物理化学总复习省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

物理化学课程总复习物理化学课程总复习掌握各种基本概念和定义，了解其起源、掌握各种基本概念和定义，了解其起源、含义和适用条件含义和适用条件对物理化学公式应用，注意引进条件和适对物理化学公式应用，注意引进条件和适用范围用范围1第1页热力学第一定律热力学第一定律了解系统、环境概念了解系统、环境概念状态函数特征状态函数特征热、功概念了解。（非状态函数）热、功概念了解。（非状态函数）热力学能，热力学第一定律热力学能，热力学第一定律恒容热、恒压热，及其与热力学能、焓关恒容热、恒压热，及其与热力学能、焓关系及适用条件系及适用条件可逆过程特点可逆过程特点化学计量数，反应进度，标准摩尔反应焓、化学计量数，反应进度，标准摩尔反应焓、标准摩尔生成焓、标准摩尔燃烧焓定义，标准摩尔生成焓、标准摩尔燃烧焓定义，及其相互之间关系。及其相互之间关系。2第2页The First Law of Thermodynamics(Closed system)Only pVT changen,Cp,m are const.Only pVT changeare const.Isolated system3第3页Kirchhoff formulaChemical reactionPhase Change4第4页Ideal gasIdeal gas 0 heating 0 coolingreal gasIdeal gasThrottling expansionare constare constreversible5第5页 定义定义可逆过程：可逆过程：推进力无限小、系统内部及系统与环境之推进力无限小、系统内部及系统与环境之 间在无限靠近平衡条件下进行过程间在无限靠近平衡条件下进行过程 以以 1 mol 理想气体在气缸内恒温膨胀和恒温理想气体在气缸内恒温膨胀和恒温压缩过程为例分析：压缩过程为例分析：分析分析6第6页末态末态 始态始态7第7页沿沿3条路径实现：条路径实现：(a)将两堆细砂一次拿掉：将两堆细砂一次拿掉：(b)将两堆细砂分两次拿掉：将两堆细砂分两次拿掉：(c)每次拿掉一无限小细砂，直每次拿掉一无限小细砂，直 至将细沙全部拿完至将细沙全部拿完8第8页恒温可逆膨胀时，系统对环境恒温可逆膨胀时，系统对环境 做最大功做最大功过程过程c可逆可逆过程过程a、b不可逆不可逆为了了解为了了解“可逆可逆”含义，现将系统由含义，现将系统由末态再压缩回去至始态，路径以下：末态再压缩回去至始态，路径以下：9第9页()将两堆细砂一次加上将两堆细砂一次加上：()分两次将两堆细砂加上分两次将两堆细砂加上：()将细砂一粒粒加到活塞上直至加完将细砂一粒粒加到活塞上直至加完 恒温可逆压缩过程中，环境对系统作最小功恒温可逆压缩过程中，环境对系统作最小功 10第10页循环总功循环总功:循循环环热热一律一律可可逆逆|定定义义11第11页可可逆逆系统复原系统复原环境做功转化为等量热环境做功转化为等量热循循环环结结果果系统系统环境环境完全复原完全复原不不可可逆逆第一个过程不可逆程度更大第一个过程不可逆程度更大12第12页热力学第二定律热力学第二定律热机效率热机效率熵定义，熵增原理及其适用条件熵定义，熵增原理及其适用条件热力学基本方程，热力学基本方程，8个偏微分方程，麦克斯个偏微分方程，麦克斯韦关系式韦关系式吉布斯吉布斯-亥姆霍兹公式，克拉佩龙方程，克亥姆霍兹公式，克拉佩龙方程，克-克方程克方程13第13页热力学第二定律热力学第二定律熵变计算熵变计算A=U-TSG=H-TS14第14页单纯单纯pVT相改变相改变化学反应化学反应15第15页热力学基本方程导出思绪：热力学基本方程导出思绪：16第16页组成不变均相封闭系统热力学基本方程组成不变均相封闭系统热力学基本方程组成不变均相封闭系统热力学基本方程组成不变均相封闭系统热力学基本方程 dU=TdS pdVdH=TdS+VdpdA=SdT pdVdG=SdT+Vdp17第17页吉布斯吉布斯吉布斯吉布斯-亥姆霍兹方程、麦克斯韦关系式亥姆霍兹方程、麦克斯韦关系式亥姆霍兹方程、麦克斯韦关系式亥姆霍兹方程、麦克斯韦关系式吉布斯吉布斯-亥姆霍兹方程亥姆霍兹方程:表示一定量物质表示一定量物质A 和和G 随温随温度改变度改变.麦克斯韦关系式：麦克斯韦关系式：18第18页19第19页 0 0 自发自发自发自发=0 =0 可逆可逆可逆可逆 0 0 自发自发自发自发=0 =0 可逆可逆可逆可逆 0 0时，时，p，Ky ，平衡向左移动；，平衡向左移动；B(g)0，所以平衡将向左移动。同理可，所以平衡将向左移动。同理可分析压力使分析压力使Ky 改变时其它情况。改变时其它情况。第47页483.