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1、物理化学物理化学 (上册上册) Physical Chemistry 主讲：张丽丹张丽丹 教授教授 博士博士 Tel:13910713992 E- mail:zhang_ld PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 目录 绪论绪论 第一章气体第一章气体 第二章热力学第一定律第二章热力学第一定律 第三章热力学第二定律第三章热力学第二定律 第四章多组分系统热力学第四章多组分系统热力学 第五章化学平衡第五章化学平衡 第六章相平衡第六章相平衡 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 绪论 一、什么是物理化学一、什么是物理化学 二、物理化学的内容二、物
2、理化学的内容 三、物理化学的研究方法三、物理化学的研究方法 四、学习物理化学的意义四、学习物理化学的意义 五、如何学好物理化学五、如何学好物理化学 六、物理量的表示及运算六、物理量的表示及运算 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 一、什么是物理化学 应用物理学原理和方法研究有关化学现象应用物理学原理和方法研究有关化学现象 和化学过程的一门科学。和化学过程的一门科学。 物理化学是从物质的物理现象与化学现象物理化学是从物质的物理现象与化学现象 的联系入手来研究化学变化基本规律的一门科的联系入手来研究化学变化基本规律的一门科 学。学。 PDF 文件使用 “pdfFact
3、ory Pro“ 试用版本创建 What is Physical Chemistry? Chemistry works with an enormous number of substance ;it is an extensive science .Physics on the other hand works with rather few substance ; it is an intensive science. Physical chemistry is the child of these two sciences; it has inherited the extensive
4、character from chemical. Upon this depends its all embracing feature, with has attested so great admiration .Physical chemistry may be regarded as an excellent school of exact reasoning for all students of natural science. -Arrhenius S A PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 阿仑尼乌斯(Arrhenius S A , 1859 19
5、27) 瑞典物理化学家。他在乌普沙拉大学的博士 学位论文是关于电解质溶液的电导性质的研究。 那时，他提出了氯化钠水溶液中含有独立的钠离子和氯离子这样一种革命 性的观点。阿氏的离子论当时未能被接受，是因为在电子未发现之前化学 家们无法理解为何钠原子和氯原子可变成带电荷的。当时只有著名的化学 家奥斯特瓦尔德支持他，并因此才升任讲师。之后他的电离理论才逐渐被 人们所接受。1901年当选为瑞典皇家科学院院士。1903年阿氏因其电离理 论对化学的发展所做的特殊贡献受到世人的公认而荣膺诺贝尔化学奖。阿 氏的研究领域非常广泛，如1889年他提出活化分子和活化热的概念，导出 了反应速率公式。此外，他还研究过太
6、阳系的成因，北极壳冰川的成因， 并最先对血清疗法的机理作出化学上的解释。 阿仑尼乌斯(Arrhenius S A) PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 化学变化总伴随着物理变化化学变化总伴随着物理变化 例如例如例如：化学反应中常伴有能量的吸收或放出，有压力、例如：化学反应中常伴有能量的吸收或放出，有压力、 温度、温度、密密度、度、形态等形态等的变化，有的变化，有光光的的发射发射或吸收，有或吸收，有声声 响响，有，有电动势电动势、电流等电流等 物理物理条件条件的变化的变化也影响也影响着化学变化着化学变化 例如例如例如：压力、温度、例如：压力、温度、浓浓度度等等变化变
7、化对对化学变化有化学变化有影响影响 化学现象与物理现象之间有着密切联系。物理 化学研究的正是这种联系，从而找出化学反应中 具有普遍性的规律。 化学现象与物理现象之间有着密切联系。物理 化学研究的正是这种联系，从而找出化学反应中 具有普遍性的规律。 一、什么是物理化学 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 二、物理化学的内容 化学变化的能量守恒：热力学第一定律 化学变化的方向和限度：热力学第二定律 化学变化的能量守恒：热力学第一定律 化学变化的方向和限度：热力学第二定律 化学反应进行的速度 化学反应进行的具体步骤-机理 化学反应进行的速度 化学反应进行的具体步骤-机理
8、 化学性质与微观结构之间的关系 化学性质与微观结构之间的关系 化学热力学 化学动力学 结构化学 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 二、物理化学的内容 化学热力学 研究化学反应方向和限度问题。在指定条件 下一个化学反应能否自动进行，向什么方向进行, 进行到什么程度为止，反应进行时能量变化究竟 是多少，外界条件的改变对反应的方向和限度(即 平衡的位置)有什么影响等等。 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 二、物理化学的内容 化学动力学 研究化学反应的速率和机理问题。一化学反 应的速率有多快，反应究竟是如何进行的（即反 应的机理），外界条
