绪论
1. 物理化学的主要任务
2.物理化学与农业科学、生物科学
3.物理化学课程的学习方法
4.反应进度。
第1章化学热力学基础
1.1 热力学的能量守恒原理
1.1.1 基本概念
1.1.2 热力学第一定律
1.2 可逆过程与最大功
1.2.1 功与过程的关系
1.2.2 可逆过程的特点
1.3 热与过程
1.3.1 定容热Qv
1.3.2 定压热Qp
1.3.3 相变热
1.3.4 热容
1.3.5热容与温度的关系
1.4 理想气体的热力学
1.4.1 Joule实验
1.4.2 理想气体?H、?U的计算
1.4.3 理想气体的C P,m与C V,m的关系
1.4.4 理想气体的绝热可逆过程
1.5 化学反应热
1.5.1化学反应热
1.5.2 定压反应热Q p与定容反应热Q V的关系
1.5.3 热化学方程式
1.5.4 Γe s s定律
1.5.5 几种反应热
1.5.6反应热与温度的关系
1.6 自发过程的特点与热力学第二定律
1.6.1 热力学第一定律的局限
1.6.2 自发过程的特点 1.6.3 热力学第二定律
1.7 熵增加原理与化学反应方向
1.7.1 Carnot定理 1.7.2 可逆过程热温商与熵变 1.7.3 不
可逆过程的热温商与熵变 1.7.4 热力学第二定律数学表达式
1.7.5 熵增加原理 1.7.6 熵变的计算
1.8 化学反应的熵变
1.8.1 热力学第三定律 1.8.2 物质的规定熵S T和标准熵SθT
1.8.3 化学反应熵变的计算
*1.9 熵的统计意义
1.9.1概率概念 1.9.2 熵的统计意义 1.9.3 熵与混乱度的关系
阅读材料非平衡态热力学——耗散结构理论简介
第2章自由能、化学势和溶液
2.1 Gibbs自由能判据
2.1.1 热力学第一、二定律联合公式 2.1.2 Gibbs自由能及判
据 2.1.3 Holmholtz自由能
2.2 Gibbs自由能与温度、压力的关系
*2.2.1 热力学函数间的关系 2.2.2 热力学基本关系式
2.2.3 Gibbs自由能随温度的变化 2.2.4 Gibbs自由能随压力
的变化
2.3 ?G的计算
2.3.1 简单的P.V.T变化过程?G的计算 2.3.2 相变过程?G
的计算 2.3.3 化学反应?G的计算
2.4 多组分析系热力学——偏摩尔数量
2.4.1 偏摩尔数量 2.4.2偏摩尔数量的定义 2.4.3偏摩尔数量的集合公式
2.5 化学势
2.5.1 化学势 2.5.2 化学势与温度和压力的关系 2.5.3 化学势判据
2.6 气体的化学势与标准态
2.6.1 理想气体的化学势 2.6.2 实际气体的化学势
2.7 溶液中各组分的化学势
2.7.1 稀溶液的两个实验定律 2.7.2 理想溶液中各组分的化
学势 2.7.3 稀溶液中各组分的化学势 2.7.4 理想溶液的通
性*2.7.5 非理想溶液中各组分的化学势
*2.8 稀溶液的依数性
2. 8 .1 渗透压 2.8.2凝固点降低 2.8.3 沸点升高2.8.4 分配定律及应用
阅读材料土壤养分势和水势
第3章相平衡
3.1 相律
3.1.1 基本概念 3.1.2 相律
3.2 单组分体系
3.2.1 Clapeyron方程 3.2.2 水的相图
3.3 二组分双液体系
3.3.1 理想完全互溶双液系 3.3.2 非理想完全互溶双液系
*3.3.3 部分互溶双液系*3.3.4 完全不互溶双液系*3.4 二组分固液体系
3.4.1 热分析法 3.4.2溶解度法
阅读材料超临界流体
第4章化学平衡
4.1 化学反应的限度
4.1.1 化学势与化学平衡 4.1.2 反应进度和反应限度的关系
4.2 化学反应定温方程式及化学反应的平衡常数
4.2.1 化学反应定温式与化学反应平衡常数 4.2.2 使用标准平衡常数的注意事项
4.3 平衡常数的测定和计算
4.3.1 平衡常数的测定 4.3.2 平衡常数的计算
4.4 影响化学平衡因素
*4.5 生化反应的标准态和平衡常数
4.5.1 生化反应的标准态和平衡常数 4.5.2 ATP的水解
第5章电解质溶液
5.1 离子的电迁移
5.1.1 电解质溶液的导电机理 5.1.2 Faraday定律 5.1.3离子的电迁移
5.2 电导及其应用
5.2.1 电导、电导率和摩尔电导率 5.2.2 电导的测定 5.2.3
强电解质溶液电导率、摩尔电导率与浓度的关系 5.2.4 离子
独立运动定律及离子摩尔电导率 5.2.5 电导测定的应用
5.3 强电解质溶液的活度及活度系数
5.3.1 活度和活度系数 5.3.2 影响离子平均活度系数的因素
*5.4 强电解质溶液理论
5.4.1 离子氛模型 5.4.2 Debye-Hückel极限公式 5.4.3 Onsager理论
第6章电化学
6.1 可逆电池
6.1.1 电池 6.1.2 可逆电池 6.1.3 电极的类型和电极反应 6.1.4 电池表示法
6.2 电极电势
6.2.1 电池电动势的产生 6.2.2 电极电势 6.2.3 Nernst公式
6.3 可逆电池热力学
6.3.1 可逆电池电动势与活度和平衡常数 6.3.2 电动势和各热力学量
6.4 电池电动势的测定及其应用
6.4.1 对消法测定电动势 6.4.2 标准电池 6.4.3 电动势测定的应用
*6.5 电子活度和pH—电势图
6.5.1 电子活度pe 6.5.2 pH—电势图及应用
*6.6 生化标准电极电势
6.6.1 生化标准电极电势 6.6.2 膜电势
*6.7章不可逆电极过程
6.7.1 分解电压 6.7.2 极化现象和超电势 6.7.3 极谱分
析原理 6.7.4 金属腐蚀与防护
阅读材料化学电源
第7章化学动力学
7.1 基本概念
7.1.1 化学反应速率7.1.2 基元反应7.1.3 反应级数
7.1.4 速率常数k 7.1.5 反应分子数
7.2 简单级数反应
7.2.1 一级反应7.2.2 二级反应*7.2.3 三级反应和零级
反应7.2.4 反应级数的确定
7.3 温度对反应速率的影响
7.3.1 Arrhenius公式7.3.2 活化能Ea 7.3.3 活化能测定
7.3.4 求反应的适宜温度
7.4 复合反应及近似处理
7.4.1 对峙反应7.4.2 平行反应7.4.3 连串反应
*7.4.4 链反应*8.4.5 复合反应的近似处理
7.5 化学反应速率理论
7.5.1 碰撞理论7.5.2 过渡态理论
*7.6 快反应和现代化学动力学研究技术
