第七章 电化学
一、重要概念
阳极、阴极，正极、负极，原电池，电解池，电导L ，电导率κ，(无限稀释时)摩尔电导率Λ，迁移数t ，可逆电池，电池的电动势E ，电池反应的写法，分解电压，标准电极电位、电极的类型、析出电位，电极极化，过电位，电极反应的次序 二、重要定律与公式 1．电解质部分
(1) 法拉第定律：对反应 氧化态+ z e －
→ 还原态 n M = Q /zF = It / zF (2) 电导 G =1/R = A /l
电导率： ? G (l/A )，(l/A )-称为电导池常数 摩尔电导率：?m = ? c
摩尔电导率与浓度关系：稀的强电解质?m = ?m ∞
- A c
(3) 离子独立定律：无限稀释溶液，电解质 -
+-+-++→z z v v v v A C A C
?m ∞
= v +?m ∞，+
+ v - ?m
∞，-
(4) 电导应用：
i. 计算弱电解质的解离度和解离常数 对反应 HA H +
+ A - 解离度 α = ?m /?m ∞
平衡常数 K θ = [ α ??? α?] (c θ/c) ii. 计算难溶盐的溶解度
难溶盐(电解质)溶液电导率的加和性： ???????????????? → ?????
→ 摩尔电导率?m ≈?m ∞
→ 溶解度c = ?????/?m
(5) 平均活度及活度系数：电解质
-
+-+-++→z z v v v v A C A C
-+-+±==v v v a a a a ，
-+-+±=v v v
b b b ，v = v + + v - ， a ±=γ±b ±/ b θ (6) 德拜-许克尔公式： I z Az ||lg -+±-=γ，其中 A =0.509(mol -1·kg)1/2 ，I = (1/2) ∑ b B Z B 2
2. 原电池 (1) 热力学 ? G = -zFE
? S = -(?G /? T )p = zF (? E /? T)p ? H =? G + T ? S = -zFE +zFT (? E /? T )p Q ir = T ? S =zFT (? E /? T )p (2) 能斯特方程
? r G m θ = -zFE θ = -RT ln K θ
∏-
=B B θB ln v
a zF RT E E
当T =298.15K 时，
V
ln 05916.0B B θB ???
???∏-=v a z E E (3) 电极电势
对于还原反应： 氧化态+ z e -
→ 还原态
电极电势
∏∏-
=B B B B θ
B
B
ln (（氧化态）
（还原态）
（电极）电极）v v
a a zF RT
E E
电池的电动势 E = E + - E - 电池的写法：负极 正极
界面表示： ┆┆盐桥 ┆可分液相接触 | 不同相 ，无法区分的界面
三、关键的计算题类型
1．电解质溶液部分
由摩尔电导率计算解离率、解离平衡常数以及迁移数相关的题型。
2．给出电池，写出电极反应及计算电池反应热力学基本函数。这一类型相对容易。 3．给出反应，设计电池并计算电池反应热力学基本函数。 4．给出二个反应的基本量或若干个电极的电极电势，求相关反应的电动势或热力学量。这类题比较综合。
5．典型题形
例1(2002年题)： 25℃时，电池Zn(s) | ZnCl 2 (b ＝0.555mol ·kg -1) | AgCl(s) | Ag(s) 的电
动势E ＝1.015V ，(?E /?T )p = －4.02×10-4 V ·K －
1。已知E θ(Zn 2+/Zn)＝-0.7630V , E θ(AgCl/Ag,Cl -)=0.2220V 。
(1) 写出电池反应。
(2) 求上述反应的平衡常数K θ。
(3) 求电解质溶液ZnCl 2的平均活度系数。
(4) 求上述反应在定浓条件下，在恒压无其他功的反应器中进行或在电池中可逆地进行时吸放的热量各为多少？(共12分)
解：(1) 电极反应： Zn(s) →Zn 2+ + 2e —
AgCl(s) + e —→ Ag(s) + Cl —
电池反应： Zn(s) + 2AgCl(s) →2 Ag(s) + ZnCl 2(l)
(2) K θ = exp(zFE θ/RT ) = exp[2×96500×(0.2220+0.7630)/8.315/298.2]= 1.983×1033
(3)
])(4ln[2ln 23θ3θZnCl θ2b b F RT E F RT E E ±-=-
=γα
3
θ3
ZnCl
2
??? ??==±±±b b a a γΘ，而b b b b b b 3
/13/12/14])2([)(=?==-
+
-+±ννν，
代入 1.015=(0.2220+0.7630)－(0.05916/2)lg(4×γ±3×0.5553)
γ± = 0.521
(4) 可逆电池 Q r = zFT (? E /?T )p = 2×96500×298.2×(－4.02×10-4) J ·mol -1
= -23136J ·mol -1
非电池反应：
Q p = ?r H = ?r G ＋T ?r S = ?r G ＋Q r = －zFE + Q r = [-2×96500×1.015+(-23136)] J ·mol -1 = -219031J ·mol -1
例题2(98年题)：(1) 25℃时，将某电导池充以0.1000mol ·dm -3 KCl , 测得其电阻为23.78Ω；若换以0.002414mol ·dm -3 醋酸溶液，则电阻为3942Ω。 已知0.1000 mol ·dm -3 KCl 的电导率κKCl =1.289 S ·m -1, 醋酸的极限摩尔电导 Λ ∞HAc = 0.03907 S ·m 2·mol -1 . 计算该醋酸溶液的电离度和标准电离常数．(7分)
(2) 可以将煤的燃烧反应 C(石墨) + O 2 → CO 2设计成电池。 已知25℃、p θ 时，C(石墨)的燃烧焓为 －393.51kJ ·mol -1；C(石墨)、CO 2(g)、O 2(g)的标准摩尔熵分别为5.69、213.64和205.03J ·mol -1·K -1。
(a) 求该电池的标准电动势E θ；
(b) 若25℃时，CO 2的压力为101325Pa,, 电池电动势E =1.012V , 求此时氧的压力。 (c) 试将反应设计成电池(电解质为氧化物), 并写出电极反应。(9分)
解：(1)
HAC KCl
KCl HAC
R R
=κκ同一电导池Θ
08244
.003907.0/10221.3/ mol m S 10221.3Ω
2.394m mol 414.2Ω78.23m S 289.1 3
HAc HAc 1
233
1HAc HAc KCl KCl HAc HAc
=?==???=????==???
??=∴-∞----ΛΛακκΛR c R c
K θ= ( c / c θ )α2/(1－α) =(0.002414)×0.082442 / (1－0.08244) = 1.788×10－
5
(2) (a) ? r H θ = -393.51kJ ， ? r S θ = 2.92 J ·K -1
? r G θ= ? r H θ－ T ? r S θ = －393.51kJ －298.15K ×2.92k J ·K -1/1000 = －394.38 kJ
E θ = (－? r G θ)/z
F = 394380J/ (4×96500C) = 1.022V
(b) (b) 若E = 1.012 V , p (CO 2)=101.325kPa E = E θ － (RT/zF ) ln {[p (CO 2)/ p θ] / [p (O 2)/ p θ]} 即 1.012V = 1.022V － (0.05916V/4)lg [101325Pa /p (O 2)]
则 p (O 2)=21359Pa
(c) 设计的(燃料)电池为： C(石墨) | 氧化物电解质(熔融物) | O 2 | Pt
负极： C + 2 O 2- → CO 2 + 4e - 正极： O 2 + 4e - → 2O 2-
电池反应： C(s) + O 2(g) → CO 2(g)
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第九章 统计热力学初步
一．主要概念
定域子(可分辨)，离域子(不可分辨)，独立子，相依子；能量的分解，能级，简并度，基态，激发态；能级分布，微态，最概然分布，平衡分布，玻尔兹曼分布，配分函数，配分函数的析因子性质；统计熵(光谱熵)，量热熵，残余熵 二．主要公式
1．各种运动能级公式
平动：)(82222222c z b y a x m h t ++=ε，立方体时 )(82
223
/22z y x mV h t ++=ε；
其中x ，y ，z 分别为1，2，3，…，正整数； 基态ε t ,0≈0
简并度g t ：基态g t,0 =1，第一激发态g t ,1 =3。 转动： ε r = J (J +1)h 2/8π2I , 基态ε r ，0 =0； g r = 2J +1, J =0,1,2,… 振动： ευ = (υ +
2
1
)hv ， 基态εv , 0 =
2
1hv ；g υ =1，υ=0,1,2,…
2．各种微态数公式
(1)定域子系统： ∏=i i n i D n g N W i !!；当∏=
=i i D i n N W g !! ,1
(2)离域子系统：∏
-?-+=i i i i i D g n g n W )!1(!)!
1(；当 ! ,∏=>>i i n
i D i i n g W n g i
(3)系统的总微态数为：
∑=D
D
W Ω
3. 波尔兹曼分布和粒子的配分函数
粒子的配分函数：
∑-=
i
kT
i i
e g q /ε
波尔兹曼分布：是最可几分布，也是平衡分布。分布式：q e g N n kT i i i /ε-=
任何两能级i ，j 上的分布数n i ，n j 之比：
)
/exp()
/exp(kT g kT g n n j j i i
j i εε--=
式中的任一能级(对独立子系统)可表示五种运动形式之和
ε i = ε i , t +ε i , r +ε i ,υ +ε i , e +ε i , n 其能级的简并度亦表示为积的形式：
g i = g i , t g i , r g i , υ g i , e g i , n 配分函数： q = q t q r q ,υ q e q n 4．各种运动配分函数的公式 单原子分子 q =q t q e q n 双原子分子 q =q t q r q υ q e q n
核配分函数q n 对化学反应一般没影响，故可以不计。
(1) 平动配分函数：
V h mkT q t 3
2
/3)2(π=
， 其中一维时的配分函数：f t = q t 1/3 =3
/12/1)2(V
h mkT π
(2) 转动配分函数：q r =2
28h IkT
T
r σπΘσ=(Θr /T <<1，大部分分子均可适用)
一个转动自由度的配分函数：f r =q r 1/2 = (T /σΘr )1/2 式中转动特征温度： Θr = h 2/8π2Ik
转动惯量：I =μr 2 = m 1m 2 r 2 /(m 1+m 2)，μ为折合质量
σ称为对称数，是绕旋转轴旋转360度时重迭的构型数。对同核和异核双原子，分别为2和1。对多原子非线性分子，有3个转动轴。 (3) 振动配分函数
定义振动特征温度：Θυ = hv /k 。对一维谐振子
q υ = [exp(Θv /2T ) - exp(-Θv /2T )]-1 = exp(-Θv /2T ) / [1 - exp(-Θv /T )] q υ0 = 1 / [1-exp(-Θυ /T )]
(4) 电子配分函数：q e = g e,0 exp(-ε e,0 /kT ) + g e,1 exp(-ε e,1 /kT ) + g e,2 exp(-ε e,2 /kT ) + … 利用电子光谱数据，可计算上述各项，进而算出q e 。
若温度不太高时，激发态可忽略，这时q e =g e,0 exp(-ε e,0 /kT ) ，q e 0=g e,0 。 (5)配分函数的数量级大小及与T 、V 的关系：当T =300K 时，
q t /V ：10 30～10 32 m -3, q r ： 10～102 , q υ：10-2～10，q e ，0：1～10
常温下，q e 可认为与温度无关，其它配分函数均与温度有关，而q t 唯一与体积有关。 5．理想气体(离域独立子系统)的统计热力学性质
单原子分子： q =V
h mkT q t 3
2
/3)2(π=
双原子分子： q = q t q r q υ =
kT hv kT hv e e h
kTI
V h
mkT /2/2
23
2
/318)2(---??
