物化全册总结

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1、河 北 科 技 大 学 教 案 用 纸第一章气体的 pVT性质一、理想气体1. 理想气体模型 ： （1）分子本身不占体积； （2）分子间无相互作用力。2. 理想气体状态方程 ：pV=nRT 或 pVm=nRT3. 理想气体混合物性质(1)分压力： pB=pyB(适用于任何气体 )；(2)分压定律： p=pB；pBnBRT/V(适用于理想气体 )；(3)分体积定律： V=V* B；V* BnBRT/p(适用于理想气体 )；二、真实气体1. 真实气体的性质：（1）气体的液化 (饱和蒸汽压与沸点 )； （2）气体的临界状态。2. 真实气体状态方程 ：(1)低压气体：近似理想气体；(2)中压气体：范德

2、华方程；(3)高压气体：普遍化压缩因子图(压缩因子的物理意义 )第二（三）章简单系统热力学一、基本概念1. 系统与环境；状态与状态函数；过程与途径2. 状态函数 ：内能、焓、熵、吉布斯函数、亥姆霍兹函数H=U+pV ；G=A+pV；G=HTS；A=GTS；dS=Qr/T3. 途径函数 ：功、热QV=U；Qp=H W=pdV（恒压 W=pV；恒外压 W=pambV；真空膨胀 W=0） ；4. pVT 变化基础热数据热容 ：理想气体的 Cp,mCV,mR5. 相变化基础热数据摩尔相变焓：,mp mpHTC; Cp,m=Cp,m( )Cp,m( )6. 化学变化基础热数据 ：河 北 科 技 大 学

3、教 案 用 纸rmBfm B(B)HH; rmBcm B(B)HH; rmBfm B(B)GG; mBm B(B)SS二、基本定律1. 热力学第一定律 ：能量守恒定律 U=Q+ W 2. 热力学第二定律 ：热功转换的不可逆性系统状态不变前提下功可完全转化为热；热不可完全转化为功。3. 热力学第三定律 ：定义熵值的零点 0K 纯物质完美晶体的熵为零。三、基本判据1. 熵判据 (熵增原理 )：适用于任何过程 Siso=Ssys+Samb0（不可逆）；0（可逆） ；0（不可能）2. 亥姆霍兹函数判据 ：适用于恒温恒容， W =0 的过程 AT，V0（自发） ；0（平衡） ；0（反向自发）3. 吉布斯

4、函数判据 ：适用于恒温恒压， W =0 的过程 GT，p0（自发） ；0（平衡） ；0（反向自发）四、基本方程1. 基本方程式 ：dU=TdSpdV；dH=TdS+Vdp；dA=SdTpdV；dG=SdTVdp2. 麦克斯韦关系式 ：TpSpVT；TVSVpT3. 克拉佩龙方程与克克方程：注意适用条件及方程应用。五、基本过程热数据计算1. 理想气体 pVT 变化过程恒温过程： U=H=0；S=nRln(V2/V1)= nRln(p2/p1)；Q= W=（可逆）nRTln(V2/V1)=nRTln(p2/p1)；A=G= Wr；恒容过程： W=0；,;VV mQUnCTH=nCp,mT；S=nC

5、V,mln(T2/T1)；恒压过程： W=pV；,;Pp mQHnCTU=nCV,mT；S=nCp,mln(T2/T1)；河 北 科 技 大 学 教 案 用 纸绝热过程： Q=0；U=nCV,mT；H=nCp,mT； S=通式计算 =0（可逆 ）绝热可逆过程方程式：略（自行学习） 。2. 相变化过程可逆相变 (平衡温度及其平衡压力下的相变化过程)：凝聚相相变化 ：W=0；U=Qp=H=mnH；S=H/T ；A=G=0；含气相相变化 ：Qp=H= mnH；A=W=pV=p(V末V始)；U=Qp+ W；S=H/T；G=0；不可逆相变：状态函数法设计途径。3. 化学变化过程：rH=rUm+B(g)R