7.6.1 快反应7.6.2 弛豫方法7.6.3 快速混合法7.6.4
闪光光解技术7.6.5 交叉分子束技术
7.7 催化剂
7.7.1 催化剂和催化作用*7.7.2 均相催化*7.7.3 多相催化
*7.7.4 化学振荡
*7.8 酶催化反应动力学
7.8.1 酶催化反应的特点7.8.2 温度和pH对酶催化反应速
率的影响7.8.3 酶催化反应的应用和模拟
*7.9 光化学
7.9.1 光化学反应的基本规律7.9.2 光化学反应的初级过
程7.9.3 光化学反应的次级过程和量子效率7.9.4 光化
学反应的动力学
阅读材料：环境中的重要光化学反应
第8章表面物理化学
8.1 表面Gibbs自由能
8.1.1 比表面8.1.2 比表面自由能和表面张力
8.2 弯曲液面的特性
8.2.1 弯曲液面的附加压力8.2.2 弯曲液面的蒸气压*8.2.3 亚稳态
8.3 溶液表面吸附
8.3.1 溶液的表面张力8.3.2 Gibbs吸附定温式8.3.3 吸附层上分子的定向排列
*8.4 表面膜
8.4.1 不溶性单分子膜8.4.2 生物膜
8.5 表面活性物质
8.5.1表面活性物质的分类8.5.2 表面活性物质的HLB值
*8.6 胶束
8.6.1 表面活性物质的临界胶束浓度8.6.2增溶作用
8.7 气固界面吸附
8.7.1 固体表面特性8.7.2吸附作用8.7.3 吸附理论8.7.4吸附作用的应用
8.8液固界面吸附
8.8.1溶液中吸附量的测定8.8.2稀溶液中溶质分子的吸附
8.8.3电解质溶液中离子的吸附
8.9润湿作用
8..9.1 润湿现象8.9.2 接触角与润湿作用
阅读材料：1. 液晶 2. 润湿作用的应用
第9章胶体化学
9.1 分散体系
*9..2 溶胶的制备与净化
9.2.1 溶胶的制备9.2.2 溶胶的净化
9.3 溶胶的光学性质
9.3.1 Tyndall效应9.3.2 Tyndall效应的规律9.3.3 超显
微镜的原理和应用
9.4 溶胶的动力学性质
9.4.1 Brown运动9.4.2 扩散9.4.3 沉降和沉降平衡
9.5 溶胶的电学性质
9.5.1 电动现象9.5.2 胶粒表面电荷的来源9.5.3 双电层
结构9.5.4 电动电势（ζ）
9.6 溶胶的流变性质
9.6.1 粘度*9.6.2 粘度测定
9.7 溶胶的稳定性与聚沉
9.7.1 溶胶的稳定性9.7.2 影响溶胶聚沉的因素
9.8 乳状液与泡沫
9.8.1 乳状液的类型9.8.2 乳化剂与乳化作用9.8.3乳
状液的类型理论9.8.4 乳化剂的选择9.8.5 乳状液的制备
9.8.6 乳状液的转型与破坏*9.8.7 微乳状液9.8.8 泡
沫
9.9 凝胶
9.9.1 凝胶9.9.2 胶凝作用9.9.3 凝胶的性质
阅读材料：凝胶在科学研究中的应用
第10章高分子溶液
10.1 高分子化合物的相对分子量
10.2.1 高分子化合物的均相对分子质量10.2.2 高分子化合
物的相对分子质量分布
10.2 溶液中的高分子
10.2.1溶液中高分子的柔性10.2.2 溶液中高分子的形态
10.2.3 高分子化合物的溶解过程*10.3.4 高分子溶解过
程的热力学处理
10.3 高分子溶液的性质
10.3.1 高分子溶液与溶胶和小分子溶液的异同点10.3.2高
分子溶液的渗透压10.3.3 高分子溶液的粘度*10.4.3 高
分子溶液的光散射10.4.4 高分子溶液的超速离心沉降
10.4 高分子电解质溶液
10.5.1 溶液中蛋白质分子的带电状况10.5.2 溶液中线型蛋
白质分子的形态10.5.3 蛋白质在水中的溶解度10.5.4
蛋白质溶液的粘度10.5.5 蛋白质溶液的电泳
10.5 Donnan平衡
10.5.1 Donnan平衡10.5.2 Donnan平衡对高分子电解质溶
液渗透压的影响10.5.3 Donnan电势10.5.4 Donnan平衡
在土壤研究中的应用
10.6 高分子对溶胶稳定性的影响
10.6.1 高分子在固液界面上的吸附10.6.2 高分子对溶胶的
稳定作用10.6.3 高分子对溶胶的絮凝作用
阅读材料：高分子物质的降解
第11章结构化学基础
11.1分子轨道理论
11.1.1 +
H结构和共价键的本质11.1.2 分子轨道理论和双
2
原子分子结构
11.2 共轭分子的结构与HMO法
11.2.1 丁二烯离域大π键的HMO法处理11.2.2 离域π键和共轭效应
11.3配位化合物的结构和性质
11.3.1 配位场理论11.3.2 π
σ-配键与有关配位化合物的结构和性质
11.4次级键及分子自组装
11.4.1 氢键11.4.2 van der Waals力11.4.3 分子识别和超分子自组装
11.5 晶体的结构和性质
11.5.1 晶体结构的周期性与点阵11.5.2 晶体结构的对称性
11.5.3 晶体对X 射线的衍射
第12章光谱学简介
12.1 光与光谱
12.1.1光谱的种类12.1.2 光谱性质与量子跃迁类型
12.2 原子光谱
12.2.1 原子结构与原子能态12.2.2 光谱项与能级图12.2.3
原子发射光谱及原子吸收光谱
12.3 分子光谱
12.3.1 分子的运动与能态12.3.2 转动光谱12.3.3 振动光谱12.3.4 电子光谱
12.4 Raman光谱
12.5 核磁共振和顺磁共振
12.5.1 核磁共振12.5.2 顺磁共振
主要参考书目
1.韩德刚，高执棣，高盘良，物理化学. 北京：高等教育出版社，
2001
2.傅献彩，沈文霞，姚天扬，物理化学. 第五版. 北京：高等教育
出版社，2005
3.印永嘉，奚正楷，李大珍，物理化学简明教程. 北京：高等教育
出版社，2003
4.姚允斌，朱志昂，物理化学教程（上、下），修订本.长沙：湖
南教育出版社，1991
5.蔡炳新，基础物理化学（上、下）北京：科学出版社. 2001
6.韩德刚，高执棣，化学热力学. 北京：高等教育出版社.1997
7.周祖康，顾惕人，马季铭，胶体化学基础. 北京：北京大学出
版社. 1987
8.杨文治，电化学基础北京：北京大学出版社. 1982
9.韩德刚，高盘良，化学动力学基础. 北京：北京大学出版社. 1987
10.顾惕人等，表面化学. 北京：科学出版社. 2001
11.朱步瑶，赵振国，界面化学基础. 北京：化学工业出版社.1996
12.沈钟，王果庭，胶体与表面化学. 北京：化学工业出版社.1997
13.Morrison S. R. 表面化学物理. 赵璧英等译，北京：科学出版社.