σππ
(1) 1mol 理想气体：
0230；；RT U U RT U U r r t t ==== 常温时U v 0=0，高温或Θv 很小时U v 0=RT 。内能与能量零点的选择有关。 (2) 热容 ：C V ,m =(?U /?T )V ，C p,m =(?H /?T )p
热容一般为：C V ,m = C V ,m,t + C V ,m, r + C V ,m, υ
C V ,m,t =(3/2)R , C V ,m, r =R , 当Θv /T >>1时， C V ,m, υ ≈0；Θυ/T <<1，C V ,m, υ≈R ，符合能量均分原理。
单原子气体：C V ,m = C V ,m,t =(3/2)R
双原子气体：C V ,m = C V ,m,t + C V ,m, r + C V ,m,v ，常温C V ,m ≈(5/2)R ，高温C V ,m → (7/2)R 三、主要题型
本章知识结构体系可归纳如下：
系统微态数Ω → 系统最可几分布(玻尔兹曼分布)q e Ng n kT
i
i i /ε-=→
配分函数
∑-=i
kT
i i
e g q ε→宏观热力学量与微观状态数关联S =k ln Ω →
通过配分函数计算宏观性质 ?U 、C v 、?H 、?G 、K 等的数值。
热力学函数计算的公式比较复杂，一般不作要求。因此，本章重点是分子各种运动的能级、配分函数、能级分布相关的计算。
例题1：在298.15K 和100kPa 压力下，1mol O 2(g) 放在体积为V 的容器中，试计算 (1) 氧分子的平动配分函数。
(2) 氧分子的转动配分函数(已知转动惯量I 为1.935×10－
46 kg ·m 2)。
(3) 氧分子的振动配分函数 q v 0 (已知其振动频率为4.648×1013s －
1)。
(4) 氧分子的电子配分函数(已知电子基态的简并度为3，电子激发态可忽略)。 (5) 忽略振动和电子的影响，估算氧分子的恒容摩尔热容。
已知阿伏加德罗常数L =6.022×1023mol -1，普朗克常数h =6.626×10-34J ·s, 光速k =1.381×10-23J ·K -1。
解：(1) V =nRT /p = 1mol ×8.3145J.mol －1.K －
1×298.15K/100000Pa = 0.02479 m 3
q t =
V
h
mkT 2/32
)2(
π
3
2/32
34-123233m 02479.0])s J 10626.6(K 15.298K J 10381.1)10022.6kg/(1032142.32[???????????=---
= 4.344×1030
(2) q r =
2
3412324622
2s)J 10626.6(2K
15.298K J 10381.1m kg 10935.1142.388???????????=----h IkT σπ= 71.66
(3) 振动特征温度
-123-11334K J 01/1.381s 104.648s J 10626.6/??????==--k hv v Θ=2230K
1.0006 )]K 15.298/K 2230exp(1[)]/exp(1[110=--=--=--T q v v Θ
(4) q e = g e 0 =3
(5) C V,m = C V,m,t + C V,m,r + C V,m,v = (3R )/2 + R =20.79 J ·K －
1·mol －
1
例题2(2001年题). HI 的摩尔质量M ＝127.9×10-3kg ·mol -1，振动特征温度Θv ＝3200K ，
转动特征温度 Θr ＝9.0K ：已知k ＝1.381×10－
23J ·K -1，h ＝6.626×10-34J ·s ，L ＝6.022×1023mol -1。
(1) (1) 计算温度298.15K ，100kPa 时HI 的平动、转动、振动配分函数q t 、q r 、q v 0。 (2) (2) 根据转动各能级的分布数，解释能级越高粒子分布数越小不一定正确。(10分) 解：(1) V =nRT /p =(1×8.315×298.15/100000)m 3 =0.02479m 3
V
h mkT q t 3
2
/3)2()HI (π=
3
3
343/2123233m 02479.0s)
J 10626.6(K)15.298K J 10381.1)10022.6/kg 109.127(142.32[???????????=----=3.471×1031
q r =T /Θr σ= 298.15K/(9.0K ×1)=33.13
)K 15.298/K 3200ex p(11
)/ex p(11)HI (0--=
Θ--=
T q v υ=1.000
(2) 根据玻尔玆曼分布，转动能级分布
n J /N =g J exp(-J (J +1) Θr /T )/q r = (2J +1) exp(-J (J +1) Θr /T )/q r ＝g J f J
由g J = (2J +1)和f J 决定，随着J 增大，g J 增大，f J 减少，因此有可能出现一个极大值，即能
级越高粒子分布数越小不一定正确。
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第十章 表面现象
一、主要概念
分散度，比表面，表面与界面，表面张力与影响因素，表面功，比表面吉布斯函数，润湿，沾湿，浸湿，铺展，润湿角，附加压力，毛细现象，亚稳状态与新相生成，过饱和现象、过热、过冷现象及其解释，吸附，吸附质，吸附剂，化学吸附，物理吸附，(平衡)吸附量，单分子层吸附理论，覆盖度，吸附系数，表面过剩，正吸附与负吸附，表面活性剂，临界胶束浓度，表面活性剂的去污(润湿变不润湿，乳化)和助磨作用原理。 二、主要公式
1．比表面a s =A s / V 或 a s =A s / m 2．表面功与表面张力
δW 'r = d G =(F /2l ) d A s = γ d A s (T ，p ，N 一定) γ = F /2l = (δW 'r / d A s )T ，p ，N = (?G /? A s ) T,，p ，N 3. 高度分散系统的热力学方程
d G = -S d T + V d p +ΣμB d n B + γ d A s 4. 润湿与杨氏(Young)方程
γs-g = γs-l + γg-l cos ? ，?-润湿角
铺展系数(spreading coefficient): s = γs-g - γs-l - γg-l
当?>90 ，s <0，不润湿；当?≥0 ，s ≤0，润湿；当?→0 ，s ≤0，铺展。 5. 弯曲液面现象
(1) 附加压力-拉普拉斯 (Laplace)方程： ?p = 2γ /r
(2) 毛细现象公式：压力 ?p = 2γ /r = 2γ cos ? /r' =ρgh (r -液面半径，r ' -毛细管半径)
(3) 弯曲液面的饱和蒸气压-开尔文公式：
r M p p RT r ργ2ln
=
或
r RT M
p p r ργ2ln = 助记：平液面→弯液面，? G =W r = RT ln(p r /p )= V(l) ? p =(M /?) 2γ/r
6．吸附现象
(1)气-固吸附，兰格谬尔吸附等温式：
bp bp +=
=
∞1ΓΓθ ，
?-覆盖度，? -压力p 时的吸附量，?∞—(单分子层)饱和吸附量，b —吸附系数 吸附量为体积时，a s =(V ∞/22400ml)L A
(2) 等温吸附经验式-弗罗因德利希 (Freundlich)等温吸附经验式
?=n kp m x =或 ?=n
kc m x =
(3)溶液表面的吸附 - 吉布斯等温吸附方程：
dc d RT c Γγ
＝－
当 d γ /dc < 0、=0、>0即 ? > 0、=0、 <0时，发生正、无、负吸附现象。 分子的截面积：A =1/L Γ ∞ 三、典型题型
1．从润湿现象做附加压力，毛细现象，微小液滴饱和蒸气压的计算以及解释过饱和现象。
2．从吸附角度出发进行气体在固体或液体在液体表面上的吸附相关的计算。
例题1(2001年题)：在273K 时用钨粉末吸附正丁烷分子，压力为11kPa 和23kPa 时，对应的吸附体积(标准体积)分别为1.12dm 3·kg -1和1.46dm 3·kg -1，假设吸附服从Langmuir 等温方程。
(1) (1) 计算吸附系数b 和饱和吸附体积V ∞。
(2) 若知钨粉末的比表面积为1.55×104m 2·kg -1，计算在分子层覆盖下吸附的正丁烷 分子的截面积。已知L ＝6.022×1023mol -1。(10分)
解：(1) Langmuir 等温方程 V/ V ∞= bp /(1+bp )，两种不同压力下的数据相比数得 V/ V’ = (1+1/bp’)/(1+1/bp )
1.46/1.12=(1+1/11kPa/b )/ (1+1/23kPa/b ) 可得 b =0.156 kPa -1 所以
V ∞= V (1+bp ) / bp ＝1.12dm 3·kg -1×(1+0.156×11)/(0.156×11) =1.77 dm 3·kg -1
(2) (2) 比表面 a s = V ∞LA /(0.0224m 3·mol －
1) ，可得截面积为
A ＝(0.0224m 3·mol －
1) a s / V ∞L
＝ (0.0224m 3·mol －1)×1.55×104 m 2·kg -1/(1.77×10－
3m 3·kg -1×6.022×1023mol -1)
＝3.257×10
－19
m 2
例题2(99年)：已知 27℃ 和 100℃ 时水的饱和蒸气压 p * 分别为 3.529kPa 、101.325kPa ；密度ρ分别为 0.997×103 kg ·m -3和 0.958×103 kg ·m -3；表面张力分别为 7.18×10-2 N ·m -1 和 5.89×10-2 N ·m -1；水在 100℃、101.325kPa 下的摩尔气化焓?vap H m 为 40.67 kJ ·mol -1。
（1）（1）若27℃时水在某毛细管中上升高度为0.04m ，水和毛细管的接触角为20°，
试求该毛细管的半径r'(已知g =9.80N ·kg -1)。
（2）（2）当毛细管半径r'=10-9m 时，试求27℃下水在该毛细管内的饱和蒸气压。 （3）（3）外压为101.325kPa 时，试求r'=10-6m 的毛细管中水的沸腾温度(设水和毛细管
的接触角为20°)。(10分)
解：(1)
0.04m kg 9.80N m 997kg 20cos m N 1018.72cos 2'1-3-012????????=
=--gh r ρθγ=3.45×10-4 m (2)凹液面，曲率半径为负值。
'cos 2ln
0r RT M p p r ρθγ=
m)(-10m 997kg 300.2mol K 8.3145J 20cos mol kg 1002.18m N 1018.729-3-1-1-1312?????????????=
---- = -0.9771
p r = p 0×0.3764= 3.529kPa ×0.3764= 1.328 kPa (3) (3) 空气泡的半径为
r = r'/cos θ = 10-6m/cos 20 =1.06×10-6m
忽略水的静压，水沸腾时气泡内的蒸气压等于外压和气泡所受附加压力之和，即
kPa )1006.10589.02325.101(23-??+=+
=?+=r p p p p γ
外外=212.457kPa
由克-克方程求该压力下的沸腾温度
)11(ln
1m vap 1T T R H p p
-?-=
)K 2.37311(K mol J 3145.8mol J 40670kPa 325.101kPa 457.212ln 1
-1--1-???-=T
T = 395.5 K
例题3(2003年)：25 ℃时乙醇水溶液的表面张力γ 与乙醇浓度的关系如下
γ / (10－3N ·m)=72－0.5(c /c θ)+0.2(c /c θ)2
试解决下列问题：
(1) 25 ℃时将一个半径为10-5m 的毛细管插入水溶液中，试计算毛细管中的液面将升高多少？假设润湿角为0°，纯水的密度为1.00kg ·dm -3, g =9.80m ·s －2。
(2) 计算25 ℃时乙醇浓度为0.1mol ·dm -3的表面吸附量。 (8分)
解：(1) 纯水的表面张力γ =72×10－3N·m－1
升高高度h=2 γ cosθ/ρgr
= 2×72×10－3N·m－1×cos0°/(1000kg·m-3×9.80 m·s－2×10－5m)＝1.47m
(2) Γ =－(c/RT)dγ/d c
=－[0.1mol·dm－3/(8.315J·K－1·mol－1×298.2K)](－0.5+0.4×0.1)×10－3mol－1·dm3＝1.86×10－8mol－1·m－2
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第十一章化学动力学
一、主要概念
反应速率，依时计量学反应，(非依时计量学反应，)消耗速率，生成速率，基元反应，非基元反应，质量作用定律，级数，总级数，(基元反应的)反应分子数，速率方程，半衰期，反应级数的确定方法(积分法，微分法，初浓度法，隔离法，半衰期法)，活化能，指前因子，速率常数，表观活化能或经验活化能，对行反应，平行反应，连串反应，稳态处理法，平衡态近似法，单分子反应机理，直链反应，支链反应，爆炸，碰撞理论要点，势能面，反应途径，过渡状态理论要点。笼罩效应，遭遇对，量子效率，催化剂
二、主要定义式与公式
1．反应速率：标准反应0=∑B v B B ，
反应进度：d? =dn B /v B ,
反应速率：◆ = d?/Vdt =dn B/ V v B dt =(恒V)dc B/v B dt
生成速率(反应物)：◆B= -dc B/ dt
消耗速率(产物)：◆B= dc B/ dt
2．质量作用定律：对基元反应a A + b B +... →l L +m M
速率方程：-dc A/dt = k c A a c B b ...
