《物理化学复习》ppt课件

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1、物理化学（下册） 复习课,第七章 电化学,电解质的定义，导电机理。 原电池与电解池的组成、定义、区别，表示方法。 一、法拉第定律及其数学表达式 Q=ZF 二、离子迁移数t的定义式、计算公式及其测定方法,t+ + t- = 1,三、电导率k及摩尔电导率m,1、定义 2、计算 （1）求电导池常数： （2）求电导率： （3）求摩尔电导率：,3、摩尔电导率与浓度的关系 4、科尔劳施离子独立运动定律,5、电导测定的应用 四、电解质的平均活度 及平均活度系数,1、从下述各公式计算：,2、对强电解稀溶液从德拜-许克尔极限公式计算,五、电动势测定的应用,1、热力学函数和可逆反应热,注意：德拜-休克尔极限公式适

2、用范围c0.01mol.kg-1 a，还可以利用能斯特方程计算,2、求标准平衡常数,3、求pH值,设计一与H+有关的电池，测定电动势即可求pH .,4、求 从能斯特方程可以求出 ，进一步求,六、能斯特方程,七、电极电势的计算公式,电极电势与电池电动势：,E = E右 E左 E = E右 E左,九、电极的极化与超电势,八、电池的设计与应用 1、电池设计的原则；2、设计电池计算难溶盐的溶解度等。,1、极化与超电势的定义 2、电解时物质在电极上的析出顺序。,典型例题,例1.电池 AgAgCl(s)KCl(b)Hg2Cl2(s)Hg(l). 此电池的电动势与温度的关系为: E = 0.0455 V +

3、 3.3810-4(t-25) V/ 。 (1)写出电极反应及电池反应； (2) 计算所写电池反应在298K时，G，S，焓变H。,解：负极反应 2Ag + 2Cl- = 2AgCl(s) + 2e 正极反应 Hg2Cl2(s) + 2e = 2Hg(l) + 2Cl 电池反应 2Ag + Hg2Cl2(s)= 2Hg(l) + 2AgCl(s) 25时, E = 0.0455 V, ( )= 3.3810-4 V.K-1 G- zEF - 20.045596500 =8.78 kJ .mol-1 SzF( )= 2965003.3810-4=65.2 J.mol-1.K-1 H - zEF +

4、 zFT( ) = - 20.045596500 + 2965002983.3810-4 = 1.066104J.mol1 = 10.66 kJ.mol-1,例2.,电池：Pt H2(100Kpa) H2SO4(0.5mol.kg-1) Hg2SO4(s) Hg(l) Pt在250C时电动势为 0.6960V，已知E(SO42- Hg2SO4 (s) Hg) = 0.6150V。 （1）写出电极反应和电池反应； （2）计算250C时，上述电池反应的平衡常数K及 （3）计算250C时，b = 0.5 mol.kg-1的H2SO4水溶液中H2SO4的活度a(H2SO4)及离子的平均活度 。,解：（

5、1）、阳极： H2 2H+ + 2e- 阴极： Hg2SO4(s) + 2e- 2Hg(l) + SO42-,电池反应：Hg2SO4(s) + H2 = 2Hg(l) + H2SO4,（2）、E = E(SO42- Hg2SO4 (s) Hg) E(H2 H+),= E(SO42- Hg2SO4 (s) Hg),= 0.615V,得：,= -134.3KJ.mol-1,(3)、由能斯特方程：,得：a(H2SO4)= 1.8210-3,（bb) a,b(b+b-)1/,=,可以计算平均活度因子,例3、25时测得电池 的电动势E为1.136V。已知在此温度下标准还原电极电势为： （1）求25时该电