1984
14.侯万国，孙得军，张春光，应用胶体化学，北京：科学出版社.
1998
15.傅玉普物理化学重点热点导引于解题训练，大连理工大学出版
社，2001.7
16.高盘良物理化学学习指南，高等教育出版社，2002.
17.Atkins P.W. Physical Chemistry. Oxford University Press,1998
18.Mark Ia DD.Introduction to Physical Chemistry. Surrey University
Press,1998
19.Samuel H. Maron et.al Fundamentals of Physical Chemistry
Macmillan Publishing Co.inc. 1998
20.Whittaker A. W. , Heal M. R. Physical Chemistry. 北京：科学出
版社. 2001
第一章 气体的pVT 关系 主要公式及使用条件 1. 理想气体状态方程式 nRT RT M m pV ==)/( 或 RT n V p pV ==)/(m 式中p ，V ，T 及n 单位分别为Pa ，m 3，K 及mol 。 m /V V n =称为气体的摩尔体积，其单位为m 3 · mol -1。 R =8.314510 J · mol -1 · K -1，称为摩尔气体常数。 此式适用于理想气体，近似地适用于低压的真实气体。 2. 气体混合物 （1） 组成 摩尔分数 y B (或x B ) = ∑A A B /n n 体积分数 / y B m,B B * =V ?∑* A V y A m ,A 式中∑A A n 为混合气体总的物质的量。A m,* V 表示在一定T ，p 下纯气体A 的摩 尔体积。∑*A A m ,A V y 为在一定T ，p 下混合之前各纯组分体积的总和。 （2） 摩尔质量 ∑∑∑===B B B B B B B mix //n M n m M y M 式中 ∑=B B m m 为混合气体的总质量，∑=B B n n 为混合气体总的物质的量。上 述各式适用于任意的气体混合物。 （3） V V p p n n y ///B B B B * === 式中p B 为气体B ，在混合的T ，V 条件下，单独存在时所产生的压力，称为B 的分压力。* B V 为B 气体在混合气体的T ，p 下，单独存在时所占的体积。 3. 道尔顿定律
p B = y B p ，∑=B B p p 上式适用于任意气体。对于理想气体 V RT n p /B B = 4. 阿马加分体积定律 V RT n V /B B =* 此式只适用于理想气体。 5. 范德华方程 RT b V V a p =-+))(/(m 2m nRT nb V V an p =-+))(/(22 式中a 的单位为Pa · m 6 · mol -2，b 的单位为m 3 · mol -1，a 和b 皆为只与气体的种类有关的常数，称为范德华常数。 此式适用于最高压力为几个MPa 的中压范围内实际气体p ，V ，T ，n 的相互计算。 6. 维里方程 ......)///1(3m 2m m m ++++=V D V C V B RT pV 及 ......)1(3'2''m ++++=p D p C p B RT pV 上式中的B ，C ，D,…..及B’，C’，D’….分别称为第二、第三、第四…维里系数，它们皆是与气体种类、温度有关的物理量。 适用的最高压力为1MPa 至2MPa ，高压下仍不能使用。 7. 压缩因子的定义 )/()/(m RT pV nRT pV Z == Z 的量纲为一。压缩因子图可用于查找在任意条件下实际气体的压缩因子。但计算结果常产生较大的误差，只适用于近似计算。 第二章 热力学第一定律
物理化学公式集 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 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 常温下单原子分子：C v，m＝C v，m t＝3R/2 常温下双原子分子：C v，m＝C v，m t＋C v，m r＝5R/2 等压热容与等容热容之差： （1）任意体系C p—C v＝[p＋（?U/?V）T]（?V/?T）p （2）理想气体C p—C v＝nR 理想气体绝热可逆过程方程： pVγ＝常数TVγ-1＝常数p1-γTγ＝常数γ＝C p/ C v 理想气体绝热功：W＝C v（T1—T2）＝（p1V1—p2V2） 理想气体多方可逆过程：W＝（T1—T2） 热机效率：η＝冷冻系数：β＝－Q1/W 可逆制冷机冷冻系数：β＝
焦汤系数：μJ－T＝＝－ 实际气体的ΔH和ΔU： ΔU＝＋ΔH＝＋ 化学反应的等压热效应与等容热效应的关系：Q p＝Q V＋ΔnRT 当反应进度ξ＝1mol时，Δr H m＝Δr U m＋RT 化学反应热效应与温度的关系： 热力学第二定律 Clausius不等式： 熵函数的定义：dS＝δQ R/T Boltzman熵定理：S＝klnΩ Helmbolz自由能定义：F＝U—TS Gibbs自由能定义：G＝H－TS 热力学基本公式： （1）组成恒定、不作非膨胀功的封闭体系的热力学基本方程： dU＝TdS－pdV dH＝TdS＋Vdp dF＝－SdT－pdV dG＝－SdT＋Vdp （2）Maxwell关系： ＝＝－ （3）热容与T、S、p、V的关系： C V＝T C p＝T Gibbs自由能与温度的关系：Gibbs－Helmholtz公式＝－ 单组分体系的两相平衡： （1）Clapeyron方程式：＝式中x代表vap，fus，sub。 （2）Clausius－Clapeyron方程式（两相平衡中一相为气相）：＝ （3）外压对蒸汽压的影响：p g是在惰性气体存在总压为p e时的饱和蒸汽压。
