解確定反應(yīng)速率方程的方法5.了解碰撞理論和過渡態(tài)理論6.了解光化學(xué)反應(yīng)、催化反應(yīng)的特點(diǎn)5電化學(xué)理解離子遷移數(shù)。理解表征電解質(zhì)溶液導(dǎo)電能力的物理量(電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率)。

理解電解質(zhì)活度和離子平均活度系數(shù)的概念。了解離子氛的概念和Debye-Huckel極限公式。理解原電池與熱力學(xué)函數(shù)的關(guān)系。掌握Nernst方程及其計(jì)算。掌握各種類型電極的特征和電動(dòng)勢測定的主要應(yīng)用。6界面現(xiàn)象理解表面張力和表面Gibbs函數(shù)的概念。理解彎曲液面的附加壓力概念和Laplace公式。理解Kelvin公式及其應(yīng)用。掌握潤濕、接觸角和Young方程。了解溶液界面的吸附及表面活性物質(zhì)的作用。理解Gibbs吸附等溫式。了解物理吸附與化學(xué)吸附的含義和區(qū)別。掌握Langmuir單分子層吸附模型和吸附等溫式。7膠體化學(xué)理解膠體的若干重要性質(zhì)(Tyndall效應(yīng)、Brown運(yùn)動(dòng)、沉降平衡、電泳和電滲)。明了膠團(tuán)的結(jié)構(gòu)和擴(kuò)散雙電層的概念。了解憎液溶膠的DLVO理論。理解電解質(zhì)對溶膠穩(wěn)定性的作用。81氣體1.理想氣體狀態(tài)方程式pV＝nRTR=8.314J·mol-1·K-1，摩爾氣體常數(shù)。2.道爾頓分壓定律pB=xBp

適用于任意氣體。3.真實(shí)氣體的液化液體的飽和蒸汽壓、臨界狀態(tài)。91.熱力學(xué)第一定律表達(dá)式2熱力學(xué)第一定律102.熱力學(xué)能(又稱內(nèi)能)變對于無相變、無化學(xué)變化、不做非膨脹功的封閉系統(tǒng)，理想氣體溫度變化時(shí)熱力學(xué)能變的計(jì)算。113.焓變

(2)(1)適用于理想氣體單純pVT變化的一切過程，真實(shí)氣體的恒壓變溫過程，純的液體、固體物質(zhì)壓力變化不大的變溫過程。

12（2）此式只適用于理想氣體。

4.熱容（1）摩爾熱容適用于無相變、無化學(xué)變化、非體積功為零的恒壓和恒容過程。135.體積功的計(jì)算（1）定義式（2）適用于理想氣體恒壓過程。

適用于恒外壓過程。

（3）14（5）（4）適用于理想氣體恒溫可逆過程。

適用于CV,m為常數(shù)的理想氣體絕熱過程。

156.幾種熱效應(yīng)

相變熱

蒸發(fā)熱熔化熱升華熱相變時(shí)的熱力學(xué)能在無氣相參與時(shí)在有氣相參與時(shí)純物質(zhì)的相變是在等溫、等壓下進(jìn)行的，所以相變熱就是相變焓16標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓

化學(xué)反應(yīng)熱與之間的關(guān)系1.對凝聚相反應(yīng)2.對有氣相參與的反應(yīng)Kirchhoff定律從一個(gè)溫度下的反應(yīng)焓變，去計(jì)算另一溫度下的反應(yīng)焓變17Clausius說法不可能把熱從低溫物體傳到高溫物體,而不引起其他變化。Kelvin說法不可能從單一熱源取出熱使之完全變?yōu)楣?而不引起其他變化。第二類永動(dòng)機(jī)是造不成的3熱力學(xué)第二定律1.熱力學(xué)第二定律182.Carnot循環(huán)熱機(jī)效率可逆熱機(jī)對環(huán)境所做的功與從高溫?zé)嵩此臒嶂菴arnot定理

工作于同溫?zé)嵩春屯瑴乩湓粗g,可逆熱機(jī)的效率最大。19適用于封閉系統(tǒng)、理氣、CV,m為常數(shù)，只pVT變化的過程（1）

（2）

（3）

適用于n一定、理想氣體、恒溫過程或始末態(tài)溫度相等的過程。

適用于n一定、

Cp,m為常數(shù)、任意物質(zhì)的恒壓過程。3.熵變的計(jì)算20相變過程的熵變恒T，p下的可逆相變化。不可逆相變，要設(shè)計(jì)過程。