6、T；rCp,m=rCV,m+RB(g)； rmrmrmHGS+T rmBfm B(B)HH； rmBcm B(B)HH； rmBm B(B)SS； rmBfm B(B)GG第四章多组分系统热力学一、两个定律1. 拉乌尔定律：A* AApp x适用条件：（1）稀溶液中的溶剂；（2）理想液态混合物中的任一组分2. 亨利定律： 溶质液面分压 kBS B（x B、c B、b B）适用条件：（1）稀溶液中的挥发性溶质； （2）溶液中的难溶气体二、两个概念1. 偏摩尔量：BCB,XnTp nX条件恒温恒压；系统其它物质的量不改变；适用溶液或液态混合物中的组分；性质只有广度量才有偏摩尔量；XB为强度量。2.

7、 化学势：B= =Gm； CCCCBBBBBB,T p nS V nS p nT V nGGnUnHnAn河 北 科 技 大 学 教 案 用 纸三、一个判据：1. 判据式： BB B()d()n0（自发） ；0（平衡） ；2. 条件： 恒温恒压， W=0 ；恒温恒容， W =0 3. 应用： () ()恒温恒压相变化自发； () ()恒温恒压相变化处于平衡。四、理想气态混合物1. 组分标准态： p=p=100kPa下的纯理想气体B；2. 组分化学势()( )lnB BBppggRTp五、理想液态混合物1. 组分标准态：p=p=100kPa下的纯液体 B；2. 定义式* BBpp xB; BBx

8、RT ln(l)* B(l)3. 组分化学势* B(l)B(l)m,B(l)lndpBpRTxVp4. 混合性质mixV0；Wmix0；mixU 0；mixH0；Qmix0；mixBB BlnSRnx; mixmixBB BlnGARTnx六、理想稀溶液1. 溶剂： 标准态及化学势表达式同理想液态混合物组分化学势表达式。2. 溶质：标准态 ：压力 p=p=100kPa 时; 溶质B的为单位含量； 遵循亨利定律 的假想态。化学势 ：河 北 科 技 大 学 教 案 用 纸B B()b,B()B()lndppbRTVp b溶质质质；B B(),B()B()lndpcpcRTVp c溶质质质； BB(

9、),B()B()lndpxpRTxVp溶质质质分配定律：()()BBKbb；()()cBBKcc依数性： 蒸气压下降：* AABpp x凝固点下降（析出纯固相溶剂） ：BffbKT沸点升高（溶质不挥发） ：bbBTK b渗透压：BVn RT；Bc RT第五章化学平衡一、平衡条件：rmBB B,0T pGAG二、标准平衡常数1. 定义：ln/rmKGRT; eq pKJBeq B Bpp2. 计算： （1）与反应计量式的关系； （2）相关化学反应的计算；三、等温方程1. 表达式：pJRTGGln mrmr; rmlnpGRTJK2. 应用： 利用反应初始条件判断反应方向。四、化学平衡的影响因素1

10、. 温度的影响范特霍夫方程微分式2 mrdlndRTHTK恒压吸热反应：0 mrHT，K反应平衡向右移动；河 北 科 技 大 学 教 案 用 纸恒压放热反应：0 mrHT，K反应平衡向左移动；积分式12 mr 1 211lnTTRHKK；C RTHK mrln2. 总压的影响 ( 温度不变 ) ：符合平衡移动原理 (加压利于向体积变小的方向移动)。3. 惰性组分的影响： 与平衡移动原理相反 ( 加入惰性组分利于向体积变大的方向移动) 。4. 反应物摩尔比的影响：略。第六章相平衡一、吉布斯相律： F=C-P+2 1. 自由度数 F：保持相平衡系统相数不变时系统的独立变量数。2. 相数 P：固相一

11、种物质一相；液相一层一相；气相一相。3. 组分数 C=S-R-R ：S物种数； R独立化学反应数； R同一相中独立浓度限制条件数。4. 特指条件 ：温度 +压力=2；温度或压力指定 =1；温度压力均指定 =0。二、杠杆规则：用于两相平衡时，两相量与两相组成及系统组成之间的关系式。三、相图： 相图形式自行绘制总结(一)单组分相图 (p-T 图)：略. (二)两组分相图：1. 研究方法： 一定温度下研究压力与两相组成间的关系；一定压力下研究沸腾温度与两相组成之间的关系。2. 两组分气液平衡相图(1)液相完全互溶： 理想液态混合物与真实液态混合物理想液态混合物 ：压力组成图，温度组成图。真实液态混合