《物理化学（甲）》考试大纲 一、内容： 涵盖物理化学（占80%左右）和结构化学（占20%左右）。 二、物理化学大纲 １. 气体的PVT关系 基本内容：理想气体状态方程；分压定律和分体积定律；理想气体的微观模型；气体的液化；范德华方程与维里方程；临界性质；对应状态原理；压缩因子图。 ２. 热力学第一定律 基本概念：重要热力学概念；热力学第一定律；热、功；内能；焓；热容；可逆体积功；相变焓；反应焓；节流膨胀。 基本内容：热力学基本概念及术语；热力学第一定律的表述与数学表达式；Qv=ΔU,Qp=ΔH及H的定义；过程热的计算；Cp与Cv的关系；由Cp计算Qp和ΔH；理想气体的等温可逆过程与绝热可逆过程功的计算；其他常见过程功的计算；相变焓、相变过程、相变热的计算；化学变化过程、化学反应热效应的计算；化学反应进度；标准热力学函数的计算。３.热力学第二定律 基本概念：卡诺循环，过程可能性判据，热力学第二定律，熵及熵变，第三定律，吉布斯自由能，亥姆霍兹自由能，热力学基本方程及麦克斯韦关系式，特性函数，克－克方程。 基本内容：卡诺循环；自发过程的共同特征；卡诺定理与热力学第二定律，熵增原理；熵函数，熵判据；各种典型过程熵变的计算；热力学第三定律，规定熵与标准熵；亥姆霍兹函数与吉布斯函数；ΔA与ΔG判据；一些基本过程ΔG的计算与应用；热力学基本方程与麦克斯韦关系式；吉布斯—亥姆霍兹方程；克拉贝龙方程及其应用。 ４.多组分系统热力学 基本概念：偏摩尔量，化学势，化学势判据，拉乌尔定律，亨利定律，理想液态混合物，理想稀溶液，稀溶液的依数性，逸度与逸度因子，活度与活度因子，热力学标准态。 基本内容：偏摩尔量与摩尔量；偏摩尔量的集合公式；Gibbs-Duhem方程；化学势的定义与各类系统化学势的表示式；化学势判据；拉乌尔定律与享利定律；理想液态混合物的定义及其特征；稀溶液的定义及其依数性；逸度与逸度因子的计算；活度和活度因子的计算；标准态选择与活度的关系；简单汽液平衡计算。 5.相平衡 基本概念：相律，相数、组分数和自由度数，单组分体系相图，二组分体系相图，步冷曲线，杠杆规则，三组分系统相图
1. 热力学第一定律的数学表示式 W Q U +=?或 'amb δδδd δdU Q W Q p V W =+=-+ 系统得功为正,对环境作功为负。上式适用于封闭体系的一切过程。 2. 焓的定义式 3. 焓变 (1) )(pV U H ?+?=? 式中)(pV ?为pV 乘积的增量,只有恒压下)()(12V V p pV -=?在数值上等于体积功。 (2) 2 ,m 1 d p H nC T ?=? 此式适用于理想气体单纯pVT 变化的一切过程,或真实气体的恒压变温过程,或纯的液体、固体物质压力变化不大的变温过程。 4. 热力学能(又称内能)变 此式适用于理想气体单纯pVT 变化的一切过程。 5. 恒容热与恒压热 V Q U =? (d 0,'0)V W == p Q H =? (d 0,'0)p W == 6. 热容的定义式 (1)定压热容与定容热容 δ/d (/)p p p C Q T H T ==?? δ/d (/)V V V C Q T U T ==?? (2)摩尔定压热容与摩尔定容热容 ,m m /(/)p p p C C n H T ==?? ,m m /(/)V V V C C n U T ==?? 上式分别适用于无相变变化、无化学变化、非体积功为零的恒压与恒容过程。 (3)质量定压热容(比定压热容) 式中m 与M 分别为物质的质量与摩尔质量。 (4) ,m ,m p V C C R -= 此式只适用于理想气体。 7. 摩尔蒸发焓与温度的关系 2 1 vap m 2vap m 1vap ,m ()()d T p T H T H T C T ?=?+?? 式中 vap ,m p C ? = ,m p C (g) —,m p C (l),上式适用于恒压蒸发过程。 8. 体积功 ,m //p p p c C m C M ==pV U H +=2 ,m 1d V U nC T ?=?
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
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 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 常温下单原子分子：C v ，m ＝C v ，m t ＝3R/2 常温下双原子分子：C v ，m ＝C v ，m t ＋C v ，m r ＝5R/2 等压热容与等容热容之差： （1）任意体系 C p —C v ＝[p ＋（?U/?V ）T ]（?V/?T ）p （2）理想气体 C p —C v ＝nR 理想气体绝热可逆过程方程： pV γ＝常数 TV γ-1＝常数 p 1-γT γ＝常数 γ＝C p / C v 理想气体绝热功：W ＝C v （T 1—T 2）＝1 1 －γ（p 1V 1—p 2V 2） 理想气体多方可逆过程：W ＝1 nR －δ（T 1—T 2） 热机效率：η＝ 2 1 2T T T － 冷冻系数：β＝－Q 1/W 可逆制冷机冷冻系数：β＝ 1 21 T T T － 焦汤系数： μJ －T ＝H p T ???? ????＝－()p T C p H ?? 实际气体的ΔH 和ΔU ： ΔU ＝dT T U V ??? ????＋dV V U T ??? ???? ΔH ＝dT T H P ??? ????＋dp p H T ???? ???? 化学反应的等压热效应与等容热效应的关系：Q p ＝Q V ＋ΔnRT 当反应进度 ξ＝1mol 时， Δr H m ＝Δr U m ＋∑B B γRT 化学反应热效应与温度的关系：()()()dT B C T H T H 2 1 T T m p B 1m r 2m r ? ∑??，＋＝γ 热力学第二定律
物理化学主要公式 第一章 气体的pVT 关系 1. 理想气体状态方程式 nRT RT M m pV ==)/( 或 RT n V p pV ==)/(m 式中p ，V ，T 及n 单位分别为Pa ，m 3，K 及mol 。 m /V V n =称为气体的摩尔体积，其单位为m 3 · mol -1。 R =8.314510 J · mol -1 · K -1，称为摩尔气体常数。 此式适用于理想气体，近似地适用于低压的真实气体。 2. 气体混合物 （1） 组成 摩尔分数 y B (或x B ) = ∑A A B /n n 体积分数 / y B m,B B * =V ?∑* A V y A m,A 式中∑A A n 为混合气体总的物质的量。A m,* V 表示在一定T ，p 下纯气体A 的摩尔体积。∑*A A m,A V y 为 在一定T ，p 下混合之前各纯组分体积的总和。 （2） 摩尔质量 ∑∑∑===B B B B B B B mix //n M n m M y M 式中 ∑=B B m m 为混合气体的总质量，∑=B B n n 为混合气体总的物质的量。上述各式适用于任意的 气体混合物。 （3） V V p p n n y ///B B B B * === 式中p B 为气体B ，在混合的T ，V 条件下，单独存在时所产生的压力，称为B 的分压力。* B V 为B 气体在混合气体的T ，p 下，单独存在时所占的体积。 3. 道尔顿定律