標(biāo)準(zhǔn)摩反應(yīng)熵214.亥姆霍茲函數(shù)的定義5.吉布斯函數(shù)的定義即：在等溫過程中，系統(tǒng)Helmholtz自由能的減少值,等于或大于系統(tǒng)對外所做的功。即：在等溫、等壓過程中，系統(tǒng)Gibbs自由能的減少值,等于或大于系統(tǒng)對外所做的非膨脹功。226.熱力學(xué)判據(jù)(1).熵判據(jù)根據(jù)

Clausius不等式則用熵判據(jù)判斷過程是否為自發(fā)過程，一定要用隔離系統(tǒng)。對于隔離系統(tǒng)對絕熱系統(tǒng)不可逆可逆不可逆，自發(fā)過程可逆，達(dá)到平衡23(2).Helmholts自由能判據(jù)自發(fā)變化向著Helmholts自由能減小的方向進(jìn)行不可逆，自發(fā)過程可逆，達(dá)到平衡(3).Gibbs自由能判據(jù)自發(fā)變化向著Gibbs自由能減小的方向進(jìn)行不可逆，自發(fā)過程可逆，達(dá)到平衡247.熱力學(xué)基本方程式熱力學(xué)基本方程適用于封閉的熱力學(xué)平衡系統(tǒng)所進(jìn)行的一切可逆過程。說的更詳細(xì)些，它們不僅適用于一定量的單相純物質(zhì)，或組成恒定的多組分系統(tǒng)發(fā)生單純p,V,T變化的過程。也可適用于相平衡或化學(xué)平衡的系統(tǒng)，由一平衡狀態(tài)變?yōu)榱硪黄胶鈶B(tài)的過程。25熱力學(xué)計(jì)算Q、W、ΔU、ΔH、ΔS、ΔA、ΔG⑴明確所研究的系統(tǒng)和相應(yīng)的環(huán)境。⑵問題的類型：I.理想氣體的pVT變化；Ⅱ.實(shí)際氣體、液體或固體的pVT變化；Ⅲ.相變化；Ⅳ.化學(xué)變化；Ⅴ.上述各種類型的綜合。⑶過程的特征：a.恒溫可逆過程；b.恒溫過程；c.絕熱可逆過程；d.絕熱過程；e.恒壓過程；f.恒容過程；g.上述各種過程的綜合；h.循環(huán)過程⑷確定初終態(tài)。⑸所提供的物質(zhì)特性，即pVT關(guān)系和標(biāo)準(zhǔn)熱性質(zhì)。⑹尋找合適的計(jì)算公式。（最費(fèi)神、最重要）26混合物系統(tǒng)中任一組分在熱力學(xué)上可用相同方法處理，有相同的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)，相同的化學(xué)勢表示式。溶液

系統(tǒng)中各組分在熱力學(xué)上用不同方法處理，其標(biāo)準(zhǔn)態(tài)不同，化學(xué)勢表示式不同，分別服從不同的經(jīng)驗(yàn)規(guī)律。4相平衡2.多組分系統(tǒng)的組成表示法1.混合物與溶液273.偏摩爾量與化學(xué)勢稱為物質(zhì)B的某種廣度性質(zhì)X的偏摩爾量偏摩爾量的加和公式化學(xué)勢的狹義定義：化學(xué)勢的狹義定義就是偏摩爾Gibbs自由能偏摩爾量28單種理想氣體化學(xué)勢理想氣體混合物化學(xué)勢將氣體的壓力用逸度代替，得非理想氣體化學(xué)勢表示式4.氣體化學(xué)勢295.拉烏爾定律與亨利定律定溫下,稀溶液中,溶劑的蒸汽壓等于純?nèi)軇┑恼羝麎撼艘匀軇┑哪柗謹(jǐn)?shù)。Raoult定律一定溫度和平衡狀態(tài)下,氣體在液態(tài)溶劑中的溶解度與該氣體的平衡分壓成正比.Henry定律306.理想液態(tài)混合物

在等溫、等壓條件下，任一組分在全部濃度范圍內(nèi)，都符合Raoult定律的多組分液態(tài)系統(tǒng).理想液態(tài)混合物性質(zhì)：總體積等于各純組分的體積之和混合前后總焓值不變，沒有混合熱混合是自發(fā)的，有理想的混合熵混合Gibbs自由能小于零，混合是自發(fā)的317.理想液態(tài)混合物及稀溶液的化學(xué)勢理想液態(tài)混合物中任一組分B的化學(xué)勢表示式稀溶液中溶劑A的化學(xué)勢稀溶液中溶質(zhì)B的化學(xué)勢328.稀溶液的依數(shù)性(1)溶劑蒸氣壓下降：(2)凝固點(diǎn)降低(3)沸點(diǎn)升高：(4)滲透壓：33