9、件（如浓度、温度、催化剂 等）对反应速率有何影响，如何能控制反应进行 的速率。 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 二、物理化学的内容 结构化学 物质的性质与其结构之间的关系问题。现代生产 和科学技术的发展，不断向化学提出新的要求，要求 化学能够提供各种具有特殊性能（如耐高温、耐低 温、耐高压、耐腐蚀、耐辐射等）的材料。如何能够 根据物质结构的知识，在合成人们所需要性能的新材 料方面提供方向和线索；另外要了解化学热力学和化 学动力学的本质问题，亦必须了解物质内部的结构。 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 三、物理化学的研究方法 认真
10、观察 客观现象 系统进行 科学实验 总结规律性的东西 进行逻辑性的推理 观察观察能力能力 思维思维能力能力 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 三、物理化学的研究方法 实验的方法 研究化学反应随时间的变化规律； 研究化学平衡的规律； 研究物质性质与外界条件的关系； 测定各种物理化学常数。 除常用的化学实验外，常用物理学中的一系列实验方法： 测温度、压力、浓度，观颜色、声现象，测电流、磁场等。 经典热力学 统计热力学 量子力学 理论的方法 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 四、物理化学的研究内容和学习方法 物理化学的内容物理化学的内容
11、包括包括：1、气体；2、热力学第一定律；3、 热力学第二定律；4、多组分系统热力学；5、化学平 衡；6、相平衡；7、电化学；8、统计热力学初步；9、 表面化学；10、化学动力学；11、特殊反应动力学； 12、胶体化学。 物理化学的学习方法：物理化学的学习方法： 1、实验的方法：学会从实验的结果中总结出规律性的结 论，再用于实践； 2、物理化学是研究规律性的一门学科，在学习中学会善于 思考、学会归纳和总结，从思考和总结中掌握物理化学 基本原理。 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 五、如何学好物理化学 物理化学物理化学课课的的特点特点： 1 .理论性强、有的概念相当
12、抽象。 2 .各章节相互联系密切。 3 .理论与计算并重。 4 .大部分公式都有使用条件和适用范围。 要求要求： 1 .认真听讲、及时复习，做好习题、思考题。 2 .了解各章节重点、难点，注意概念之间的联系， 3 .要注意每个公式的应用条件，切忌死记硬背。 4 .要有一定的数学、物理基础。 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 六、物理量的表示及运算 物理量=数值单位如:压力 p=101.325kPa 物理量=数值单位如:压力 p=101.325kPa 1.物理量常用物理量常用特特定定符号符号表示，表示，该符号即包括数值又包括单位；该符号即包括数值又包括单位； 2
13、.用物理量表示的方程用物理量表示的方程式式中，有中，有加加、减减、比较时比较时，要求要求量量纲纲、 单位单位相相同同。 3.对数对数、指数指数中的变量应中的变量应当当是是纯数而不纯数而不是物理量。是物理量。 例如：例如： ln（X/X）、x/x。 4.作图作图、列列表应表应当当用用纯数纯数。 5.国际单位制国际单位制常用的物理量：常用的物理量：长长度：度：m（米（米),质量：质量：kg（千克）（千克）, 时间时间：s（秒）（秒）,压力：压力：Pa（帕斯卡）（帕斯卡）,能量：能量：J（焦耳）（焦耳）。 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 参考书 物理化学物理化学上、
14、下册，南京大学物付献彩主编，高教出 版社，第四版 物理化学物理化学上、中、下，胡英等，高等教育出版社 物理化学例题与习题物理化学例题与习题北京化工大学编写，化工出版社 出版 Physical ChemistryPhysical ChemistrySixth Edition Robert AAlberty Physical ChemistryPhysical Chemistry PWAtkins PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 第一章气 体 本章基本要求： 1- 1理想气体状态方程及微观模型 1- 2道尔顿定律和阿马格定律 1- 3实际气体的p、V、T性质 1-
15、 4范德华方程与维里方程 1- 5实际气体的液化与临界性质 1- 6对比状态原理与压缩因子图 阅读资料 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 第一章 气体及其pVT性质 本章基本本章基本要求要求： 掌握理想气体状态方程 掌握理想气体的宏观定义及微观模型 掌握分压、分体积概念及计算 理解真实气体与理想气体的偏差、临界现象 掌握饱和蒸气压概念 理解范德华状态方程、对应状态原理和压缩因子 图，了解对比状态方程及其它真实气体方程 本章基本本章基本要求要求：本章基本本章基本要求要求： 掌握理想气体状态方程 掌握理想气体的宏观定义及微观模型 掌握分压、分体积概念及计算 理解真实气体与理想气体的偏差、临界现象 掌握饱和蒸气压概念 理解范德华状态方程、对应状态原理和压缩因子 图，了解对比状态方程及其它真实气体方程 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 一、理一、理想想气体气体状态状态方程方程 二、气体常二、气体常数数 R 三、理三、理想想气体定义及气体定义及微观模型微观模型 四、理四、理想想气体气体p、V、T性性质质计计算算 1- 1理想气体状态方程及微观模型 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 1、分子之间有一定距离；