p B = y B p ，∑=B B p p 上式适用于任意气体。对于理想气体 V RT n p /B B = 4. 阿马加分体积定律 V RT n V /B B =* 此式只适用于理想气体。 5. 范德华方程 RT b V V a p =-+))(/(m 2m nRT nb V V an p =-+))(/(22 式中a 的单位为Pa · m 6 · mol -2，b 的单位为m 3 · mol -1，a 和b 皆为只与气体的种类有关的常数，称为范德华常数。 此式适用于最高压力为几个MPa 的中压范围内实际气体p ，V ，T ，n 的相互计算。 6. 维里方程 ......)///1(3m 2m m m ++++=V D V C V B RT pV 及 ......)1(3'2''m ++++=p D p C p B RT pV 上式中的B ，C ，D,…..及B‘，C‘，D‘….分别称为第二、第三、第四…维里系数，它们皆是与气体种类、温度有关的物理量。 适用的最高压力为1MPa 至2MPa ，高压下仍不能使用。 7. 压缩因子的定义 )/()/(m RT pV nRT pV Z == Z 的量纲为一。压缩因子图可用于查找在任意条件下实际气体的压缩因子。但计算结果常产生较大的误差，只适用于近似计算。 第二章 热力学第一定律 1. 热力学第一定律的数学表示式
第一章 气体的pVT 关系 主要公式及使用条件 1、 理想气体状态方程式 nRT RT M m pV ==)/( 或 RT n V p pV ==)/(m 此式适用于理想气体,近似地适用于低压的真实气 体。 式中p ,V ,T 及n 单位分别为Pa,m 3,K 及mol 。 m /V V n =称为气体的摩尔体积,其单位为m 3 · mol -1。 R =8、314510 J · mol -1 · K -1,称为摩尔气体常数。 2、 气体混合物 （1） (1) 组成 摩尔分数 y B (或x B ) = ∑A A B / n n 体积分数 /y B m,B B *=V ?∑*A V y A m ,A 式中∑A A n 为混合气体总的物质的量。A m,*V 表示在一定T ,p 下纯气体A 的摩尔体积。∑* A A m ,A V y 为在一定T ,p 下混合之前各纯组分体积的总与。 （2） (2) 摩尔质量 ∑∑∑===B B B B B B B mix //n M n m M y M 式中 ∑=B B m m 为混合气体的总质量,∑=B B n n 为混合气体总的物质的量。上述各式适用于任 意的气体混合物。 (3) V V p p n n y ///B B B B *=== 式中p B 为气体B,在混合的T ,V 条件下,单独存在时所产生的压力,称为B 的分压力。*B V 为B 气体在混合气体的T ,p 下,单独存在时所占的体积。 3、 道尔顿定律 p B = y B p ,∑=B B p p 上式适用于任意气体。对于理想气体 V RT n p /B B = 5、 范德华方程 RT b V V a p =-+))(/(m 2m
第一章 气体的pVT 关系 1. 理想气体状态方程式 nRT RT M m pV ==)/( 或 RT n V p pV ==)/(m 式中p ，V ，T 及n 单位分别为Pa ，m 3，K 及mol 。 m /V V n =称为气体的摩尔体积，其单位为m 3 · mol -1。 R =8.314510 J · mol -1 · K -1，称为摩尔气体常数。 此式适用于理想气体，近似地适用于低压的真实气体。 2. 气体混合物 （1） 组成 摩尔分数 y B (或x B ) = ∑A A B /n n 体积分数 / y B m,B B * =V ?∑* A V y A m,A 式中∑A A n 为混合气体总的物质的量。A m,* V 表示在一定T ，p 下纯气体A 的摩尔体积。∑*A A m,A V y 为在一定T ，p 下混合之前各纯组分体积的总和。 （2） 摩尔质量 ∑∑∑===B B B B B B B mix //n M n m M y M 式中 ∑=B B m m 为混合气体的总质量，∑=B B n n 为混合气体总的物质的量。 上述各式适用于任意的气体混合物。 （3） V V p p n n y ///B B B B * === 式中pB 为气体B ，在混合的T ，V 条件下，单独存在时所产生的压力，称为B 的分压力。*B V 为B 气体在混合气体的T ，p 下，单独存在时所占的体积。 3. 道尔顿定律 p B = y B p ，∑=B B p p 适用于任意气体。 V RT n p /B B = 适用于理想气体 4. 阿马加分体积定律 V RT n V /B B =* 此式只适用于理想气体。 5. 范德华方程 RT b V V a p =-+))(/(m 2m n R T nb V V an p =-+))(/(22
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物理化学第九章模拟试卷C 一、选择题（共10题 20分） 1。极谱分析中加入大量惰性电解质的目的是: （） （A) 增加溶液电导（B) 固定离子强度（C) 消除迁移电流 (D）上述几种都是 2。用铜电极电解 0.1mol·kg—1的 CuCl2水溶液，阳极上的反应为（ ) (A） 2Cl—─→ Cl2+ 2e- (B) Cu ─→ Cu2++ 2e— (C) Cu ─→ Cu++ e- (D） 2OH-─→ H2O + 1 2O 2 + 2e- 3。极谱分析仪所用的测量阴极属于下列哪一种? ( ) （A）浓差极化电极（B）电化学极化电极 (C）难极化电极（D）理想可 逆电极 4. 电解金属盐的水溶液时, 在阴极上：（） (A) 还原电势愈正的粒子愈容易析出（B）还原电势与其超电势之代数和愈正的粒 子愈容易析出（C) 还原电势愈负的粒子愈容易析出 (D）还原电势与其超电势之和愈负的粒子愈容易析出 5. 