3. 速率方程的一般形式：经验式：-dc A/dt = k c Aα c Bβ ... (微分式)
式中：α、β ????A，B的分级数，反应的总级数n= α β ???；
k-速率常数，与温度有关。
4．简单级数反应的动力学特征
表、简单反应浓度对反应速率的影响
注意：用浓度表示的反应速率如－d c A/d t=k c c A，则k指k c。若用分压表示的反应速率―d p A/d t=k p p A n，则k指k p。两者关系为k p = k c (RT) 1 - n
5．确定反应级数的方法
(1)积分法：
?A
0,
c
c A-
d c A/ c Aα c Bβ ... =
?
t
0k d t(积分式)
把实验数据c A ~t关系代入各级数的反应积分式中求出k，若k为常数则为此级数，或作其线性关系图，若呈直线则为该级数。此法适用于整数级反应。
(2) 微分法：对υ =kc A n形式的动力学方程，取对数
ln(υ/[υ]) = ln(k/[k])+n ln(c A/[c])，作ln(υ/[υ]) ～ln(c A/[c]) 图可求出斜率=n。
式中υ需从实验得的c A ~ t图中求出－d c A/d t。此法适用于整数、分数级数。
用初浓度法还可避免产物的干扰。
(3)半衰期法：n
t t
c c
A A
=+
11212
00
lg(/)
lg(/)
/
'
/
''
,
''
,
'
或
常数
+
-
=
]
[
ln
)
1(
][
ln0,
2/1
c
c
n
t
t A
，作图可求n。
(4)隔离法：对于有两种或两种以上反应物的反应，如υ= k c A a c Bβ
当恒定c B(或c B >> c A，B浓度变化很小)，υ= k’c A a，可通过上述方法求出a。
同理恒定A浓度时，υ= k” c Bβ，可通过上述方法求出β。
6．温度对反应速率的影响：速率常数k与温度T的关系
(1)范特霍夫(Van’t Hoff)规则：
k k t t
+=1024
℃
~或
k k t t t t 21
2110=-β()/℃
，β=2~4称为温度系数。
(2)阿累尼乌斯(Arrhenius)方程： d k dT
Ea
RT ln =
2 (微分式，活化能E a 的定义式) i ．不定积分式：
ln
[]ln []k k Ea
RT k k =-+0 或指数式：k k e Ea RT =-0/
以ln(k /[k ]) 或ln(k /[k ])对1/T 作图为一直线，由直线斜率和截距可分别计算活化能E a 和指前因子k 0。
ii ． 定积分式 ：
ln
()k k Ea R T T 212111=--
iii ．E a 大则k 小，反应难。E a 大，(E a /RT 2)大，即k 随T 变化大，若有两个反应，活化能大的反应，升温时速率常数k 增大。 7．各类典型复合反应的主要公式及基本要求
(1)
一级对行反应
k k -1
B
A
i. 微分式： d c A /d t = －k 1c A +k -1c B
ii. 积分式：
t
k k c c c c e
A A e A A )(ln
11,,0,-+=--
iii. 完成距平衡浓度一半的时间
)(693
.0112/1-+=
k k t ，与初浓度无关。
iv. 平衡常数与正、逆速率常数关系K c = k 1 / k -1 v. 反应焓与正、逆反应活化能关系?r H ≈ ?r U = E 正 - E 逆
(2) 一级平行反应
A
B C
i. 微分式 - d c A /d t = (k 1+k 2)c A ii. 积分式：ln ( c A,0 / c A ) = ( k 1 + k 2 ) t
iii. 半衰期：
)(693
.0212/1k k t +=
。
iv. 产物分布：c B /c C = k 1 / k 2
v. 表观活化能与基元反应活化能关系
212
211k k E k E k E ++=
表观
(3) 连串反应 : A ?→?1k B ??→?2k C
i. 微分式 - d c A /d t = k 1c A ， d c B /d t = k 1c A - k 2c B ，d c C /d t = k 2c B
ii. 积分式：
)](1
1[)
(21211121
2A,0C 1
2A,01B A,0A t k t k t k t k t k e k e k k k c c e e k k c k c e c c --------
=--=
=
中间产物极大时的时间与浓度 )/()(
)
()/ln(1222
1A,0m B,2121m k k k k k c c k k k k t --=-=
。
8. 处理复杂反应动力学方程的方法：
(1) 选取控制步骤法：多个反应步骤中存在控制步骤。
(2) 稳态近似法：中间物B 很难生成，但反应性很强，使其浓度很低，d c B /d t =0。 (3) 平衡近似法：反应能随时保持平衡。 9．光化学定律
（1） （1） 光化学第一定律：只有被系统吸收的光，才能有效地引起光化反应。 （2） （2） 光化学第二定律：在初级过程中，系统每吸收一个光子活化一个分子或
原子。
（3） （3） 1摩尔光子能量E m (即1爱因斯坦): E m = Lhv = Lhc / λ
式中:光速c ，普朗克常数h , L -阿佛加德罗常数，λ-波长
(4) 量子效率:被吸收光子的物质的量发生反应的物质的量
被吸收的光子数发生反应的分子数=
=
?
10．催化作用
(1)催化剂：存在较少量就能显著加速反应而本身最后并无损耗的物质。减慢反应的物质称阻化剂。
(2)催化剂的基本特征
i. 催化剂参与催化反应，开辟一条更快的新途径，降低活化能，但反应前后催化剂的化学性质和数量不变。
ii. 催化剂不能改变反应系统的始、末状态。故不能改变反应的状态函数变如?G 、?H 。 iii. 催化剂不能改变反应的平衡状态，只能加速平衡的到达。即不能改变或平衡常数。因K = k 1 / k -1，故催化剂同时催化正向和逆向反应。 iv. 催化剂对反应的加速作用具有选择性。 三、主要题型：
确定反应级数α、β，计算活化能E a 及k ~T 关系是本章的核心。 1．解题时注意的问题：
(1)比较熟练0，1，2级反应的动力学特征(c A -t , k 的单位，t 1/2 , 线型图)。为了避免记错，做题时最好用动力学方程的积分式或微分式进行推导助记。
(2)题目常常给出反应动力学特征：c A -t 关系, k 的单位，t 1/2 , 线型图等，应该马上想到对应的级数。
(3)若恒T 、V ，则p B =c B RT , 动力学方程可用p B 代替c B ，即-dp A /dt = k p p A α p B β ...
其中k p = k (RT )1 α β
2．给出c A -t 关系，求级数α、β，活化能E a 及k ~T 关系相关的计算。 3．简单的一级复合反应(对行反应，平行反应，连串反应)相关的计算。 4．给出复杂反应的机理推导动力学方程。
5．综合例题
例题1(2002年)：乙醛热分解CH 3CHO → CH 4＋CO 是不可逆反应，在518℃及恒容条件下，有数据：
100秒后系统总压
0.500kPa
0.229kPa
求(1)乙醛分解的反应级数；(2)计算518℃时的速率常数；(3)实验测得在538℃时的速率常数是518℃时的两倍，计算该反应的活化能。(共12分)
解：本题与天津大学《物理化学》第四版教材11.33题基本相同。
设甲醛为A ，因为是恒温恒容反应，可用压力代替浓度进行有关计算。
A → CH 4 ＋ CO
t =0 p A0 0 0 总压p =p A0
t =t p A p A0－p A p A0－p A 总压p =2p A0－p A 所以 p A =2p A0－p
(1) 可用多种方法求解。比较简单的是积分法。假设为级数n ＝1， 则 k =ln(p A0/p A )/t =ln[p A0/(2p A0－p )]/t 代入数据：
k 1=ln[0.400/(2×0.400－0.500)]/100s=0.00288s －
1
k 2=ln[0.200/(2×0.200－0.229)]/100s=0.00157s －
1 速率常数相差太多，可否定为一级反应。
假设为二级反应，则 k =(p A －1－p A0－
1) t 代入数据得：
k 1=[(2×0.400-0.500)-1－0.400-1] kPa -1/100s ＝0.00833 kPa -1·s －
1
k 2=[(2×0.200-0.229)-1－0.200-1] kPa -1/100s ＝0.00848 kPa -1·s －
1 速率常数非常接近，所以可认为是二级反应。
用n 级反应的压力与时间式代入建立一个方程，用尝试法求n 亦可。
(2) 速率常数 k =(k 1+k 2)/2 =0.00841 kPa -1·s －
1。 (3) E a =RT 1T 2ln(k ’/k )/( T 2－T 1)
＝(8.315×793.15×813.15×ln2/20)J ·mol －
1
＝186 kJ ·mol －
1
例题2(2002年)：有下列反应
A(g)
B(g) + C(g)
k 1
2
式中k 1和k 2分别是正向和逆向基元反应的速率常数，它们在不同温度时的数值如下：
温度/K300 310
k1/s-1 3.50×10-37.00×10-3
k2/(s·pθ)-17.00×10-7 1.40×10-6
(1)(1)计算上述可逆反应在300K时的平衡常数K p和Kθ。
(2)(2)分别计算正向反应与逆向反应的活化能E1和E2。
(3)(3)计算可逆反应的反应焓?H。
(4)(4)在300K时，若反应容器中开始时只有A，其初始压力p0为pθ，问系统总压p’, 达到1.5pθ时所需时间为多少？(可适当近似)(13分)。
解：(1) K p=k1/k2=3.50×10－3s－1/7.00×10－7(s·pθ)-1＝2000 pθ
Kθ＝K p /pθ =2000
(2) E1=RTT’ln(k1’/k1)/( T’－T’)= [8.315×300×310×ln(7.00/3.50)/(310－300)]J·mol－1
＝53.6k J·mol－1
E2=RTT’ln(k2’/k2)/( T’－T’)
= [8.315×300×310×ln(1.40×10－6/7.00×10－7)/(310－300)]J·mol－1
＝53.6k J·mol－1
(3) ?H= E1－E2＝0
(4) A(g) = B(g) + C(g)
t=0 pθ p= pθ
t=t’ p A pθ -p A pθ -p A p=2pθ -p A即p A＝2pθ－p
速率方程