1.化學(xué)反應(yīng)的方向與限度適用于等溫、等壓、不做非膨脹功的封閉系統(tǒng)三個(gè)判據(jù)完全等效反應(yīng)自發(fā)向右進(jìn)行，趨向平衡反應(yīng)自發(fā)向左進(jìn)行，趨向平衡反應(yīng)達(dá)到平衡5化學(xué)平衡342.化學(xué)反應(yīng)的等溫方程理想氣體混合物系統(tǒng)非理想氣體混合物系統(tǒng)理想液態(tài)混合物系統(tǒng)非理想液態(tài)混合物系統(tǒng)353.標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的定義為:這些公式也適用于任意相態(tài)的化學(xué)反應(yīng)，包括電解質(zhì)溶液的反應(yīng)理想氣體混合物反應(yīng)系統(tǒng)對于非理想氣體混合物反應(yīng)系統(tǒng)代入化學(xué)反應(yīng)等溫式，判斷反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的方向36理想液態(tài)混合物反應(yīng)系統(tǒng)理想的稀溶液中如果溶質(zhì)的行為對Henry定律發(fā)生偏差★有凝聚相參與的氣體反應(yīng)平衡常數(shù)37范特霍夫方程微分式1.對吸熱反應(yīng)平衡常數(shù)的值隨著溫度的升高而增大2.對放熱反應(yīng)平衡常數(shù)的值隨著溫度的升高而變小

4.各種因素對化學(xué)平衡的影響溫度對化學(xué)平衡的影響定積分式38壓力對化學(xué)平衡的影響壓力只影響有氣體物質(zhì)參與并反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不等的反應(yīng)的平衡組成增加總壓對反應(yīng)氣體分子數(shù)增加的反應(yīng)不利如果要保持值不變變小增加總壓，變大，產(chǎn)物的摩爾分?jǐn)?shù)變小39如果反應(yīng)氣體分子數(shù)增加要保持值不變變大

加入惰性氣體，對反應(yīng)氣體分子數(shù)增加的反應(yīng)有利，相當(dāng)起了稀釋、降壓作用。增加惰氣，變小，含產(chǎn)物的物質(zhì)的量變大惰性氣體對化學(xué)平衡的影響406相平衡1.相律C=S-R-R’F=C-P+2相律是表示平衡系統(tǒng)中相數(shù)、組分?jǐn)?shù)及自由度數(shù)間的關(guān)系。系統(tǒng)的組分?jǐn)?shù)等于系統(tǒng)中所有物種數(shù)

S減去系統(tǒng)中獨(dú)立的化學(xué)平衡數(shù)R，再減去各物種間的獨(dú)立限制條件R'。412.克拉佩龍方程純物質(zhì)的α相和β相的兩相平衡ΔvapV和ΔvapH為常數(shù)的氣-液兩相平衡克勞修斯-克拉佩龍方程此式適用于氣-液（或氣-固）兩相平衡；氣體可視為理想氣體；Vm*(l)與Vm*(g)相比可忽略不計(jì)，在T1-T2的溫度范圍內(nèi)摩爾蒸發(fā)焓可視為常數(shù)。423.水蒸汽蒸餾的基本原理和優(yōu)勢4.最低恒沸混合物相圖5.最高恒沸混合物相圖兩組分對Raoult定律都產(chǎn)生正偏差的相圖兩組分對Raoult定律都產(chǎn)生負(fù)偏差的相圖431．基元反應(yīng)與質(zhì)量作用定律有基元反應(yīng)如下：A+2B

C+D則其速率方程為要注意：非基元反應(yīng)決不能用質(zhì)量作用定律，所以如未指明某反應(yīng)為基元反應(yīng)時(shí)，不能隨意使用質(zhì)量作用定律7化學(xué)動(dòng)力學(xué)442．具有簡單級數(shù)反應(yīng)速率的公式及特點(diǎn)453．阿累尼烏斯方程式中，A稱為指前因子或表觀頻率因子，其單位與k相同；Ea稱為阿累尼烏斯活化能(簡稱活化能)，其單位為kJ

mol-1。阿累尼烏斯方程只能用于基元反應(yīng)或有明確級數(shù)而且k隨溫度升高而增大的非基元反應(yīng)。微分式：

指數(shù)式：

積分式：

46微分法積分法半衰期法改變反應(yīng)物濃度比例法等4．確定反應(yīng)速率方程的方法

(1)對峙反應(yīng)5．典型復(fù)合反應(yīng)的特征(2)平行反應(yīng)(2)連續(xù)反應(yīng)47(1)對峙反應(yīng)如以正、逆反應(yīng)均為一級反應(yīng)為例，1.凈速率等于正、逆反應(yīng)速率之差2.達(dá)到平衡時(shí)凈速率為零3.正、逆速率系數(shù)之比等于平衡常數(shù)K=kf/kb4.在c-t