电解时，在阳极上首先发生氧化作用而放电的是： ( ) (A) 标准还原电势最大者（B) 标准还原电势最小者 (C) 考虑极化后，实际上的不可逆还原电势最大者 (D) 考虑极化后,实际上的不可逆还原电势最小者 6。 298 K、0。1 mol·dm—3的 HCl 溶液中，氢电极的热力学电势为 -0。06 V,电解此 溶液时，氢在铜电极上的析出电势f H2为：（） (A) 大于—0.06 V （B）等于—0.06 V (C) 小于—0.06 V (D) 不能 判定 7。电池在恒温、恒压及可逆情况下放电，则其与环境的热交换为 ( ） (A）D r H (B) T D r S（C) 一定为零 (D) 与D r H与T D r S均无关 8。电解混合电解液时，有一种电解质可以首先析出，它的分解电压等于下列差值中 的哪一个?式中f平，f阴和f阳分别代表电极的可逆电极电势和阴、阳极的实际析出电势。 （） （A）f平,阳－f平，阴 (B) f阳 + f阴 (C) f阳（最小) －f阴（最大）（D) f阳(最大) －f阴（最小） 9。以石墨为阳极，电解 0。01 mol·kg-1 NaCl 溶液,在阳极上首先析出: ( ) (A) Cl2（B) O2 (C) Cl2与 O2混合气体（D) 无气体析出 已知：f$（Cl2/Cl-）= 1.36 V ，h（Cl2)= 0 V ，f$ (O2/OH-)= 0。401V ，h(O2） = 0.8 V 。 ＊. 298K,101。325 kPa 下，以 1 A 的电流电解 CuSO4溶液，析出 0。1 mol 铜，需时 间大约是： ( ) (A) 20。2 h （B) 5。4 h （C） 2。7 h （D) 1.5 h 二、填空题 ( 共 9题 18分） 11. 将一 Pb 酸蓄电池在 10。0 A 电流下充电 1。5 h,则 PbSO4分解的质量为 。 (已知M（PbSO4)= 303 g·mol—1 ) 12.在锌电极上，H2的超电势为 0.75 V，电解一含Zn2+的浓度为 1×10—5 mol·kg-1的溶液,为 了不使H2(g）析出,问溶液的 pH 值应控制在______.已知25℃时，f$(Zn2+/Zn)= -0.763 V 。 13. 电极表面反应速率r与电流密度j之间应满足_______________关系。 14。电池 Pb（s）│H2SO4(m)│PbO2(s)，作为原电池时，负极是，正极
初中物理化学公式大全物理 1、匀速直线运动的速度公式： 求速度：v=s/t 求路程：s=vt 求时间：t=s/v 2、变速直线运动的速度公式：v=s/t 3、物体的物重与质量的关系：G=mg （g=9.8N/kg） 4、密度的定义式 求物质的密度：ρ=m/V 求物质的质量：m=ρV 求物质的体积：V=m/ρ 4、压强的计算。 定义式：p=F/S（物质处于任何状态下都能适用） 液体压强：p=ρgh（h为深度） 求压力：F=pS 求受力面积：S=F/p 5、浮力的计算 称量法：F浮=G—F 公式法：F浮=G排=ρ排V排g 漂浮法：F浮=G物（V排＜V物） 悬浮法：F浮=G物（V排=V物） 6、杠杆平衡条件：F1L1=F2L2 7、功的定义式：W=Fs 8、功率定义式：P=W/t 对于匀速直线运动情况来说：P=Fv （F为动力） 9、机械效率：η=W有用/W总 对于提升物体来说： W有用=Gh（h为高度） W总=Fs 10、斜面公式：FL=Gh 11、物体温度变化时的吸热放热情况 Q吸=cmΔt （Δt=t-t0） Q放=cmΔt （Δt=t0-t） 12、燃料燃烧放出热量的计算：Q放=qm 13、热平衡方程：Q吸=Q放 14、热机效率：η=W有用/ Q放（Q放=qm） 15、电流定义式：I=Q/t （Q为电量，单位是库仑） 16、欧姆定律：I=U/R 变形求电压：U=IR 变形求电阻：R=U/I 17、串联电路的特点：（以两纯电阻式用电器串联为例） 电压的关系：U=U1 U2
电流的关系：I=I1=I2 电阻的关系：R=R1 R2 18、并联电路的特点：（以两纯电阻式用电器并联为例） 电压的关系：U=U1=U2 电流的关系：I=I1 I2 电阻的关系：1/R=1/R1 1/R2 19、电功的计算：W=UIt 20、电功率的定义式：P=W/t 常用公式：P=UI 21、焦耳定律：Q放=I2Rt 对于纯电阻电路而言：Q放=I2Rt =U2t/R=UIt=Pt=UQ=W 22、照明电路的总功率的计算：P=P1 P1 …… 化学 化合反应 1、镁在空气中燃烧：2Mg O2 点燃2MgO 2、铁在氧气中燃烧：3Fe 2O2 点燃Fe3O4 3、铝在空气中燃烧：4Al 3O2 点燃2Al2O3 4、氢气在空气中燃烧：2H2 O2 点燃2H2O 5、红磷在空气中燃烧：4P 5O2 点燃2P2O5 6、硫粉在空气中燃烧：S O2 点燃SO2 7、碳在氧气中充分燃烧：C O2 点燃CO2 8、碳在氧气中不充分燃烧：2C O2 点燃2CO 9、二氧化碳通过灼热碳层：C CO2 高温2CO 10、一氧化碳在氧气中燃烧：2CO O2 点燃2CO2 11、二氧化碳和水反应（二氧化碳通入紫色石蕊试液）：CO2 H2O === H2CO3 12、生石灰溶于水：CaO H2O === Ca(OH)2 13、无水硫酸铜作干燥剂：CuSO4 5H2O ==== CuSO4·5H2O 14、钠在氯气中燃烧：2Na Cl2点燃2NaCl 分解反应 15、实验室用双氧水制氧气：2H2O2 MnO2 2H2O O2↑ 16、加热高锰酸钾：2KMnO4 加热K2MnO4 MnO2 O2↑ 17、水在直流电的作用下分解：2H2O 通电2H2↑ O2 ↑ 18、碳酸不稳定而分解：H2CO3 === H2O C O2↑ 19、高温煅烧石灰石（二氧化碳工业制法）：CaCO3 高温CaO CO2↑ 置换反应 20、铁和硫酸铜溶液反应：Fe CuSO4 == FeSO4 Cu 21、锌和稀硫酸反应（实验室制氢气）：Zn H2SO4 == ZnSO4 H2↑ 22、镁和稀盐酸反应：Mg 2HCl === MgCl2 H2↑ 23、氢气还原氧化铜：H2 CuO 加热Cu H2O 24、木炭还原氧化铜：C 2CuO 高温2Cu CO2↑ 25、甲烷在空气中燃烧：CH4 2O2 点燃CO2 2H2O 26、水蒸气通过灼热碳层：H2O C 高温H2 CO