-d p A /d t = k1 p A－k2(pθ -p A)2≈k1 p A( ∵pθk2< 积分得 t=ln(p A0/p A)/k1=ln[pθ /(2pθ－p)]/t =ln[pθ /(2pθ－1.5pθ)]/3.50×10-3s-1=198s 例题3(2003年)：已知反应NO2(g) =NO(g) + (1/2)O2(g) 以NO2的消耗速率表示的反应速率常数与温度的关系为 ln(k/dm3·mol－1·s－1)＝－12884K/T +20.2664 (1)(1)试求反应的级数，活化能E a及指前因子A。 (2) 若在400 ℃时将压力为26664Pa的NO2(g)通入反应器中，使之发生分解反应，试计算反应器的压力达到31997Pa时所需时间。（10分） 解：(1) 速率常数k的单位为dm3·mol－1·s－1，所以反应为2级。与阿累尼乌斯方程的对数式ln (k/ dm3·mol－1·s－1)= －E a/RT + ln(A/ dm3·mol－1·s－1) 对比，可得 E a＝12884K×R＝12884K×8.315J·K－1·mol－1＝107.1kJ·mol－1 A= exp(20.2664) dm3·mol－1·s－1 =6.33×108 dm3·mol－1·s－1 注：代入两种温度分别计算k ，再算E a 亦可。 (2) (2) 400 ℃ 时的速率常数: ln(k /dm 3·mol －1·s －1)＝－12884K/673.15K +20.2664=1.1265 k =3.085dm 3·mol －1·s －1 设NO 2(g)=A, 对于二级反应，反应时间与浓度的关系如下 t =(1/c A -1/c A0)/k 需知道浓度，可通过压力进行计算： NO 2(g) = NO(g) + (1/2)O 2(g) t =0 p 0=26664Pa 0 0 t =t 26664Pa －p x p x (1/2) p x 总压p =26664Pa+p x /2=31997Pa 所以 p x ＝10666Pa c A =(26664-10666)Pa/RT =15998Pa/RT ，c A0=26664Pa/RT t =(1/c A -1/c A0)/k ＝RT (1/15998Pa －1/26664Pa)/k =8.315J ·K －1·mol －1×673.15K ×(1/15998Pa －1/26664Pa)/ (3.085×10－3m 3·mol －1·s －1 ) ＝45.37s 例题4(2002年)：．有一平行反应 ln ()k k Ea R T T 212111 =-- 在500K 时，k 1、k 2分别为4.65s -1和3.74s -1。求(1) A 转化90％所需要的时间；(2)求总反应的表观活化能。已知两平行反应的活化能E 1、E 2分别为20kJ ·mol -1和26 kJ ·mol -1。(共10分) 解：本题需掌握一级平行反应的规律才容易做。若没掌握，需自己推导。 (1) A 的转化率x 与时间的关系如下： t = －ln(1－x )/(k 1+k 2) ＝－ln(1－0.90)/(4.65s -1+3.74s -1)= 0.2744s (2) E =(k 1 E 1+k 2 E 2)/ (k 1+k 2)=(4.65×20＋3.74×26) kJ ·mol -1/(4.65+3.74) =22.67 kJ ·mol -1 返回 第十二章 胶体化学 一、主要概念 均相分散系统(溶液)，胶体系统(亲液溶胶，憎液溶胶)，粗分散系统，胶体的光学、动力和电性质，胶团结构，双电层DLVO 理论，乳状液 二、主要性质与公式 1．胶体的性质： 高度分散性、多相性和热力学不稳定性。体现如下： (1)光学性质-丁达尔效应：胶体对光的散射现象。 散射光强度-雷利公式：0 220 22 022422)cos 1)(2(29I n n n n l c V I αλπ++-= (定性记忆) 式中：I 0及●分别为入射光强度和波长，V 为每个分散相粒子的体积，c 为单位体积中的粒子数，n 及n 0分别为分散相及介质的折射率，?为散射角，l 为观察者与散射中心的距离。此公式适用于粒子的尺寸远小于入射光的波长，把粒子看成点光源；不考虑粒子散射光之间的相互干涉；粒子不导电。 应用解释：浊度计原理；超显微镜原理；早上、下午太阳红色，中午天空蓝色。 (2)动力性质 i. 布郎运动：在超显微镜下，观察到胶粒不断地作不规则的运动，称为布郎运动。 ii. 扩散：在有浓度梯度存在时，物质粒子因热运动而发生宏观上的定向迁移的现象。 iii. 沉降与沉降平衡：当扩散速率等于沉降速率时，粒子浓度c 随高度h 的分布。 (3) 电学性质 i. 电泳：在外电场的作用下，胶体粒子在分散介质中定向移动的现象。 ii. 电渗：在多孔膜(或毛细管)的两端施加一定电压，液体通过多孔膜而定向流动的现象 iii. 流动电势：在外力的作用下，液体通过多孔膜(或毛细管)定向流动时在多孔膜两端 产生的电势差。 iv. 沉降电势：分散相粒子在重力场或离心力的作用下迅速移动时，在移动方向的两端所产生的电势差。 v ．从电泳速率或电渗速率计算 电势 E u εη ζ= (准确记忆) 式中?为分散介质的介电常数，?=?r ?0，?r 为相对介电常数，?0为真空介电常数。E 为电势梯度，?为介质粘度。 2．憎液溶胶的胶团结构 根据扩散双电层理论，胶团结构由胶核、胶粒和滑动部分三个层次组成。双电层由紧密层和扩散层组成，它们之间存在一个滑动面。具体如下： (1)胶核由固体微粒和选择性吸附的离子组成，该离子通常为构成固体微粒的离子，并且决定着胶粒所带的电荷，一般为溶液中过量物质(起着稳定剂的作用)的成核离子。 (2)紧密层和扩散层的离子其电荷与胶粒吸附的离子电荷相反，称为反离子，通常为稳定剂中的非成核的离子。 (3)写胶团结构的关键是确定稳定剂，稳定剂一旦确定，吸附的离子便确定。 注意: (1) 在胶团结构中， m ， n ， x 均为不定数。 (2) 胶粒虽带电，但整个胶团结构是电中性。 (3) 对于固体分散成的溶胶，胶团结构要具体分析。 3．扩散双电层理论 双电层由紧密层和扩散层组成。双电层结构可用下图模型表示。 ?0热力学电势：固体表面与溶液本体之间的电势差。 ?δ斯特恩电势：斯特恩层与溶液本体之间的电势差。 电势(或电动电势)：滑动面与溶液本体之间的电势差，只有在 固液两相发生相对移动时，才能呈现出来。 电势在数值上小于热力学电势。 例如：10ml 0.1 mol dm -3 KI + 9 ml 0.1 mol dm -3 AgNO 3 制备AgI 溶胶，由于KI 稍 过量，起着稳定剂作用，固体微粒优先吸附与其自身有相同元素的离子，即I -，反离子为稳定剂的另一个离子K +，故AgI 溶胶的胶团结构可表示为图12-1， 胶粒带负电，电泳时朝正极移动。若AgNO 3稍过量则为稳定剂，胶团结构变为图12-2，胶粒带正电，电泳时朝负极移动。 图12-1 KI 稍过量时的胶团结构 图12-2 AgNO 3稍过量时的胶团 4．电解质对溶胶的聚沉作用 使溶胶发生明显的聚沉所需电解质的最 小浓度，称为该电解质的聚沉值，聚沉值的倒数定义为聚沉能力。 （1） （1） 起聚沉作用的是与胶粒带相反电荷的离子(即反离子)； （2） （2） 反离子价数越高，聚沉能力愈大，聚沉值愈小。 （3） （3） 与溶胶具有同样电荷的离子能削弱反离子的聚沉能力，且价数愈高，削 弱作用愈强。 （4） （4） 有机化合物的离子都具有很强的聚沉能力。 5．DLVO 理论：能较好解释带电溶胶稳定的原因。 除胶粒带电是溶胶稳定的主要因素外，溶剂化作用和布郎运动也是溶胶稳定的原因。 6. 乳状液：稳定，加入稳定剂；去乳化手段。 三、典型题型 计算胶体的性质(主要是 电势)，写出胶团结构，比较电解质对胶体稳定性的大小，及DLVO 理论的理解是本章的主要内容。粗分散系统的性质仅需了解。 例题1(2003年)：混合等体积的0.1 mo1·dm －3 KI 和0.09 mo1·dm － 3 AgNO 3溶液所得 固体表面 的溶胶。 (1) (1) 试写出胶团结构式； (2) (2) 指明电泳方向； (3) (3) 比较MgSO4，Na2SO4，CaCl2电解质对溶胶的聚沉能力并简述原因。(6分) －+x－+ 解：（1） （2）（2）胶粒带负电，往正极移动 （3）（3）聚沉能力为: Na2SO4 < MgSO4< CaCl2 因为胶粒带负电，反离子起聚沉作用，其价数越高，聚沉能力越大，故Ca2+、Mg2+ > Na+。又因与胶粒带同种电荷的离子能削弱反离子作用，高价强于低价，即聚沉能力有SO42－ < Cl－，因此可得到上面的聚沉能力次序。简述热力学三个定律及其应用。 例题2(2001年)：在浓度为10 mol·m-3的20cm3 AgNO3溶液中，缓慢滴加浓度为15 mol·m-3的KBr溶液10cm3 ，以制备AgBr溶胶。 (1) 写出AgBr溶胶的胶团结构表达式，指出电泳方向。 (2) 在三个分别盛10cm3 AgBr溶胶的烧杯中，各加入KNO3、K2SO4、K3PO4溶液使其聚沉，最少需加电解质的数量为：1.0 mol·m-3的KNO3 5.8 cm3 ；0.01 mol·m-3的K2SO4； 8.8 cm3 ；1.5×10－3 mol·m-3的K3PO48.0 cm3 ；计算各电解质的聚沉值以及它们的聚沉能力之比。 (3) 293K时，在两极距离为35cm的电泳池中施加的电压为188V，通电40min 15s，测得AgBr溶胶粒子移动了3.8cm。问该溶胶的ξ电势为多大？已知293K时分散介质的相对介电常数εr＝80，粘度η＝1.03×10-3 Pa·s ，真空介电常数ε 0＝8.854×10-12F·m-1。(10分) 解：(1) AgNO3过量，为稳定剂，胶团结构为 [(AgBr)m n Ag＋·(n－x)NO3－]x+·x NO3－ 胶粒带正电，电泳时向负极移动。 (2) KNO3的聚沉值：1.0mol·dm-3×5.8cm3 / (10+5.8) cm3 = 0.367 mol·dm-3 K2SO4的聚沉值：0.01 mol·dm-3×8.8cm3 / (10+8.8) cm3 = 4.68×10-3 mol·dm-3 K3PO4的聚沉值；0.0015 mol·dm-3×8.0cm3 / (10+8.0) cm3 = 6.67×10-4 mol·dm-3聚沉能力之比KNO3：K2SO4：K3PO4 = (1/0.357)：(1/4.48×10-3)：(1/6.67×10-4) =1：79.7：535 (3) 由公式u=εEζ ? =ε?V/l) ζ ?? ζ = ul? ?εV = ul ? ?