6、池反应的 （2）当该电池的电动势E=1.2V时氯气的压力应为多少？你认为这时的电动势有没有实用价值。 （3）求AgCl(s) 的活度积（或溶度积）。,解： （1）电池反应：,（2）,可算得：,压力过大，无实用价值。,（3）把 设计成电池，则,阳极：,阴极：,标准电动势：,而,可通过给定电池：,进行计算。,所以：,第十章 界面现象,一、表面张力的定义及其影响因素 二、附加压力的定义及拉普拉斯方程,表面张力、表面功及表面吉布斯函数,对空气中的气泡，如肥皂泡：,拉普拉斯方程,三、毛细现象,四、开尔文公式,注意：此式常与其他公式联用： （1）与拉普拉斯方程联用，则,(2)与 联用，则,五、掌握吸附的定

7、义，物理吸附和化学吸附的区别。 六、掌握朗缪尔吸附理论的要点；朗缪尔吸附等温方程：, = V a/ Vam,七、了解溶液吸附的概念；吉布斯等温吸附方程：,八、理解表面活性剂的定义、分类、应用及其在溶液中的排布方式；理解临界胶束浓度的概念。,九.对润湿现象的判断,用接触角判断润湿的程度,将杨氏方程 代入上述几种润湿现象的式子中：,沾湿过程：,浸湿过程：,铺展过程：,根据G0，则有：,沾湿过程：,浸湿过程：,铺展过程：,例1、水的表面张力与温度的关系为： 今将10kg纯水在303K及100kPa条件下等温等压可逆分散成半径r =10-8m的球形雾滴。计算：（1）该雾滴所受到的附加压力。 （2）小雾

8、滴的饱和蒸气压。 （3）环境所消耗的非体积功（即表面功）。 已知303K、100kPa 时水的密度为995kg.m-3 饱和蒸气压为4.24kPa.不考虑分散度对水的表面张力的影响。,典型例题,解：（1）先求出303K（30）时的表面张力,附加压力,（2）利用开尔文公式,（3）非体积功即为表面功 ，A是半径为r、N个雾滴的总表面积，雾滴为球形，故：,例2、25时乙醇水溶液的表面张力与溶液 中乙醇的浓度c（单位mol.dm-3)的关系为：,计算c=0.6mol.dm-3时 （1）溶液的表面张力。 （2）乙醇在液面的表面过剩。 （3）将半径为10-3m的玻璃毛细管垂直插入该溶液中（设乙醇水溶液完全

9、润湿毛细管），溶液在毛细管中上升高度是多少？已知该液体的密度为986kg.m-3,重力加速度g=9.80N.kg-1.,解： （1）c=0.6mol.dm-3时,（2）由吉布斯吸附公式：,（3）由公式：,因为乙醇水溶液完全润湿毛细管，,所以,第十一章 化学动力学,一、理解化学反应速率的定义及表示式,1、第一种定义（基于反应进度）,2、第二种定义（基于浓度）,3、恒容反应的反应速率,4、消耗速率及生成速率,A的消耗速率,Z的生成速率,5、与A（或Z）的关系,二、理解基元反应和非基元反应的定义，掌握基元反应的质量作用定律。,对于基元反应：aA + bB + cC yY + zZ,二、掌握速率方程的

10、一般表示式,对于一般化学反应：aA + bB += +yY + zZ,三理解反应分子数反应级数及反应速率常数的概念。 四掌握零级一级二级反应速率方程的积分公式半衰期公式及其特征；n 级反应的积分通式及半衰期公式。（书上有表）,五掌握速率方程的确定方法:微分法积分法（试差法）半衰期法和隔离法等。,六掌握温度影响反应速率的公式阿累尼乌斯公式（微分式定积分式和不定积分式）。,七理解活化分子活化能的概念基元反应活化能与非基元反应活化能（表观活化能）的区别。,八掌握典型复合反应（一级的对行反应平行反应和连串反应）的动力学特征动力学公式。,如：对行反应：,，KC=k1/k-1,平行反应：,，CY/CZ=k