恒压反应时惰性组分对平衡移动影响恒压反应时惰性组分对平衡移动影响恒温恒压下反应，恒温恒压下反应，恒定、总压恒定、总压p保持不变，加入保持不变，加入惰性气体，将使系统中总物质量惰性气体，将使系统中总物质量 nB变大变大。B(g)0 时时 加入加入惰性气体惰性气体，nB，Kn ，平衡向右移动；，平衡向右移动；B(g)0 时时 加入加入惰性气体惰性气体，nB ，Kn，平衡向左移动；，平衡向左移动；B(g)=0时，时，惰性气体惰性气体对对Kn无影响，故对平衡无影响无影响，故对平衡无影响第48页为何利用为何利用Kn能够判断惰性气体对反应平衡移动影响？能够判断惰性气体对反应平衡移动影响？依据依据可得：可得：对于一个已处于平衡反应，假如加入惰性气体会使对于一个已处于平衡反应，假如加入惰性气体会使Kn减减小，则瞬间小，则瞬间Jn将大于将大于Kn，使，使 rGm0，所以平衡将向左移动。，所以平衡将向左移动。同理可分析惰性气体使同理可分析惰性气体使Kn 改变时其它情况。改变时其它情况。代入代入49第49页50例：甲烷在例：甲烷在500oC分解：分解：CH4(g)=C(s)+2H2(g)求：求：(1)p=1atm 和和 0.5atm，不含惰性气体时，不含惰性气体时，CH4 =？(2)p=1atm，含，含50%惰性气体时，惰性气体时，CH4 =？解：解：(1)CH4(g)=C(s)+2H2(g)开始开始n/mol 1 0 平衡平衡n/mol 1 2 nB=1+，B=1 p=101.325 kPa时，时，=0.307p=50.663 kPa时，时，=0.415第50页51(2)CH4(g)=C(s)+2H2(g)惰性气体惰性气体 开始开始n/mol 1 0 1平衡平衡n/mol 1-2 1 nB=2+，B=1 p=101.325 kPa时，解得时，解得 =0.391注意：对于恒容反应，加入惰性气体后，不会改变系统中各注意：对于恒容反应，加入惰性气体后，不会改变系统中各组分分压，所以对反应平衡无影响。组分分压，所以对反应平衡无影响。第51页相平衡相平衡组分数，相数，自由度数概念和计算组分数，相数，自由度数概念和计算相律相律相图识别相图识别步冷曲线绘制步冷曲线绘制杠杆规则应用杠杆规则应用52第52页二组分系统相图识图规则二组分系统相图识图规则1.图中图中“”表示稳定化合物表示稳定化合物2.图中图中“”表示不稳定化合物表示不稳定化合物3.图中图中“”表示三相线表示三相线4.“头平足平头平足平”图形一定是两相区图形一定是两相区 （上（上温度相同，下温度相同，下温度相同）温度相同）5.无规则图形是单相区无规则图形是单相区53第53页电化学电化学电极反应，电池反应电极反应，电池反应阴极，阳极，正极，负极要求阴极，阳极，正极，负极要求法拉第定律法拉第定律电池图式电池图式原电池热力学（电池电动势与热力学函数原电池热力学（电池电动势与热力学函数关系）关系）能斯特方程能斯特方程电极电势及其计算电极电势及其计算54第54页书写电池图式书写电池图式,按通例按通例,把负极写在左边把负极写在左边,正极写在正极写在右边右边,从左到右依次排列各种相态物质从左到右依次排列各种相态物质;用单垂线用单垂线“|”表示相与相间界面表示相与相间界面,但用单虚垂线但用单虚垂线“”表示表示两个液相之间界面两个液相之间界面,若采取盐桥则用双虚垂线若采取盐桥则用双虚垂线“”表示表示.普通还应指明物质相态及组成普通还应指明物质相态及组成.电池图式电池图式:)Zn|ZnSO4(aq)CuSO4(aq)|Cu(+55第55页表面现象表面现象表面张力定义、大小和方向表面张力定义、大小和方向弯曲液面附加压力，弯曲液面附加压力，Laplace方程方程微小液滴蒸气压微小液滴蒸气压开尔文公式开尔文公式固体表面固体表面Langmuir单分子层吸附理论单分子层吸附理论液固界面，接触角，杨氏方程，润湿现象液固界面，接触角，杨氏方程，润湿现象56第56页化学动力学化学动力学化学反应速率定义化学反应速率定义基元反应速率方程基元反应速率方程质量作用定律质量作用定律反应分子数和反应级数反应分子数和反应级数速率方程积分式，零级、一级、二级反应速率方程积分式，零级、一级、二级反应速率方程特点速率方程特点温度对反应速率影响，活化能，阿伦尼乌温度对反应速率影响，活化能，阿伦尼乌斯方程斯方程速率方程近似处理法速率方程近似处理法57第57页作业题和补充题要看看作业题和补充题要看看基本概念要记清楚，选择填空题多是考了基本概念要记清楚，选择填空题多是考了解概念题目。解概念题目。计算题中热力学一道、化学平衡一道、电计算题中热力学一道、化学平衡一道、电化学一道、相平衡一道、化学动力学一道。化学一道、相平衡一道、化学动力学一道。计算题一定要把计算题一定要把算式列出、数据代入、写算式列出、数据代入、写出答案，量纲不要丢掉。出答案，量纲不要丢掉。phychem58第58页