εr ε0 V = (0.038m/2415s) ×0.35m ×1.03×10-3Pa·s/ (80×8.854×10-12F·m-1×188V) = 0.0426V 中考化学知识点笔记整理归纳 第一部分 1、碳素钢可分为三种：高碳钢、中碳钢、低碳钢。 2、常用于炼铁的铁矿石有三种： (1)赤铁矿(主要成分为Fe2O3); (2)磁铁矿(Fe3O4); (3)菱铁矿(FeCO3)。 3、炼钢的主要设备有三种：转炉、电炉、平炉。 4、常与温度有关的三个反应条件是：点燃、加热、高温。 5、不饱和溶液变饱和溶液有三种方法：降温、加溶质、恒温蒸发溶剂; 饱和溶液变不饱和溶液有两种方法： (1)升温。 (2)加溶剂; (注意：溶解度随温度而变小的物质如：氢氧化钙溶液由饱和溶液变不饱和溶液：降温、加溶剂;不饱和溶液变饱和溶液有三种方法：升温、加溶质、恒温蒸发溶剂)。 6、收集气体一般有三种方法：排水法、向上排空法、向下排空法。 7、水污染的三个主要原因： (1)工业生产中的废渣、废气、废水; (2)生活污水的任意排放; (3)农业生产中施用的农药、化肥随雨水流入河中。 8、通常使用的灭火器有三种：泡沫灭火器;干粉灭火器;液态二氧化碳灭火器。 9、固体物质的溶解度随温度变化的情况可分为三类： (1)大部分固体物质溶解度随温度的升高而增大; (2)少数物质溶解度受温度的影响很小; (3)极少数物质溶解度随温度的升高而减小。 10、CO2可以灭火的原因有三个：不能燃烧、不能支持燃烧、密度比空气大。 11、单质可分为三类：金属单质;非金属单质;稀有气体单质。 12、当今世界上最重要的三大矿物燃料是：煤、石油、天然气。 13、应记住的三种黑色氧化物是：氧化铜、二氧化锰、四氧化三铁。 14、氢气和碳单质有三个相似的化学性质：常温下的稳定性、可燃性、还原性。 15、教材中出现的三次淡蓝色： (1)液态氧气是淡蓝色； (2)硫在空气中燃烧有微弱的淡蓝色火焰； 第一章 物理化学的定义，相变化（物质在熔点沸点间的转化） 物理化学的基本组成：1化学热力学（方向限度）2化学动力学（速率与机理）3结构化学 物理化学的研究方法、热力学方法、动力学方法、量子力学方法 系统、环境的定义。系统的分类：开放系统，封闭系统，隔离系统 系统的性质：强度性（不可加），广延性（可加）。系统的状态 状态函数及其性质：1单值函数2仅取决于始末态3全微分性质。 热力学能、热和功的定义 热分：潜热，显热。功分：膨胀功、非膨胀功。 热力学第一定律的两类表述：1第一类永动机不可制成。2封闭体系：能量可从一种形式转变为另一种形式，但转变过程中能量保持不变。、 恒容热、恒压热，焓的定义。PV U H def +≡ 恒容热：①封闭系统② W f =0 ③W e =0 恒压热：①封闭系统②W f =0 ③d p =0 理想气体的热力学能和焓是温度的函数。 C, C V , C V ,m ， C P , C P,m 的定义。 △u =n C V ,m (T 2-T 1) △H=n C P,m (T 2-T 1) C V ,m =a+bT+cT 2+…/ a+bT -1+cT -2 +… 单原子分子C V ,m = 23R C P ,m =25R 双原子分子C V ,m =25R C P ,m =2 7R γ单= 35 γ双=5 7 C P,m - C V ,m =R R=8.3145J ·mol -1·k -1 可逆过程定义及特点：①阻力与动力相差很小量②完成一个循环无任何功和热交换③膨胀过程系统对环境做最大功，压缩过程环境对系统做最小功 可逆过程完成一个循环 △u=0 ∑=0W ∑=0Q W 、 Q 、△u 、△H 的计算 ①等容过程：W =0 Q =△u △u=n C V ,m (T 2-T 1) △H=n C P,m (T 2-T 1) ②等压过程：W =-Pe(V 2-V 1) Q=△H △u=n C V ,m (T 2-T 1) △H=n C P ,m (T 2-T 1) ③等温过程：W=-nRTln 1 2V V Q=－W △u=△H=0 ④绝热可逆过程：W=n C V ,m (T 2-T 1) /?? ? ???? ?-??? ? ??--1112111γγv v v p Q=0 △u=n C V ,m (T 2-T 1) △H=n C P ,m (T 2-T 1) 21p p =(12v v )γ 21T T =(12v v )1-γ 21T T =(2 1p p ) γ γ1 - 相变化过程中△H 及△u 的计算△u=△H-P △V=△H-nRT 见书1-10 化学计量系数ν 化学反应进度??= B νB n ?（必与指定的化学反应方程对应） 化学反应热效应定义， 盖斯定律：一个化学反应，不管是一步完成或是经数步完成，反应的总标准摩尔焓变是相同的，即盖斯定律。 标准摩尔反应焓变：)(H m T r θ ?= ∑B B θν m H （B ，,β T ） 化学反应θ m H r ?的计算：1 )(H m T r θ ?= ∑?B B θν m f H （B ，,β T ） θ m f H ?：在温度为T ， 化学知识点的归纳总结。 一、初中化学常见物质的颜色 （一）、固体的颜色 1、红色固体：铜，氧化铁 2、绿色固体：碱式碳酸铜 3、蓝色固体：氢氧化铜，硫酸铜晶体 4、紫黑色固体：高锰酸钾 5、淡黄色固体：硫磺 6、无色固体：冰，干冰，金刚石 7、银白色固体：银，铁，镁，铝，汞等金属 8、黑色固体：铁粉，木炭，氧化铜，二氧化锰，四氧化三铁，（碳黑，活性炭） 9、红褐色固体：氢氧化铁 10、白色固体：氯化钠，碳酸钠，氢氧化钠，氢氧化钙，碳酸钙，氧化钙，硫酸铜，五氧化二磷，氧化镁 （二）、液体的颜色 11、无色液体：水，双氧水 12、蓝色溶液：硫酸铜溶液，氯化铜溶液，硝酸铜溶液 13、浅绿色溶液：硫酸亚铁溶液，氯化亚铁溶液，硝酸亚铁溶液 14、黄色溶液：硫酸铁溶液，氯化铁溶液，硝酸铁溶液 15、紫红色溶液：高锰酸钾溶液 16、紫色溶液：石蕊溶液 （三）、气体的颜色 17、红棕色气体：二氧化氮 18、黄绿色气体：氯气 19、无色气体：氧气，氮气，氢气，二氧化碳，一氧化碳，二氧化硫，氯化氢气体等大多数气体。 二、初中化学之三 1、我国古代三大化学工艺：造纸，制火药，烧瓷器。 2、氧化反应的三种类型：爆炸，燃烧，缓慢氧化。 3、构成物质的三种微粒：分子，原子，离子。 4、不带电的三种微粒：分子，原子，中子。 5、物质组成与构成的三种说法： （1）、二氧化碳是由碳元素和氧元素组成的； （2）、二氧化碳是由二氧化碳分子构成的； （3）、一个二氧化碳分子是由一个碳原子和一个氧原子构成的。 6、构成原子的三种微粒：质子，中子，电子。 7、造成水污染的三种原因： （1）工业“三废”任意排放， （2）生活污水任意排放 （3）农药化肥任意施放 8、收集方法的三种方法：排水法（不容于水的气体），向上排空气法（密度 比空气大的气体），向下排空气法（密度比空气小的气体）。 高中化学选修3知识点总结 二、复习要点 1、原子结构 2、元素周期表和元素周期律 3、共价键 4、分子的空间构型 5、分子的性质 6、晶体的结构和性质 （一）原子结构 1、能层和能级 （1）能层和能级的划分 ①在同一个原子中，离核越近能层能量越低。 ②同一个能层的电子，能量也可能不同，还可以把它们分成能级s、p、d、f，能量由低到高依次为s、p、d、f。 ③任一能层，能级数等于能层序数。 ④s、p、d、f……可容纳的电子数依次是1、3、5、7……的两倍。 ⑤能层不同能级相同，所容纳的最多电子数相同。 （2）能层、能级、原子轨道之间的关系 每能层所容纳的最多电子数是：2n2（n：能层的序数）。 2、构造原理 （1）构造原理是电子排入轨道的顺序，构造原理揭示了原子核外电子的能级分布。 （2）构造原理是书写基态原子电子排布式的依据，也是绘制基态原子轨道表示式的主要依据之一。 （3）不同能层的能级有交错现象，如E（3d）＞E（4s）、E（4d）＞E（5s）、E（5d）＞E（6s）、E（6d）＞E（7s）、E（4f）＞E（5p）、E（4f）＞E（6s）等。原子轨道的能量关系是：ns＜（n-2）f ＜（n-1）d ＜np （4）能级组序数对应着元素周期表的周期序数，能级组原子轨道所容纳电子数目对应着每个周期的元素数目。 根据构造原理，在多电子原子的电子排布中：各能层最多容纳的电子数为2n2 ；最外层不超过8个电子；次外层不超过18个电子；倒数第三层不超过32个电子。 （5）基态和激发态 ①基态：最低能量状态。处于最低能量状态的原子称为基态原子。 ②激发态：较高能量状态（相对基态而言）。基态原子的电子吸收能量后，电子跃迁至较高能级时的状态。处于激发态的原子称为激发态原子。 ③原子光谱：不同元素的原子发生电子跃迁时会吸收（基态→激发态）和放出（激发态→较低激发态或基态）不同的能量（主要是光能），产生不同的光谱——原子光谱（吸收光谱和发射光谱）。利用光谱分析可以发现新元素或利用特征谱线鉴定元素。 3、电子云与原子轨道 （1）电子云：电子在核外空间做高速运动，没有确定的轨道。因此，人们用“电子云”模型来描述核外电子的运动。“电子云”描述了电子在原子核外出现的概率密度分布，是核外电子运动状态的形象化描述。 （2）原子轨道：不同能级上的电子出现概率约为90%的电子云空间轮廓图称为原子轨道。s电子的原子轨道呈球形对称，ns能级各有1个原子轨道；p电子的原子轨道呈纺锤形，n p能级各有3个原子轨道，相互垂直（用p x、p y、p z表示）；n d能级各有5个原子轨道；n f能级各有7个原子轨道。 4、核外电子排布规律 （1）能量最低原理：在基态原子里，电子优先排布在能量最低的能级里，然后排布在能量逐渐升高的能级里。 （2）泡利原理：1个原子轨道里最多只能容纳2个电子，且自旋方向相反。 （3）洪特规则：电子排布在同一能级的各个轨道时，优先占据不同的轨道，且自旋方向相同。 （4）洪特规则的特例：电子排布在p、d、f等能级时，当其处于全空、半充满或全充满时，即p0、d0、f0、p3、d5、f7、p6、d10、f14，整个原子的能量最低，最稳定。 能量最低原理表述的是“整个原子处于能量最低状态”，而不是说电子填充到能量最低的轨道中去，泡利原理和洪特规则都使“整个原子处于能量最低状态”。 电子数 （5）（n-1）d能级上电子数等于10时，副族元素的族序数=n s能级电子数 （二）元素周期表和元素周期律 1、元素周期表的结构 元素在周期表中的位置由原子结构决定：原子核外的能层数决定元素所在的周期，原子的价电子总数决定元素所在的族。 （1）原子的电子层构型和周期的划分 周期是指能层（电子层）相同，按照最高能级组电子数依次增多的顺序排列的一行元素。即元素周期表中的一个横行为一个周期，周期表共有七个周期。