大学物化总复习详解.ppt

第一章 热力学第一定律复习一、几个基本概念1、体系和环境体系分为三类：敞开体系，封闭体系，孤立体系2、状态和状态函数状态性质分两类：容量性质，强度性质。状态函数的特性：定态有定值；值变只与初终态有关，而与变化途径无关；在数学上具有全微分的性质。3、热力学平衡包括四个平衡：热平衡，力平衡，相平衡，化学平衡。4、可逆过程：循环之后，系统复原时，环境也完全复原，而未留下任何永久性变化。1.二.热力学第一定律 封闭体系：U=Q+W 其中W=We+Wf W=Pe d V焓的定义式：H U+pV2.三.热力学第一定律应用理想气体绝热过程的功：理想气体绝热可逆过程方程式可写成：1.理想气体3.三.热力学第一定律应用2.实际气体节流过程是个等焓过程4.三.热力学第一定律应用3.热化学5.四.解决热力学有关问题时，应注意：1.明确系统2.明确初终态3.明确体系经历实际过程的特点4.求U、H时可通过设计途径求5.求Q、W时必需按实际过程求6.第二章 热力学第二定律复习一.热力学第二定律二.热力学三个定义式、四个基本关系式及其应用三.一些基本过程中Q、W、U、H、S、A及G的计算7.开尔文（Kelvin）的说法：“不可能从单一热源取出热使之完全变为功，而不发生其它的变化。“第二类永动机是不可能造成的”。1.热力学第二定律“”号为不可逆过程“=”号为可逆过程Clausius不等式“”号为自发过程“=”号为处于平衡状态8.9.2.热力学三个定义式、四个基本关系式及其应用适用于组成恒定、不作非体积功的封闭体系的任意过程=A+pV10.体系熵变的计算环境的熵变：dS（环）-Q（体）/T（环）1.理想气体等温变化2.等温等压可逆相变3.1 熵变的计算11.物质的量一定从 到 的过程。.先等温后等容.先等温后等压3.非等温过程中熵的变化值4.化学反应过程的熵变计算12.3.2 G的计算G=H-TSG=H-T S1.简单状态变化的定温过程的G2.定温定压可逆相变G=0,定温定压不可逆相变，要设计始态、终态的可逆过程求算G 3.化学反应的G 4.G随T的变化吉布斯-亥姆霍兹公式13.1.H=Qp必必须满须满足如下条件（足如下条件（）。）。A.封封闭闭体系，等体系，等压压，只做体，只做体积积功；功；B.封封闭闭体系，等容，只做体体系，等容，只做体积积功；功；C.封封闭闭体系，等温，只做体体系，等温，只做体积积功；功；D.封封闭闭体系，等体系，等压压，不做体，不做体积积功。功。A2.有有5mol He(g)，可看作理想气体，已知其，可看作理想气体，已知其CV,m=1.5R，从始，从始态273K，100kPa，变到到终态298K，1000kPa，计算算该过程的程的熵变。14.2.解：解：单原子理想气体，原子理想气体，CV,m=1.5R，Cp,m=CV,m+R=2.5R（4分分）15.等温可逆升等温可逆升压，等等压可逆升温，可逆升温，（4分分）16.一.偏摩尔量和化学势二.稀溶液中的两个经验定律三.理想气体、非理想气体、理想液态混合物、理想稀溶液及非理想稀溶液的化学势的表示法四.稀溶液的依数性第三章 化学势复习17.自发变化的方向是：组分B从化学势高的相转移到化学势较低的相。相似点：都是从稀溶液中得出的规律；表示某一物质的平衡蒸气压与该组分在溶液中的浓度成正比关系。二.拉乌尔定律和亨利定律一.偏摩尔量和化学势18.三.各种化学势的表示式纯理想气体化学势：混合理想气体的化学势：理想液态混合物：理想稀溶液中溶剂：溶质：定义：不分溶剂和溶质，任一组分在全部浓度内都符合拉乌尔定律。在一定的浓度范围内，溶剂遵守Raoult定律，溶质遵守Henry定律。19.三.各种化学势的表示式(自学)非理想液态混合物：非理想稀溶液溶剂：溶质：20.四.稀溶液的依数性依数性的种类：1.蒸气压下降2.凝固点降低3.沸点升高4.