12、物 (精馏应用 )：河 北 科 技 大 学 教 案 用 纸分类：一般正偏差；一般负偏差；最大正偏差；最大负偏差特征：压力组成图中最大正偏差有最高点；最大负偏差有最低点；温度组成图中最大正偏差有最低点；最大负偏差有最高点。(2)液相部分互溶： 三相平衡时气相组成介于两液相组成之间；气相组成位于两液相组成一侧。(3)液相完全不互溶 ：一定温度下，三相平衡时系统的蒸气总压等于两液相饱和蒸气压之和；气液两相平衡区内只有一种液相饱和。注意液相部分互溶与完全不互溶相区的区别！ ！3. 两组分凝聚相平衡相图 (液相完全互溶 ) (1)固相完全互溶 ：形式同真实液态混合物气液平衡相图。(2)固相部分互溶 ：具

13、有低共熔点系统与具有转变温度系统。(3)固相完全不互溶： 形式同液相完全不互溶气液平衡相图。(4)生成化合物系统 (相图实质为以上形式相图组合)：生成稳定化合物与生成不稳定化合物系统相图。注意固相部分互溶与完全不互溶相区的区别！ ！四、相图绘制：1. 主要考察凝聚相相图中不同样品步冷曲线的绘制2. 曲线分类：(1) 纯物质 ：只有一次相变为平台；(2) 混合物： 经历两相线为拐点；经历三相线为平台；三相线不包括两个端点。第七章电化学一、电解质溶液1. 电解质溶液的导电机理：离子定向迁移 +极板上的氧化还原反应 (法拉第定律计算电量值) 。2. 电解质溶液的导电性质(1) 离子的迁移数 ：t 的

14、物料衡算式；(2) 电导：G 1/R；河 北 科 技 大 学 教 案 用 纸(3) 电导率 ：1/ Kcell/R；电导率具有加和性；(4) 摩尔电导率 ：m= /c ；,mmm；强电解质的 m可用外推法求得。3. 电解质溶液的活度11 aaa1 bbb/abbaaaa2lgiiAzI lgAz zI212BBIb z二、可逆电池1. 可逆电池的化学图式书写规范。2. 三类电极：电极组成；电极书写；电极反应；典型电极特点自行总结。3. 原电池热力学：rGmzFE；rm pESzFT； rm pEHzFEzFTT；r,m pEQzFET4. 原电池电动势计算：(1) 能斯特方程：写出电池的电极反

15、应， 加和得到电池反应， 利用电池反应代入进行计算；BBB B BlnppRTEEaJzFp即；BBB B B0.05916lgppVEEaJzp即 rmlnGRTEKzFzF；EE 右E 左(2) 电极电势： 分别计算两个电极的电极电势，然后利用EE右E左计算电动势。()ln()RTaEEzFa（电极）电极还原态氧化态；0.05916()lg()VaEEza（电极）电极还原态氧化态注意：电极电势计算式需要代入电极的还原反应进行计算！ ！5. 原电池设计： 熟悉上课的例子，尤其注意浓差电池的特点(标准电动势为 0)。三、电解过程1. 分解电压： 能够使电解质不断分解所需的最小外加电压优先发生氧化反应的极化电极电势优先发生还原反应的极化电极电势2. 电极极化：河 北 科 技 大 学 教 案 用 纸(1) 极化概念： 极化与超电势(2) 极化分类： 浓差极化及电化学极化(3) 极化结果： 阳极电极电势升高， 阴极电极电势降低； E阳E阳，平+阳；E阴E阴，平阴(4) 极化曲线： 原电池端电压随着电流密度增大而减小；电解池端电压随着电流密度增大而增大。3. 电解产物：阳极 极化电极电势低的优先析出；阴极极化电极电