同周期元素从左到右（除稀有气体外），元素的金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。 （2）原子的电子构型和族的划分 族是指价电子数相同（外围电子排布相同），按照电子层数依次增加的顺序排列的一列元素。即元素周期表中的一个列为一个族（第Ⅷ族除外）。共有十八个列，十六个族。同主族周期元素从上到下，元素的金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。 （3）原子的电子构型和元素的分区 按电子排布可把周期表里的元素划分成5个区，分别为s区、p区、d区、f区和ds区，除ds区外，区的名称来自按构造原理最后填入电子的能级的符号。 2、元素周期律 物理化学知识点总结 (热力学第一定律) -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN 热力学第一定律 一、基本概念 1.系统与环境 敞开系统：与环境既有能量交换又有物质交换的系统。 封闭系统：与环境只有能量交换而无物质交换的系统。（经典热力学主要研究的系统） 孤立系统：不能以任何方式与环境发生相互作用的系统。 2.状态函数：用于宏观描述热力学系统的宏观参量，例如物质的量n、温度 T、压强p、体积V等。根据状态函数的特点，我们 把状态函数分成：广度性质和强度性质两大类。 广度性质：广度性质的值与系统中所含物质的量成 正比，如体积、质量、熵、热容等，这种性质的函数具 有加和性，是数学函数中的一次函数，即物质的量扩大 a倍，则相应的广度函数便扩大a倍。 强度性质：强度性质的值只与系统自身的特点有关，与物质的量无关，如温度，压力，密度，摩尔体积等。 注：状态函数仅取决于系统所处的平衡状态，而与此状态的历史过程无关，一旦系统的状态确定，其所有的状态函数便都有唯一确定的值。 二、热力学第一定律 热力学第一定律的数学表达式： 对于一个微小的变化状态为： dU= 公式说明：dU表示微小过程的内能变化，而δQ和δW则分别为微小过程的热和功。它们之所以采用不同的符号，是为了区别dU是全微分，而δQ和δW不是微分。或者说dU与过程无关而δQ和δW却与过程有关。这里的W既包括体积功也包括非体积功。 以上两个式子便是热力学第一定律的数学表达式。它们只能适用在非敞开系统，因为敞开系统与环境可以交换物质，物质的进出和外出必然会伴随着能量的增减，我们说热和功是能量的两种传递形式，显然这种说法对于敞开系统没有意义。 三、体积功的计算 1.如果系统与环境之间有界面，系统的体积变化时，便克服外力做功。将一 定量的气体装入一个带有理想活塞的容器中，活塞上部施加外压。当气体膨胀微小体积为dV时，活塞便向上移动微小距离dl，此微小过程中气 高中化学重要知识点详细总结全套笔记 高中化学复习笔记： 一、俗名 无机部分： 纯碱、苏打、天然碱、口碱：Ｎa2CO3 小苏打：NaHCO3 大苏打：Na2S2O3 石膏（生石膏）：CaSO4.2H2O 熟石膏：2CaSO4·.H2O 莹石：CaF2 重晶石：BaSO4（无毒）碳铵：NH4HCO3 石灰石、大理石：CaCO3 生石灰：CaO 食盐：NaCl 熟石灰、消石灰：Ca(OH)2 芒硝：Na2SO4·7H2O (缓泻剂) 烧碱、火碱、苛性钠：NaOH 绿矾：FaSO4·7H2O 干冰：CO2 明矾：KAl (SO4)2·12H2O 漂白粉：Ca (ClO)2 、CaCl2（混和物）泻盐：MgSO4·7H2O 胆矾、蓝矾：CuSO4·5H2O 双氧水：H2O2 皓矾：ZnSO4·7H2O 硅石、石英：SiO2 刚玉：Al2O3 水玻璃、泡花碱、矿物胶：Na2SiO3 铁红、铁矿：Fe2O3 磁铁矿：Fe3O4 黄铁矿、硫铁矿：FeS2 铜绿、孔雀石：Cu2 (OH)2CO3 菱铁矿：FeCO3 赤铜矿：Cu2O 波尔多液：Ca (OH)2和CuSO4 石硫合剂：Ca (OH)2和S 玻璃的主要成分：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2 过磷酸钙（主要成分）：Ca (H2PO4)2和CaSO4 重过磷酸钙（主要成分）：Ca (H2PO4)2 天然气、沼气、坑气（主要成分）：CH4 水煤气：CO和H2 硫酸亚铁铵（淡蓝绿色）：Fe (NH4)2 (SO4)2 溶于水后呈淡绿色 光化学烟雾：NO2在光照下产生的一种有毒气体王水：浓HNO3与浓HCl 按体积比1：3混合而成。 铝热剂：Al + Fe2O3或其它氧化物。尿素：CO（NH2) 2 有机部分： 氯仿：CHCl3 电石：CaC2 电石气：C2H2 (乙炔) TNT：三硝基甲苯酒精、乙醇：C2H5OH 氟氯烃：是良好的制冷剂，有毒，但破坏O3层。醋酸：冰醋酸、食醋 CH3COOH 裂解气成分（石油裂化）：烯烃、烷烃、炔烃、H2S、CO2、CO等。甘油、丙三醇：C3H8O3 焦炉气成分（煤干馏）：H2、CH4、乙烯、CO等。石炭酸：苯酚蚁醛：甲醛 HCHO 福尔马林：35%—40%的甲醛水溶液蚁酸：甲酸 HCOOH 葡萄糖：C6H12O6 果糖：C6H12O6 蔗糖：C12H22O11 麦芽糖：C12H22O11 淀粉：（C6H10O5）n 硬脂酸：C17H35COOH 油酸：C17H33COOH 软脂酸：C15H31COOH 草酸：乙二酸 HOOC—COOH 使蓝墨水褪色，强酸性，受热分解成CO2和水，使KMnO4酸性溶液褪色。 物理化学心得体会 经过对物理化学的学习，感觉很系统，很科学，我对这门课程有了进一步的了解与熟悉。物理化学的研究内容是：热力学、动力学、和电化学等，它是化学中的数学、哲学，学好它必须用心、用脑，无论是用眼睛看，用口读，或者用手抄写，都是作为辅助用脑的手段，关键还在于用脑子去想。 学习物理化学应该有自己的方法：一、勤于思考，十分重视教科书，把其原理、公式、概念、应用一一认真思考，不粗枝大叶，且眼手并用，不放过细节，如数学运算。对抽象的概念如熵领悟其物理意义，不妨采用形象化的理解。适当地与同学老师交流、讨论，在交流中摒弃错误。二、勤于应用，在学习阶段要有意识地应用原理去解释客观事物，去做好每一道习题，与做物化实验一样，“应用”对加深对原理的理解有神奇的功效，有许多难点是通过解题才真正明白的。做习题不在于多，而在于精。对于典型的题做完后一定要总结和讨论，力求多一点“觉悟”。三、勤于对比与总结，这里有纵横二个方面，就纵向来说，一个概念原理总是经历提出、论证、应用、扩展等过程，并在课程中多次出现，进行总结定会给你豁然开朗的感觉。就横向来说，一定存在相关的原理，其间一定有内在的联系，如熵增原理、Gibbs自由能减少原理、平衡态稳定性等，通过对比对其相互关系、应用条件等定会有更深的理解，又如把许多相似的公式列出对比也能从相似与差别中感受其意义与功能。在课堂上做笔记，课下进行总结，并随时记下自己学习中的问题及感悟，书本上的、课堂上的物化都不属于自己，只有经历刻苦学习转化为自己的“觉悟”才是终身有用的。 第二、三章是热力学部分的核心与精华，在学习和领会本章内容中，有几个问题要作些说明以下几点：1. 热力学方法在由实践归纳得出的普遍规律的基础上进行演绎推论的一种方法。热力学中的归纳，是从特殊到一般的过程，也是从现象到本质的过程。拿第二定律来说，人们用各种方法制造第二类永动机，但都失败了，因而归纳出一般结论，第二类永动机是造不出来的，换句话说，功变为热是不可逆过程。第二定律抓住了所有宏观过程的本质，即不可逆性。热力学的整个体系，就是在几个基本定律的基础上，通过循环和可逆过程的帮助，由演绎得出的大量推论所构成。有些推论与基本定律一样具有普遍性，有些则结合了一定的条件，因而带有特殊性。例如从第二定律出发，根据可逆过程的特性，证明了卡诺定理，并得出热力学温标，然后导出了克劳修斯不等式，最终得出了熵和普遍的可逆性判据。以后又导出一些特殊条件下的可逆性判据。这个漫长的演绎推理过程，具有极强的逻辑性，是热力学 第二章 热力学第一定律 内容摘要 ?热力学第一定律表述 ?热力学第一定律在简单变化中的应用 ?热力学第一定律在相变化中的应用 ?热力学第一定律在化学变化中的应用 一、热力学第一定律表述 U Q W ?=+ d U Q W δδ=+ 适用条件：封闭系统的任何热力学过程 说明：1、amb W p dV W '=-+? 2、U 是状态函数，是广度量 W 、Q 是途径函数 二、热力学第一定律在简单变化中的应用----常用公式及基础公式 2、基础公式 热容 C p .m =a+bT+cT 2 (附录八) ● 液固系统----Cp.m=Cv.m ● 理想气体----Cp.m-Cv.m=R ● 单原子: Cp.m=5R/2 ● 双原子: Cp.m=7R/2 ● Cp.m / Cv.m=γ 理想气体 ? 状态方程 pV=nRT ? 过程方程 恒温:1122p V p V = ? 恒压: 1122//V T V T = ? 恒容: 1122/ / p T p T = ? 绝热可逆: 1122 p V p V γγ= 111122 T p T p γγγγ--= 1111 22 TV T V γγ--= 三、热力学第一定律在相变化中的应用----可逆相变化与不可逆相变化过程 1、 可逆相变化 Q p =n Δ 相变 H m W = -p ΔV 无气体存在: W = 0 有气体相,只需考虑气体,且视为理想气体 ΔU = n Δ 相变 H m － p ΔV 2、相变焓基础数据及相互关系 Δ 冷凝H m (T) = －Δ蒸发H m (T) Δ凝固H m (T) = －Δ熔化H m (T) Δ 凝华 H m (T) = －Δ 升华 H m (T) (有关手册提供的通常为可逆相变焓) 3、不可逆相变化 Δ 相变 H m (T 2) = Δ 相变 H m (T 1) +∫Σ(νB C p.m )dT 解题要点： 1.判断过程是否可逆; 2.过程设计,必须包含能获得摩尔相变焓的可逆相变化步骤; 3.除可逆相变化,其余步骤均为简单变化计算. 4.逐步计算后加和。 四、热力学第一定律在化学变化中的应用 1、基础数据 标准摩尔生成焓 Δf H θm,B (T) （附录九） 标准摩尔燃烧焓 Δc H θ m.B (T)（附录十） 2、基本公式 ?反应进度 ξ=△ξ= △n B /νB = (n B -n B.0) /νB ?由标准摩尔生成焓计算标准摩尔反应焓 Δr H θm.B (T)= ΣνB Δf H θ m.B (T) ?由标准摩尔燃烧焓计算标准摩尔反应焓 Δr H θ m.B (T)=-Σ νB Δc H θ m.B (T) (摩尔焓---- ξ=1时的相应焓值) ?