11、1/k2,九掌握复合反应的近似处理方法。 1控制步骤法,在连串反应中速率最慢的一步，称为控制步骤。,控制步骤法只有在连串反应中才适用。,例如：连串反应,如果k1k2，则第二步为控制步骤。,2、平衡态近似法,k1,k-1,(快速平衡）,（慢）,3、稳态近似法,在连串反应中：A B Y,k1,k2,若 k1 k2, 第一步为控制步骤; 中间产物 B 的浓度是很小的, 近似看做不随时间而变化： dCB / dt = 0,在非基元反应的各个基元步骤中，往往有些活泼的中间物生成，如自由原子或自由基等，它们在反应中消失很快，可以用稳态法处理。,十、了解链反应及其特征、怎样用稳态法推导链反应的动力学方程。

12、十一、掌握催化剂的基本特征，催化反应的一般机理。,例1、298K时N2O5气相分解的半衰期为342 min，此值与N2O5起始压力无关。求： （1）反应速率常数。 （2）反应物反应了90%所需的时间。 （3）若N2O5初始压力po=105Pa,反应10min后总压力为多少？（设开始只有N2O5。）,典型例题,解 ： （1）从题意知 与po无关，故为一级反应。,t = 0 po 0 0 t = t pt 2(po- pt),从一级反应积分式可求出pt 。,例2、恒定体积的反应器中，进行下列反应：,A(g) B(g),k1,k-1,在300K时k1=0.2min-1，k-1=0.005min-1。

13、温度增加10K，正逆反应的速率常数k1和k-1分别为原来的2和2.8倍。求： （1）300K时的平衡常数。 （2）正、逆反应的活化能及反应热效应。 （3）在300K恒温下，系统中反应开始时只有A物质，测得压力pAo=150kPa,问达到平衡时，系统中A、B各占多少？ （4）若使系统中pA=10 kPa，需经过多长时间？ （5）完成距平衡浓度一半的时间。,解：,可算出正反应：,同理可算出逆反应：,联合求解可得：,（4）一级对行反应,代入数值可得：,（5）,（3）因反应前后总物质的量不变，故恒容反应时总压不变,例3、 反应C2H6 + H2 = 2CH4的机理如下： 其中CH3.、H.为活泼中间物

14、，请导出以 表示的速率方程。,证明：,由稳态近似法：,+得：,代得：,代得：,第十二章 胶体化学,1、理解分散系统的定义和分类 2、了解溶胶及高分子溶液各自的主要特征（热力学与动力学稳定性）。 3、理解溶胶的制备方法。 4、了解丁铎尔现象（瑞利公式的应用）、布朗运动等的实质。 5、掌握斯特恩双电层理论的要点，双电层的结构，区分热力学电势 、斯特恩电势 及 电势，了解 电势的应用。 6、理解胶核、胶体粒子及胶团的的概念，,掌握胶团结构的表示方法。 7、了解溶胶稳定理论的基本思想。 8、理解电解质对溶胶的聚沉作用。聚沉值、聚沉能力的概念；掌握判别电解质聚沉能力大小的方法（价数规则和感胶离子序）。

15、判断电解质聚沉能力 的方法 、与胶粒带电相反的离子（反离子）是主要起聚沉作用的离子，即反离子是起主要聚沉作用。 、聚沉离子价数愈高，聚沉能力愈强。 、电解质所含聚沉离子的个数及价数皆相同的不同离子，聚沉能力取决于感交离子序。,、电解质所含聚沉离子价数及种类皆相同，但个数不同时，离子个数愈多的电解质，聚沉能力愈强。 、若外加电解质中反离子的个数、价数及种类全相同时，则需看另外一种离子。此离子对带异号电荷胶粒的聚沉能力越强，则对带同号电荷胶粒聚沉能力愈弱。 9、了解高分子溶液的渗透压和黏度，唐南平衡,例、在浓度为10mol.m-3 的20cm3AgNO3溶液中，缓缓滴加浓度为15mol.m-3的KBr溶液10cm3，以制备AgBr溶胶。 （1）写出AgBr溶胶的胶团结构式。 （2）在三个分别盛10cm3AgBr溶胶的烧瓶中，各加入KNO3、K2SO4、K3PO4溶液使其聚沉，最少需加电解质的数量为：1.0mol.dm-3的KNO35.8cm3；0.01 mol.dm-3的K2SO48.8cm-3；1.510-3 m