必修一金属及其化合物化学方程式 一、金属钠及其化合物 1、钠在空气中 （1）钠块在空气中变暗：2Na ＋O2＝Na2O（白色固体）（钠长时间露置在空气中最终变为碳酸钠）（2）在空气中加热4Na＋2O2 ＝2Na2O2(淡黄色固体） 现象：钠融化成小球，然后剧烈燃烧，产生黄色火焰，生成淡黄色固体 （3）2Na2O＋O2＝2Na2O2 2、钠与水反应（浮、熔、游、响、红） 2Na ＋2H2O ＝2NaOH ＋H2↑ 2Na ＋2H2O ＝2Na+＋2OH-＋H2↑ 3、钠与盐溶液反应（先水后盐） （1）与氯化钠溶液：本质上就是与水反应 （2）与硫酸铜溶液： 2Na ＋2H2O ＝2NaOH ＋H2↑ 2NaOH + CuSO4 ==Cu(OH)2↓+ Na2SO4 总：2Na ＋2H2O + CuSO4＝Cu(OH)2↓+ Na2SO4＋H2↑ 2Na ＋2H2O+ Cu2+ ＝Cu(OH)2↓+H2↑+ 2Na+ （3）与氯化铁溶液： 6Na+6H2O+2FeCl3=2Fe(OH)3↓+6NaCl+3H2↑ 6Na+6H2O+2Fe3+=2Fe(OH)3↓+6Na+ +3H2↑ 4、过氧化钠与水的反应（放热反应、Na2O2是强氧化剂，用于漂白） 2Na2O2＋2H2O ＝4NaOH ＋O2 ↑ 2Na2O2＋2H2O ＝4Na+＋4OH -＋O2↑ 现象：产生大量气泡，带火星的木条复燃，试管外壁发热，滴加酚酞后溶液变红（振荡后褪色） 碱性氧化物Na2O与水的反应Na2O＋H2O＝2NaOH Na2O ＋H2O ＝2Na+＋2OH - 5、过氧化钠可用在呼吸面具和潜水艇中作为氧气来源，原因是： 2Na2O2＋2CO2＝2Na2CO3＋O2 碱性氧化物Na2O与二氧化碳的反应Na2O+CO2===Na2CO36、过氧化钠与盐酸的反应 2Na2O2＋4HCl ＝4NaCl ＋2H2O+O2 ↑2Na2O2＋4H+＝4Na+＋2H2O＋O2↑ 碱性氧化物Na2O与盐酸的反应 Na2O ＋2HCl ＝2NaCl ＋H2O Na2O ＋2H+＝2Na+＋H2O 7、氢氧化钠 （1）与酸性氧化物反应 a向NaOH中通入少量CO2：2NaOH+ CO2 (少量)== Na2CO3 + H2O OH -＋CO2 (少量)= CO32-＋H2O b 继续向该溶液中通入CO2：Na2CO3＋H2O ＋CO2=2NaHCO3 CO32-＋H2O ＋CO2=2HCO3- c向NaOH中通入过量CO2：NaOH+ CO2（过量）== NaHCO3a+b OH -＋CO2 (过量)= HCO3- d向Ca(OH)2中通入少量CO2：CO2+Ca(OH)2(过量)===CaCO3↓+H2O Ca2++ 2OH -＋CO2 (少量)= CaCO3↓＋H2O e继续向该溶液中通入CO2：CaCO3+H2O +CO2=Ca(HCO3)2 CaCO3+H2O +CO2=Ca2++ 2HCO3- f向Ca(OH)2中通入过量CO2：2CO2(过量)+Ca(OH)2===Ca(HCO3)2 d+e OH -＋CO2 (过量)= HCO3- CaCl2不与CO2反应：因为一般情况下弱酸不能制强酸 8、苏打（纯碱）与盐酸反应（根据滴加顺序不同，现象不同，所以可以鉴别盐酸和碳酸氢钠） ①向盐酸中滴加纯碱溶液Na2CO3＋2HCl ＝2NaCl ＋H2O＋CO2↑ CO32-＋2H＋＝H2O ＋CO2↑ 现象：立即有气泡产生 ②纯碱溶液中滴加盐酸，至过量 Na2CO3＋HCl ＝NaHCO3＋NaCl CO32-＋H+ ＝HCO3- NaHCO3＋HCl＝NaCl＋H2O＋CO2↑HCO3-＋H+＝H2O ＋CO2↑ 现象：先无明显现象，然后有气泡产生 9、碳酸氢钠和盐酸反应（无论是向碳酸氢钠中滴加稀盐酸还是向盐酸中滴加碳酸氢钠，现象均为：立 △△
物理化学主要公式及使用条件 第一章 气体的pVT 关系 主要公式及使用条件 1. 理想气体状态方程式 nRT RT M m pV ==)/( 或 RT n V p pV ==)/(m 式中p ，V ，T 及n 单位分别为Pa ，m 3，K 及mol 。 m /V V n =称为气体的摩尔体积，其单位为m 3 · mol -1。 R =8.314510 J · mol -1 · K -1，称为摩尔气体常数。 此式适用于理想气体，近似地适用于低压的真实气体。 2. 气体混合物 （1） 组成 摩尔分数 y B (或x B ) = ∑A A B /n n 体积分数 /y B m,B B * =V ?∑*A V y A m ,A 式中∑A A n 为混合气体总的物质的量。A m,* V 表示在一定T ，p 下纯气体A 的摩 尔体积。∑*A A m ,A V y 为在一定T ，p 下混合之前各纯组分体积的总和。 （2） 摩尔质量 ∑∑∑===B B B B B B B mix //n M n m M y M 式中 ∑=B B m m 为混合气体的总质量，∑=B B n n 为混合气体总的物质的量。上 述各式适用于任意的气体混合物。 （3） V V p p n n y ///B B B B * ===
式中p B 为气体B ，在混合的T ，V 条件下，单独存在时所产生的压力，称为B 的分压力。* B V 为B 气体在混合气体的T ，p 下，单独存在时所占的体积。 3. 道尔顿定律 p B = y B p ，∑=B B p p 上式适用于任意气体。对于理想气体 V RT n p /B B = 4. 阿马加分体积定律 V RT n V /B B =* 此式只适用于理想气体。 第二章 热力学第一定律 主要公式及使用条件 1. 热力学第一定律的数学表示式 W Q U +=? 或 'amb δδδd δdU Q W Q p V W =+=-+ 规定系统吸热为正，放热为负。系统得功为正，对环境作功为负。式中 p amb 为环境的压力，W ’为非体积功。上式适用于封闭体系的一切过程。 2. 焓的定义式 3. 焓变 pV U H +=
物理化学主要公式 Document serial number【KKGB-LBS98YT-BS8CB-BSUT-BST108】