恒容反应热与恒压反应热的关系 Q p =Δr H Q v =Δr U Δr H =Δr U + RT ΣνB (g) ?Kirchhoff 公式 微分式 d Δr H θ m (T) / dT=Δr C p.m 积分式 Δr H θm (T 2) = Δr H θ m (T 1)+∫Σ(νB C p.m )dT 本章课后作业： 教材p.91-96（3、4、10、11、16、17、38、20、23、24、28、30、33、34） 初中化学知识点笔记整理归纳 第一部分 1.碳素钢可分为三种：高碳钢、中碳钢、低碳钢。 2.常用于炼铁的铁矿石有三种： (1)赤铁矿(主要成分为Fe2O3); (2)磁铁矿(Fe3O4); (3)菱铁矿(FeCO3)。 3.炼钢的主要设备有三种：转炉、电炉、平炉。 4.常与温度有关的三个反应条件是：点燃、加热、高温。 5.不饱和溶液变饱和溶液有三种方法：降温、加溶质、恒温蒸发溶剂; 饱和溶液变不饱和溶液有两种方法： (1)升温。 (2)加溶剂; (注意：溶解度随温度而变小的物质如：氢氧化钙溶液由饱和溶液变不饱和溶液：降温、加溶剂;不饱和溶液变饱和溶液有三种方法：升温、加溶质、恒温蒸发溶剂)。 6.收集气体一般有三种方法：排水法、向上排空法、向下排空法。 7.水污染的三个主要原因： (1)工业生产中的废渣、废气、废水; (2)生活污水的任意排放; (3)农业生产中施用的农药、化肥随雨水流入河中。 8.通常使用的灭火器有三种：泡沫灭火器;干粉灭火器;液态二氧化碳灭火器。 9.固体物质的溶解度随温度变化的情况可分为三类： (1)大部分固体物质溶解度随温度的升高而增大; (2)少数物质溶解度受温度的影响很小; (3)极少数物质溶解度随温度的升高而减小。 10.CO2可以灭火的原因有三个：不能燃烧、不能支持燃烧、密度比空气大。 11.单质可分为三类：金属单质;非金属单质;稀有气体单质。 12.当今世界上最重要的三大矿物燃料是：煤、石油、天然气。 13.应记住的三种黑色氧化物是：氧化铜、二氧化锰、四氧化三铁。 14.氢气和碳单质有三个相似的化学性质：常温下的稳定性、可燃性、还原性。 15.教材中出现的三次淡蓝色： (1)液态氧气是淡蓝色； (2)硫在空气中燃烧有微弱的淡蓝色火焰； 一、蛋白质化学 蛋白质的特征性元素（N），主要元素：C、H、O、N、S，根据含氮量换算蛋白质含量：样品蛋白质含量=样品含氮量*6.25 （各种蛋白质的含氮量接近，平均值为16%）， 组成蛋白质的氨基酸的数量（20种），酸性氨基酸/带负电荷的R基氨基酸：天冬氨酸（D）、谷氨酸（E）； 碱性氨基酸/带正电荷的R基氨基酸：赖氨酸（K）、组氨酸（H）、精氨酸（R） 非极性脂肪族R基氨基酸：甘氨酸（G）、丙氨酸（A）、脯氨酸（P）、缬氨酸（V）、亮氨酸（L）、异亮氨酸（I）、甲硫氨酸（M）； 极性不带电荷R基氨基酸：丝氨酸（S）、苏氨酸（T）、半胱氨酸（C）、天冬酰胺（N）、谷氨酰胺（Q）； 芳香族R基氨基酸：苯丙氨酸（F）、络氨酸（Y）、色氨酸（W） 肽的基本特点 一级结构的定义：通常描述为蛋白质多肽链中氨基酸的连接顺序，简称氨基酸序列（由遗传信息决定）。维持稳定的化学键：肽键（主）、二硫键（可能存在）， 二级结构的种类：α螺旋、β折叠、β转角、无规卷曲、超二级结构， 四级结构的特点：肽键数≧2，肽链之间无共价键相连，可独立形成三级结构，是否具有生物活性取决于是否达到其最高级结构 蛋白质的一级结构与功能的关系：1、蛋白质的一级结构决定其构象 2、一级结构相似则其功能也相似3、改变蛋白质的一级结构可以直接影响其功能因基因突变造成蛋白质结构或合成量异常而导致的疾病称分子病，如镰状细胞贫血（溶血性贫血），疯牛病是二级结构改变 等电点（pI）的定义：在某一pH值条件下，蛋白质的净电荷为零，则该pH值为蛋白质的等电点（pI）。 蛋白质在不同pH条件下的带电情况（取决于该蛋白质所带酸碱基团的解离状态）：若溶液pH 初中化学知识点笔记整理归纳 第一部分： 1、碳素钢可分为三种：高碳钢、中碳钢、低碳钢。 2、常用于炼铁的铁矿石有三种： (1)赤铁矿(主要成分为Fe2O3); (2)磁铁矿(Fe3O4); (3)菱铁矿(FeCO3)。 3、炼钢的主要设备有三种：转炉、电炉、平炉。 4、常与温度有关的三个反应条件是：点燃、加热、高温。 5、不饱和溶液变饱和溶液有三种方法：降温、加溶质、恒温蒸发溶剂; 饱和溶液变不饱和溶液有两种方法： (1)升温。 (2)加溶剂; (注意：溶解度随温度而变小的物质如：氢氧化钙溶液由饱和溶液变不饱和溶液：降温、加溶剂;不饱和溶液变饱和溶液有三种方法：升温、加溶质、恒温蒸发溶剂)。 6、收集气体一般有三种方法：排水法、向上排空法、向下排空法。 7、水污染的三个主要原因： (1)工业生产中的废渣、废气、废水; (2)生活污水的任意排放; (3)农业生产中施用的农药、化肥随雨水流入河中。 8、通常使用的灭火器有三种：泡沫灭火器;干粉灭火器;液态二氧化碳灭火器。 9、固体物质的溶解度随温度变化的情况可分为三类： (1)大部分固体物质溶解度随温度的升高而增大; (2)少数物质溶解度受温度的影响很小; (3)极少数物质溶解度随温度的升高而减小。 10、CO2可以灭火的原因有三个：不能燃烧、不能支持燃烧、密度比空气大。 11、单质可分为三类：金属单质;非金属单质;稀有气体单质。 12、当今世界上最重要的三大矿物燃料是：煤、石油、天然气。 13、应记住的三种黑色氧化物是：氧化铜、二氧化锰、四氧化三铁。 14、氢气和碳单质有三个相似的化学性质：常温下的稳定性、可燃性、还原性。 15、教材中出现的三次淡蓝色： (1)液态氧气是淡蓝色； (2)硫在空气中燃烧有微弱的淡蓝色火焰； (3)氢气在空气中燃烧有淡蓝色火焰。 热力学第一定律 功：δW ＝δW e ＋δW f （1） 膨胀功 δW e ＝p 外dV 膨胀功为正，压缩功为负。 （2） 非膨胀功δW f ＝xdy 非膨胀功为广义力乘以广义位移。 如δW （机械功）＝fdL ，δW （电功）＝EdQ ，δW （表面功）＝rdA 。 热 Q ：体系吸热为正，放热为负。 热力学第一定律： △U ＝Q ＋W ＝Q —W e ＝Q —p 外dV （δW f ＝0） 焓 H ＝U ＋pV 理想气体的内能和焓只是温度的单值函数。 热容 C ＝δQ/dT （1） 等压热容：C p ＝δQ p /dT ＝ （?H/?T ）p （2） 等容热容：C v ＝δQ v /dT ＝ （?U/?T ）v 理想气体ΔU,ΔH 的计算： 对理想气体的简单状态变化过程：定温过程：Δ U =0； Δ H =0 变温过程： 对理想气体， 状态变化时 dH=dU+d(PV) 若理想气体的摩尔热容没有给出，常温下有： 理想气体绝热可逆过程方程式: 标准态： 气体的标准态：在任一温度T 、标准压力 P 下的纯理想气体状态； 液体(或固体)的标准态：在任一温度T 、标准压力下的纯液体或纯固体状态。 标准态不规定温度，每个温度都有一个标准态。 摩尔反应焓：单位反应进度(ξ=1mol)的反应焓变Δr H m 。 标准摩尔生成焓：一定温度下由热力学稳定单质生成化学计量数 νB=1的物质B 的标准摩尔反应焓，称为物质B 在该温度下的标准摩尔生成焓。用 表示 (没有规定温度，一般298.15 K 时的数据有表可查) 标准摩尔燃烧焓:一定温度下， 1mol 物质 B 与氧气进行完全燃烧反应，生成规定的燃烧产物时的标准摩尔反应焓，称为B 在该温度下的标准摩尔燃烧焓。用 表示.单位：J mol-1 为可逆过程中体积功的基本计算公式，只能适用于可逆过程。计算可逆过程的体积功时，须先求出体系的 p~V 关系式，然后代入积分。 ? -=21d V V V p W 2 112ln ln p p nRT V V nRT W -=-=适用于理想气体定温可逆过程。 V V dU C dT nC dT V,m ==p p p dH C dT nC dT ,m ==体系的热力学能、焓的变化可由该二式求得 2,2 ,'p p C a bT cT C a bT c T -=++=++m m 热容与温度的关系： a,b,c.c ′是经验常数,可在物化手册上查到, 使用这些公式时要注意适用的温度范围。 适用于：理想气体的任何变温过程（无化学反应、无相变化、只是单纯的PVT 变化）。 ??==?1212d d m ,T T T T V V T nC T C U ?? ==?121 2 d d m ,T T T T p p T nC T C H T C U T T V d 2 1 ? =?? =?21d T T p T C H p,m V,m nC dT =nC dT +nRdT 0W '=,2112V m R C T V T V ????= ? ? ????m V m p C R C R V V p p T T ,,211212???? ??=???? ??=???? ??,m ,m p V C C R -=()f m ΔH B 高中化学重要知识点详细总结全套笔记转载 高中化学复习笔记： 一、俗名 无机部分： 纯碱、苏打、天然碱、口碱：Ｎa2CO3 小苏打：NaHCO3 大苏打：Na2S2O3 石膏（生石膏）：CaSO4.2H2O 熟石膏：2CaSO4·.H2O 莹石：CaF2 重晶石：BaSO4（无毒）碳铵：NH4HCO3 石灰石、大理石：CaCO3 生石灰：CaO 食盐：NaCl 熟石灰、消石灰：Ca(OH)2 芒硝：Na2SO4·7H2O (缓泻剂) 烧碱、火碱、苛性钠：NaOH 绿矾：FaSO4·7H2O 干冰：CO2 明矾：KAl (SO4)2·12H2O 漂白粉：Ca (ClO)2 、CaCl2（混和物）泻盐：MgSO4·7H2O 胆矾、蓝矾：CuSO4·5H2O 双氧水：H2O2 皓矾： ZnSO4·7H2O 硅石、石英：SiO2 刚玉：Al2O3 水玻璃、泡花碱、矿物胶：Na2SiO3 铁红、铁矿：Fe2O3 磁铁矿：Fe3O4 黄铁矿、硫铁矿：FeS2 铜绿、孔雀石：Cu2 (OH)2CO3 菱铁矿：FeCO3 赤铜矿：Cu2O 波尔多液：Ca (OH)2和CuSO4 石硫合剂：Ca (OH)2和S 玻璃的主要成分：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2 过磷酸钙（主要成分）：Ca (H2PO4)2和CaSO4 重过磷酸钙（主要成分）：Ca (H2PO4)2 天然气、沼气、坑气（主要成分）：CH4 水煤气：CO和H2 硫酸亚铁铵（淡蓝绿色）：Fe (NH4)2 (SO4)2 溶于水后呈淡绿色 光化学烟雾：NO2在光照下产生的一种有毒气体王水：浓HNO3与浓HCl 按体积比1：3混合而成。 铝热剂：Al + Fe2O3或其它氧化物。