圖上，達(dá)到平衡后，反應(yīng)物和產(chǎn)物的濃度不再隨時(shí)間而改變對峙反應(yīng)的特點(diǎn)48(2)平行反應(yīng)若以兩個(gè)反應(yīng)均為一級反應(yīng)為例ACBK2K1特點(diǎn)1.平行反應(yīng)的總速率等于各平行反應(yīng)速率之和2.速率方程的微分式和積分式與同級的簡單反應(yīng)的速率方程相似，只是速率系數(shù)為各個(gè)反應(yīng)速率系數(shù)的和。3.當(dāng)各產(chǎn)物的起始濃度為零時(shí)，在任一瞬間，各產(chǎn)物濃度之比等于速率系數(shù)之比若各平行反應(yīng)的級數(shù)不同，則無此特點(diǎn)。494.用合適的催化劑可以改變某一反應(yīng)的速率，

提高選擇性，從而提高主產(chǎn)物的產(chǎn)量。5.用改變溫度的辦法，可以改變產(chǎn)物的相對含量活化能高的反應(yīng)，速率系數(shù)隨溫度的變化率也大升高溫度，對活化能高的反應(yīng)有利降低溫度，對活化能低的反應(yīng)有利506．了解反應(yīng)速率理論碰撞理論(2)過渡狀態(tài)理論518電化學(xué)2．遷移數(shù)及電遷移率1.法拉第定律523．電導(dǎo)、電導(dǎo)率與摩爾電導(dǎo)率物理意義為了防止混淆，必要時(shí)在后面要注明所取的基本質(zhì)點(diǎn)。電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率與濃度的關(guān)系534．電解質(zhì)離子的平均活度和平均活度系數(shù)545.可逆電池對環(huán)境作電功過程的，及Qr的計(jì)算55計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)已知是電池的標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)勢，系統(tǒng)處于標(biāo)準(zhǔn)態(tài)是標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)，系統(tǒng)處于平衡態(tài)566.原電池電動(dòng)勢E的求法電池反應(yīng)aA(aA)+cC(aC)=dD(aD)+fF(aF)則能斯特方程為

E=E(正)—E(負(fù))579界面現(xiàn)象1．表面能及表面張力單位為表面能表面張力單位為在兩相(特別是氣-液)界面上，這種力垂直與單位長度的邊界，指向液體方向并與表面相切。582．拉普拉斯方程與毛細(xì)現(xiàn)象(1)拉普拉斯方程注意：附加壓力的方向總指向曲率半徑中心(2)曲液面附加壓力引起的毛細(xì)現(xiàn)象。當(dāng)液體潤濕毛細(xì)管管壁時(shí)，則液體沿內(nèi)管上升593．開爾文公式凸液面(如微小液滴)的飽和蒸氣壓隨球形半徑的變化。當(dāng)計(jì)算毛細(xì)管凹液面(如過熱液體中亞穩(wěn)蒸氣泡)的飽和蒸氣壓隨曲率半徑變化時(shí)，則上式的等式右邊項(xiàng)要加負(fù)號。無論凸液面還是凹液面，計(jì)算時(shí)曲率半徑均取正數(shù)。604．Gibbs吸附等溫式增加溶質(zhì)B的濃度使表面張力下降，表面超額為正值，是正吸附。表面層中溶質(zhì)濃度大于本體濃度。表面活性物質(zhì)屬于這種情況。CMCHLB值615．潤濕與楊氏方程液體能自發(fā)占領(lǐng)固體表面,把固體表面掩蓋起來,稱之為液體能潤濕固體,反之,則不能。不能潤濕能潤濕626．朗繆爾吸附等溫式

Vm為吸滿單分子層的體積V為吸附體積物理吸附和化學(xué)吸附區(qū)別力吸附熱選擇性溫度的影響631．膠體系統(tǒng)及其特點(diǎn)10膠體化學(xué)膠體：分散相粒子在某方向上的線度在1～100nm范圍的高分散系統(tǒng)稱為膠體