渗透压 指定溶剂的类型和数量后，这些性质只取决于所含溶质粒子的数目，而与溶质的本性无关。21.第四章 化学平衡复习在讨论化学平衡时，rGm（T）与平衡常数相联系，而rGm则和化学反应 的方向相联系。温度、压力及惰性气体对化学平衡的影响22.这就是化学反应等温方程式对于任意反应 称为“逸度积”，逸度逸度积23.当系统达到平衡，则 称为热力学平衡常数，它仅是温度的函数。在数值上等于平衡时的“逸度积”，是量纲一的量，单位为1。因为它与标准化学势有关，所以又称为标准平衡常数。24.经验平衡常数令：对于理想气体是标准平衡常数，单位为125.温度对化学平衡的影响对吸热反应升高温度，增加，对正反应有利对放热反应升高温度，下降，对正反应不利26.例例1.已知在已知在457K，总压为总压为101.325kPa时时，NO2有有5%按下式分解，求此反按下式分解，求此反应应的分解平衡常数的分解平衡常数K。27.例例1.解：解：2NO2(g)2NO(g)+O2(g)开始开始 2 0 0平衡平衡 2-0.1 0.1 0.05平衡平衡时总时总物物质质的量的量为为2+0.0528.第五章 多相平衡1、相律 组分数 自由度2、Clausius-Clapeyron方程，3、单组分：水的相图，三相点与冰点的区别 及原因，4：气液平衡知识5、两组分溶液相图29.相律相律独立独立组分数分数f：自由度：自由度 ：相数：相数 K:独立独立组分分数数S：物种数：物种数 R：独立化学平衡数：独立化学平衡数 R：独立独立浓度关系度关系数数30.单组分两相平衡时：这就是Clapeyron方程，可应用于任何纯物质的两相平衡系统 设有1 mol物质，则气-液、固-液和气-固平衡的C-C方程分别为 说明了压力随温度的变化率（单组分相图上两相平衡线的斜率）受焓变和体积变化的影响。31.对于气-液（气-固）两相平衡，并假设气体为理想气体，将液体（固体）体积忽略不计，则这就是Clausius-Clapeyron 方程，是摩尔蒸发焓假定 的值与温度无关，积分可计算液体的蒸气压或摩尔蒸发焓。32.有三个单相区三条实线是两个单相区的交界线气、液、固单相区内=1,f=2 在线上，压力与温度只能改变一个，指定了压力，则温度由系统自定，反之亦然。=2,f=1水的相图水冰水蒸气610.62 温度和压力独立地有限度地变化不会引起相的改变。三相点是物质自身的特性，不能加以改变，=3,f=033.AB液相液相线气相气相线Raoult定律定律：分分压定律定律二二组分系分系统液液态混合物：完全互溶混合物：完全互溶溶液的溶液的总蒸汽蒸汽压：气相中的摩气相中的摩尔分数：分数：34.阳极阴极原电池负极正极电解池正极负极阳“氧”阴“还”正“高”负“低”第七章 电化学复习一、电解质溶液电导率，摩尔电导率与浓度的关系。1.基本概念35.3.强电解质的活度和活度系数2.电导测定的应用1）3）电导滴定36.电池表示式与电池反应的“互译”第七章 电化学复习二、可逆电池电动势电池电动势的应用：求化学反求化学反应的平衡常数，的平衡常数，求微求微溶溶盐的活度的活度积，求，求热力学函数等。力学函数等。37.第七章 电化学复习三、不可逆电极过程无论原电池还是电解池，当有电流通过电极时，由于电极的极化，阳极电势升高，阴极电势下降,即电极极化的原因：浓差极化，活化极化或电化学极化。38.1.已知已知298K时时，下列反，下列反应应的的rGm值为值为：试计算下列算下列电池的池的标准准电动势E。Pt|H2(p)|H+(aH+=1)|OH-(aOH-=1)|O2(p)|Pt.39.1.解：解：阳极（阳极（负极）反极）反应：阴极（正极）反阴极（正极）反应：电池反池反应：40.可可见电池反池反应为（1）+2（2）41.第八章 表面现象与分散体系复习一、表面吉布斯函数与表面张力表面自由能：增加单位表面积引起系统Gibbs自由能的增量；或者单位表面积上的分子比相同数量的内部分子“超额”Gibbs自由能。