物理化学
Physical Chemistry
北京化工大学
理学院化学系物理化学组
北京市北三环东路15号
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目录
平衡篇
绪论
第一章气体的pVT性质
第二章热力学第一定律第三章热力学第二定律第四章多组分系统热力学第五章化学平衡
第六章相平衡
Introduction
Chapter 1 The properties of gases
Chapter 2 The first law of thermodynamics Chapter 3 The second law of thermodynamics Chapter 4 The thermodynamics of open system Chapter 5 Chemical equilibrium
Chapter 6 Phase equilibrium
绪论Preface
绪论
?一、什么是物理化学?二、物理化学的内容?三、物理化学的研究方法?四、学习物理化学的意义?五、如何学好物理化学?六、物理量的表示及运算?教材与参考书
一、什么是物理化学
?它是从物质的物理现象与化学现象的联系入手来研究物质变化基本规律的一门科学。
?定义：应用数学、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。
?物理化学又称理论化学，是化学类的基础学科也是一门边缘学科。
从例中总结出：
?化学变化总伴随着物理变化
如：化学反应中常伴有能量的吸收或放出，有压力、温度、密度、形态等的变化，有光的发射或吸收，有声响，有电动势、电流等……
?物理条件的变化也影响着化学变化
如：压力、温度、浓度等变化的影响
?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。
二、物理化学的内容
?１.化学热力学
化学变化的能量效应——热力学第一定律化学变化的方向和限度——热力学第二定律?２.化学动力学
化学反应进行的速度及影响的各种因素
化学反应进行的具体步骤
?３.结构化学
化学性质与微观结构之间的关系
三、物理化学的研究方法
?１特点：
理论与实验相结合，理论与实验并重。
理论上、实验上均采用与物理学近似的方法。
如实验常采用：测温度、压力、浓度，观颜色、声现象，测电流、磁场等……
? 2 主要理论：
经典热力学建立在三个经验经验定律上，通过推理与演绎，研究物质的宏观性质，经验的。
统计热力学研究物质的微观与宏观的联系，采用统计平均的方法。
量子力学研究物质的微观性质，纯理论的。
四、学习物理化学的意义
?１对实际应用的意义
直接的:直接的应用于物质变化的最佳控制条件。间接的:学会物理化学的思维方法
a 实践→归纳总结→理论→实践
b 模型→演绎推理→理论→实践
c 理想化→修正→实际过程
?２对学习其他课程的意义
对先行课
对后序课
五、如何学好物理化学
?物理化学课的特点：
1 理论性强、概念抽象。
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：
1 认真学习、及时复习，重视实践环节配合（实验、习题、思考题）做好
课后习题、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。
六、物理量的表示及运算
物理量的运算：
1)物理量常用特定符号表示，该符号即包括数值又包括单位。
2)用物理量表示的方程式中，有加、减、比较时，要求量纲、
单位相同。
3)对数、指数中的变量应当是纯数而不是物理量。
例如：ln（X/[X]）、ｅx/[x]。
4)作图、列表应当用纯数。
5)国际单位制常用的物理量：长度：m（米),质量：kg（千
克）,时间：s（秒）,压力：Pa（帕斯卡）,能量：J（焦
耳）.
参考书：
教材:《物理化学》上、下册，天津大学物理化学教研室编，高教出版社，第三版
辅助教材:《物理化学例题与习题》北京化工大学编，化学工业出版社
参考书:《物理化学》上、下册，南京大学物付献彩主编，高教出版社，第四版
《物理化学》上、中、下册，华东理工大学胡英
主编，高教出版社
《物理化学简明教程》，印永嘉，人民教育出版社
《Physical Chemistry》Sixth Edition Robert
A. Alberty
《Physical Chemistry》P.W.Atkins
第一章气体的p、V、T性质
第一章气体的p、V、T性质
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
§1-4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对应状态原理与压缩因子图
理论与科研结合应用实例
科学家史话
参考书
本章基本要求：
?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。
§1-1理想气体状态方程及微观模型
一、理想气体状态方程
二、气体常数R
三、理想气体定义及微观模型
四、理想气体p、V、T性质计算
一、理想气体状态方程
1.低压定律
波义尔定律：pV=常数（n,T一定）盖—吕萨克定律：V/T=常数（n,p一定）阿费加德罗定律：V/n=常数（T,p一定）且T=273.15K p=101.325kPa时
=22.4×10-3m3
1mol气体V
m
由三个低压定律可导出理想气体状态方程
2.理想气体状态方程
=RT
pV=nRT或pV
m
单位：p—Pa V—m3T—K n—mol
二、气体常数R
对实际气体P0时，符合理想气体方程
T一定时
R=8.314 J?mol-1?K-1R=0.08206 atm?l?mol-1?K-1
在pV
m
～p 图上画线
T 时pV
m
～p 关系曲线
外推至p→0 pV
m 为常数
?
?
?
?
?
?
?
?
?
→
=
T
m
pV
p
R
lim
Ne
理想气体
O2
CO2
p/[p]
2271.11
pV
m
/J.mol-1
三、理想气体定义及微观模型
?理想气体宏观定义：凡在任何温度、任何压力均符合理想气体状态方程（pV=nRT ）的气体，称为理想气体。
?理想气体微观模型：分子本身不占体积，
分子间无相互作用力。
?对实际气体讨论：
p 0时符合理想气体行为
一般情况低压下可近似认为是理想气体
温度越高、压力越低，越符合理想气体