尿素：CO（NH2) 2 有机部分： 氯仿：CHCl3 电石：CaC2 电石气：C2H2 (乙炔) TNT：三硝基甲苯酒精、乙醇：C2H5OH 氟氯烃：是良好的制冷剂，有毒，但破坏O3层。醋酸：冰醋酸、食醋CH3COOH 裂解气成分（石油裂化）：烯烃、烷烃、炔烃、H2S、CO2、CO等。甘油、丙三醇：C3H8O3 焦炉气成分（煤干馏）：H2、CH4、乙烯、CO等。石炭酸：苯酚蚁醛：甲醛HCHO 福尔马林：35%—40%的甲醛水溶液蚁酸：甲酸HCOOH 葡萄糖：C6H12O6 果糖：C6H12O6 蔗糖：C12H22O11 麦芽糖：C12H22O11 淀粉：（C6H10O5）n 硬脂酸：C17H35COOH 油酸：C17H33COOH 软脂酸：C15H31COOH 1.Introduction ?表界面的分类：气-液；气-固；液-液；液-固；固-固 ?表面浓度 ?分散度 ?表面形貌非均匀性 原因：由于固体表面原子的组成、排列、振动状态和体相原子的不同，由于悬挂键导致的化学性质活泼，以及周期性的势场中断导致的表面电子状态差异，固体表面形成很多导致表面形貌非均匀性的元素。 ?位错密度 ?表面粗糙度： ?原矢 ?米勒指数（miller index） ?晶面间距d hkl ? 表面原子最近邻数100 110 111 Fcc 8 7 9 Bcc 4 6 4 Sc 5 4 3 ? ?表面自由能 ?减小表面能的方法 ?表面原子重排机理 1：表面弛豫作用 2：表面相转变 3：吸附对纯净底物表面结构的影响 层间距的变化；重组的表面结构的变化；吸附原子可以诱导表面重组 内外表面 内表面：多孔或多层材料，孔内或层间的表面 比表面积：单位质量材料的表面积；用BET方法测量 2.固体表面性质简介 固体表面的性质 结构特征：不同的位置有不同的性质 表面运动：气体分子表面撞击速度； 表面扩散系数（爱因斯坦方程）： 外延生长原子的运动流程：a沉积/吸附在平台上-deposition；b沉积在原子岛上；c平台上扩散-diffusion；d脱附-desorption；e成核-nucleation；f交互扩散-interdifusion；g 粘附在平台上-attachment；h从平台上脱离-detachment；i：粘附在台阶上 化学性质：表面浓度依赖于气体分子撞击速度R 相界面（Gibbs界面） 表面热力学函数 其他类推：S，G，G s 比表面自由能与温度的关系 园丁教育培训中心初三物理化学知识手册 姓名_________________ 年级_________________ 园丁教育王老师制作 化学部分 一、物质的学名、俗名及化学式 1、单质：金刚石、石墨、炭黑： C 汞、水银：Hg 硫、硫磺：S 2、氧化物：固体二氧化碳、干冰：CO2 氧化钙、生石灰：CaO 氧化铁、铁锈的主要成份：Fe2O3 3、酸：盐酸：HCI的水溶液碳酸（汽水）：H2CO3 4、碱：氢氧化钠、苛性钠、火碱、烧碱：NaOH 氢氧化钙、熟石灰、消石灰：Ca（OH）2 氨水、一水合氨：NH3H2O （为常见的碱，具有碱的通性，是一种不含金属离子的碱） 5、盐：碳酸钠、苏打、纯碱（不是碱，是盐）：Na2CO3, 碳酸钠晶体、纯碱晶体N32CO3 1OH2O 碳酸氢钠、小苏打：NaHCO3 大理石，石灰石的主要成份是CaCO3 食盐的主要成分是NaCI 亚硝酸钠、工业用盐：NaNO2 （有毒） 硫酸铜晶体、胆矶、蓝矶：CuSO4 5H2O 碳酸钾、草木灰的主要成份：K2CO3 碱式碳酸铜、铜绿、孔雀石：Cu2（OH）2CO3 （分解生成三种氧化物的物质） 6、有机物：甲烷、CNG、沼气、天然气的主要成份：CH4 乙醇、酒精：C2H5OH 葡萄糖：C6H12O6 甲醇：CH3OH 有毒、致失明、死亡 乙酸、醋酸（16.6 'C冰醋酸）CH3COOH （具有酸的通性） 二、常见物质的颜色和状态 1、白色固体：MgO、P2O5、CaO、NaOH、Ca（OH） 2、KCIO 3、KCI、Na2CO3、NaCI、无水 CuSO4、铁、镁为银白色（汞为银白色液态） 2、黑色固体：石墨、炭粉、铁粉、CuO、MnO2、Fe3O4 ▲KMnO 4为紫黑色 3、红色固体：Cu、Fe2O3、HgO、红磷▲ Fe（OH）3为红褐色 4、蓝色固体：硫酸铜晶体（胆矶）、氢氧化铜 ▲硫：淡黄色▲ 碱式碳酸铜CU2（OH）2CO3为绿色 5、溶液的颜色：凡含Cu2+的溶液呈蓝色；凡含Fe2+的溶液呈浅绿色；凡含Fe3+的溶液呈棕黄色，高锰酸钾溶液为紫红色；其余溶液一般无色。 6、沉淀（即不溶于水的盐和碱）： 2019中考初三化学知识点总结笔记 各位读友大家好，此文档由网络收集而来，欢迎您下载，谢谢 笔记 考点一、金属的化学性质 1、大多数金属可与氧气的反应 2Mg +O22MgO2Mg +O22MgO注：MgO：白色固体 4Al +3O22Al2O34Al +3O22Al2O3注：Al2O3：白色固体 3Fe+2O2Fe3O42Cu+ O22CuO注：CuO：黑色固体 注意：①、虽然铝在常温下能与氧气反应，但是在铝表面生成了一层致密的氧化铝薄膜，从而阻止了反应的进行，所以铝在常温下不会锈蚀。 ②、“真金不怕火炼”说明金即使在高温时也不能与氧气反应，金的化学性质极不活泼。 2、金属+酸→盐+ H2↑置换反应 H2SO4+MgMgSO4+ H2↑2HCl +MgMgCl2+ H2↑ 现象：反应剧烈，有大量气泡产生，液体仍为无色 3H2SO4+ 2AlAl23+ 3H2↑6HCl + 2Al2AlCl3+ 3H2↑ 现象：反应剧烈，有大量气泡产生，液体仍为无色 H2SO4+ZnZnSO4+ H2↑2HCl +ZnZnCl2+ H2↑ 现象：反应比较剧烈，有大量气泡产生，液体仍为无色 H2SO4+ FeFeSO4+ H2↑2HCl + FeFeCl2+ H2↑ 现象：反应比较缓慢，有气泡产生，液体由无色变为浅绿色 当一定质量的金属与足量的稀盐酸反应时，产生的氢气质量与金属质量的关系： ×M 生成物中金属元素的化合价 金属的相对原子质量 3、金属+盐→另一金属+另一盐置换反应 Fe+CuSO4==Cu+FeSO4 现象：铁钉表面有红色物质出现，液体由蓝色变为浅绿色 2Al+3CuSO4Al23+ 3Cu 现象：铝丝表面有红色物质出现，液体由蓝色变为无色 Cu+ 2AgNO3Cu2+2Ag 现象：铜丝表面有银白色物质出现，液体由无色变为蓝色。 注意：①CuSO4溶液：蓝色FeSO4、FeCl2溶液：浅绿色 ②Fe在参加置换反应时，生成+2价的亚铁盐。 考点二、置换反应 1、概念：由一种单质与一种化合物反应，生成另一种单质与另一种化合物的反应 2、特点：反应物、生成物都两种;物质种类是单质与化合物 考点三、常见金属活动性顺序： 279 界面现象 1. 表面张力、表面功及表面吉布斯函数 表面张力γ：引起液体或固体表面收缩的单位长度上的力，单位为N·m -1。 表面功：'δ/d r s W A ，使系统增加单位表面所需的可逆功，单位为J·m -2。 表面吉布斯函数：B ,,()(/)s T p n G A α??，恒温恒压下系统增加单位表面时所增加的吉布斯 函数，单位为J·m -2。 表面吉布斯函数的广义定义： B()B()B()B(),,,,,,,,( )()()()S V n S p n T V n T p n s s s s U H A G A A A A ααααγ????====???? ',r s T p s W dA dG dA γδ== 表面张力是从力的角度描述系统表面的某强度性质，而表面功及表面吉布斯函数则是从能量角度和热力学角度描述系统表面的某一性质。三者虽为不同的物理量，但它们的数值及量纲等同的，均可化为N·m -1。 在一定温度、压力下，若系统有多个界面，其总界面吉布斯函数： s i i s i G A γ=∑ 2. 弯曲液面的附加压力、拉普拉斯方程 附加压力：Δp =p 内-p 外 拉普拉斯方程：2p r γ?= 规定弯曲液面凹面一侧压力位p 内，凸面一侧压力位p 外；γ为表面张力；r 为弯曲液面的曲率半径，△p 一律取正值；附加压力方向总指向凹面曲率半径中心。 3. 毛细现象 毛细管内液体上升或下降的高度 2cos h r g γθρ= 式中：γ为表面张力；ρ为液体密度；g 为重力加速度；θ为接触角；r 为毛细管半径。当液体不能润湿管壁，θ>90°即0cos θ<时，h 为负值，表示管内凸液体下降的深度。 4. 微小液滴的饱和蒸汽压——开尔文公式 关于学习物理化学的心得体会5篇 物理课和化学课是当前高中教育阶段非常重要的两门基础课程,包含在理工科之中,但是两门课程在很大程度上具备文科的特点。下面是小编为大家整理的学习物理化学的心得体会，供你参考! 学习物理化学的心得体会篇1 经过对物理化学的学习，感觉很系统，很科学，我对这门课程有了进一步的了解与熟悉。物理化学的研究内容是：热力学、动力学、和电化学等，它是化学中的数学、哲学，学好它必须用心、用脑，无论是用眼睛看，用口读，或者用手抄写，都是作为辅助用脑的手段，关键还在于用脑子去想。 学习物理化学应该有自己的方法： 一、勤于思考，十分重视教科书，把其原理、公式、概念、应用一一认真思考，不粗枝大叶，且眼手并用，不放过细节，如数学运算。对抽象的概念如熵领悟其物理意义，不妨采用形象化的理解。适当地与同学老师交流、讨论，在交流中摒弃错误。 二、勤于应用，在学习阶段要有意识地应用原理去解释客观事物，去做好每一道习题，与做物化实验一样，应用对加深对原理的理解有神奇的功效，有许多难点是通过解题才真正明白的。做习题不在于多，而在于精。对于典型的题做完后一定要总结和讨论，力求多一点觉悟。 三、勤于对比与总结，这里有纵横二个方面，就纵向来说，一个概念原理总是经历提出、论证、应用、扩展等过程，并在课程中多次出现，进行总结定会给你豁然开朗的感觉。就横向来说，一定存在相关的原理，其间一定有内在的联系，如熵增原理、Gibbs自由能减少原理、平衡态稳定性等，通过对比对其相互关系、应用条件等定会有更深的理解，又如把许多相似的公式列出对比也能从相似与差别中感受其意义与功能。在课堂上做笔记，课下进行总结，并随时记下自己学习中的问题及感悟，书本上的、课堂上的物化都不属于自己，只有经历刻苦学习转化为自己的 觉悟才是终身有用的。 第二、三章是热力学部分的核心与精华，在学习和领会*内容中，有几个问题要作些说明以下几点： 1. 热力学方法在由实践归纳得出的普遍规律的基础上进行演绎推论的一种方法。热力学中的归纳，是从特殊到一般的过程，也是从现象到本质的过程。拿第二定律来说，人们用各种方法制造第二类永动机，但都失败了，因而归纳出一般结论，第二类永中考化学知识点笔记整理归纳
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