表面张力：在相表面的切面上，垂直作用于单位长度的相边界的一种表面紧缩力。两者物理意义和所用单位不同，但数值和量纲相同。42.对凸面，R 取正值，R 越小，液滴的蒸汽压越高；对凹面，R取负值，R越小，小蒸汽泡中的蒸汽压越低。附加压力总是指向球面的球心。所以，凸面的附加压力指向液体，凹面的附加压力指向气体。3.液体的润湿与铺展 第八章 表面现象与分散体系复习二、纯液体的表面现象1.附加压力2.曲率对蒸汽压的影响4.毛细管现象43.三、气体在固体表面上的吸附(langmuir等温吸附式)物理吸附和化学吸附特征比较，气固吸附都是放热过程第八章 表面现象与分散系统复习G0，S0，H=G+TS，H0。四、溶液的表面吸附（略）五、表面活性剂及其作用（略）表面活性剂的结构特征及分类，胶束和临界胶束浓度，表面活性剂的作用：润湿作用，增溶作用，乳化作用。44.第八章 表面现象与分散体系复习1.分散系统的分类按分散相粒子的大小：分子分散系统，胶体分散系统，粗分散系统。六、分散系统2.溶胶的性质光学性质：丁达尔效应力学性质：布朗运动，扩散沉降平衡 电性质：粒子带电是溶胶相对稳定的重要因素，电动现象主要有“电泳”和“电渗”。电动电势，溶胶粒子的结构（胶核、胶粒、胶团），能判断胶粒带什么电，聚沉值，聚沉能力，聚沉能力主要决定于与胶粒带相反电荷的离子的价数，反离子价数越高，聚沉能力越强，聚沉值越小。45.一、基本概念1.反应速率表示法，2.基元反应、3.质量作用定律，4.反应分子数，5.反应级数，6.反应速率常数。二、简单级数反应的动力学规律1.一级反应2.二级反应3.半衰期三、确定反应级数的常用方法有：1.积分法（或尝试法）；2.半衰期法；3.微分法；4.过量浓度法。四、温度对反应速率的影响：Arrhenius 经验公式第九章第九章 化学化学动力学复力学复习表表9.1简单反反应速率公式速率公式46.第九章第九章 化学化学动力学复力学复习五、对复合反应动力学有所了解1.对峙反应，平行反应，连串反应的概念和基本特征。2.链反应的概念、步骤、分类（了解）。3.催化反应的概念、分类及基本原理（阅读）。4.光化学反应与热化学反应的比较（了解）。47.1.某二某二级反反应A+B=C，初始速率，初始速率为510-2mol/dm3s，反，反应物的初始物的初始浓度皆度皆为0.2mol/dm3，求，求k。解：二解：二级反反应的速率方程的速率方程为将方程将方程变形并代入形并代入题给数据得：数据得：48.2.298K时，N2O5(g)=N2O4(g)+1/2O2(g)，该分解反分解反应的的半衰期半衰期t1/2=5.7h，此，此值与与N2O5(g)的起始的起始浓度无关。求：度无关。求：（1）该反反应的速率常数；的速率常数；（2）N2O5(g)转化掉化掉90%所需要的所需要的时间。1.解：解：（1）因）因为该反反应的半衰期与起始的半衰期与起始浓度无关，所以度无关，所以该反反应为一一级反反应对于一于一级反反应，（2）对于一于一级反反应，令，令y为为N2O5(g)的消耗百分数，的消耗百分数，则则49.3.65时N2O5气相分解的速率常数气相分解的速率常数为0.292min-1，活，活化能化能为103.3kJ/mol，求，求80时的的k及及t1/2。解：根据解：根据Arrhenius公式，公式，又根据速率常数的又根据速率常数的单位知位知该反反应为一一级反反应，所以，所以50.以及上以及上课时讲课时讲的例的例题题，课后的思考后的思考题，作，作业。题型：型：选择（20分，分，210）填空填空题（25分，分，125）简答（答（10分，分，52）（一、三、七、八）（一、三、七、八）计算（算（45分，第一定律一分，第一定律一题，第二定律一，第二定律一题，反，反应平衡常数一平衡常数一题，电化学一化学一题，动力学一力学一题）51.祝大家考试顺利 谢谢！52.