物理化学主要公式 第一章 气体的pVT 关系 1.理想气体状态方程式 或 RT n V p pV ==)/(m 式中p ，V ，T 及n 单位分别为Pa ，m 3，K 及mol 。 m /V V n =称为气体的摩尔体积，其单位为m 3 · mol -1。 R = J · mol -1 · K -1，称为摩尔气体常数。 此式适用于理想气体，近似地适用于低压的真实气体。 2.气体混合物 （1） 组成 摩尔分数 y B (或x B ) = ∑A A B /n n 体积分数 /y B m,B B * =V ?∑* A V y A m ,A 式中∑A A n 为混合气体总的物质的量。A m,* V 表示在一定T ，p 下纯气体A 的摩尔体积。 ∑* A A m ,A V y 为在一定T ，p 下混合之前各纯组分体积的总和。 （2） 摩尔质量 式中 ∑=B B m m 为混合气体的总质量，∑=B B n n 为混合气体总的物质的量。上述各式 适用于任意的气体混合物。 （3） V V p p n n y ///B B B B * === 式中p B 为气体B ，在混合的T ，V 条件下，单独存在时所产生的压力，称为B 的分压力。* B V 为B 气体在混合气体的T ，p 下，单独存在时所占的体积。 3.道尔顿定律 p B = y B p ，∑=B B p p 上式适用于任意气体。对于理想气体 4.阿马加分体积定律 此式只适用于理想气体。 5.范德华方程
《物理化学》教学大纲 课程类别：专业基础课 总学时：144学时 总学分：8学分 开设学期：第四、五学期 适用专业：化学专业、应用化学专业 先修课程：无机化学、分析化学、有机化学 一、课程性质与任务 物理化学是化学专业和应用化学专业的四大基础课程之一，是在无机化学、分析化学、有机化学课程的基础上开设的一门课程。该课程主要包括化学热力学和化学动力学两大部分，研究过程变化的可能性和速率问题。该门课程为后期学习化工基础等课程打下基础。 二、教学目的与要求 学生通过物理化学课程的学习，掌握物理化学的基本理论和基本方法，运用所学知识解决化学过程的一些实际问题，主要是：热力学三个定律，热力学基本函数及其变化的计算，并能运用这些知识定量地判断化学过程（包括溶液体系、相平衡、表面现象等）进行的方向与限度；化学动力学基本理论、几种重要的反应速率理论，并能运用这些知识定量的求算化学反应的基本动力学参数、能初步推测或判断化学反应的反应机理。 物理化学是化学基础课中比较抽象、理论性比较强的课程，也是培养学生逻辑思维和空间想象力的重要课程。物理化学中的许多分析问题、解决问题的方法是人们科学地认识自然界规律的典范，在学习物理化学课程的过程中，可以培养学生科学地分析问题、提出问题、和解决问题的能力。 三、教学时数分配
*选学#自学 四、教学内容和课时分配 绪论（2学时） 教学目的和要求 1.了解物理化学课程的研究内容、方法 2.了解学习物理化学课程的方法建议 教学重点：物理化学课程的研究内容 教学内容 物理化学课程的研究内容、方法；学习物理化学课程的方法建议 第一章热力学第一定律（15学时） 教学目的和要求 1.掌握热力学基本概念 2.理解热力学第一定律基本内容 3.掌握标准摩尔反应焓的计算 4.熟练掌握各种状态变化过程Q、W、△U、△H计算 教学重点：热力学第一定律基本内容、各种状态变化过程Q、W、△U、△H计算 教学难点：各种状态变化过程Q、W、△U、△H计算 教学内容 第一节热力学基本概念（5学时） 本节知识点包括系统与系统的性质、系统的状态、状态函数、过程与途径、热与功。 第二节热力学第一定律（2学时） 本节知识点包括热力学能、热力学第一定律、焓、热容。 第三节气体系统中的应用（4学时） 本节知识点包括理想气体、理想气体的等温过程、理想气体的绝热过程、Carnot循环、实际气体。 第四节化学反应系统中的应用（4学时） 本节知识点包括焓的规定值、标准摩尔反应焓的计算、等温化学反应、非等温化学
1. 理想气体状态方程式 nRT RT M m pV ==)/( 或 RT n V p pV ==)/(m 2. 气体混合物 （1） 组成 摩尔分数 y B (或x B ) = ∑A A B /n n 体积分数 /y B m,B B * =V ?∑*A V y A m ,A 式中∑A A n 为混合气体总的物质的量。A m,* V 表示在一定T ，p 下纯气体A 的摩尔体积。∑*A A m ,A V y 为 在一定T ，p 下混合之前各纯组分体积的总和。 （2） 摩尔质量 ∑∑∑===B B B B B B B mix //n M n m M y M 式中 ∑=B B m m 为混合气体的总质量，∑=B B n n 为混合气体总的物质的量。上述各式适用于任意的 气体混合物。 （3） V V p p n n y ///B B B B * === 式中p B 为气体B ，在混合的T ，V 条件下，单独存在时所产生的压力，称为B 的分压力。* B V 为B 气体在混合气体的T ，p 下，单独存在时所占的体积。 3. 道尔顿定律 p B = y B p ，∑=B B p p 上式适用于任意气体。对于理想气体 V RT n p /B B = 4. 阿马加分体积定律 V RT n V /B B =* 此式只适用于理想气体。 第二章 热力学第一定律 主要公式及使用条件 1. 热力学第一定律的数学表示式
W Q U +=? 或 'amb δδδd δdU Q W Q p V W =+=-+ Q 吸正放负 Ｗ外对内正 内对外负 2. 焓的定义式 3. 焓变 （1） )(pV U H ?+?=? 式中)(pV ?为pV 乘积的增量，只有在恒压下)()(12V V p pV -=?在数值上等于体积功。 （2） 2 ,m 1d p H nC T ?=? 此式适用于理想气体单纯pVT 变化的一切过程，或真实气体的恒压变温过程，或纯的液体、固体物质压力变化不大的变温过程。 4. 热力学能变 此式适用于理想气体单纯pVT 变化的一切过程。 5. 恒容热和恒压热 V Q U =? (d 0,'0)V W == p Q H =? (d 0,'0)p W == 6. 热容的定义式 （1）定压热容和定容热容 δ/d (/)p p p C Q T H T ==?? δ/d (/)V V V C Q T U T ==?? （2）摩尔定压热容和摩尔定容热容 ,m m /(/)p p p C C n H T ==?? ,m m /(/)V V V C C n U T ==?? 上式分别适用于无相变变化、无化学变化、非体积功为零的恒压和恒容过程。 （3）质量定压热容（比定压热容） 式中m 和M 分别为物质的质量和摩尔质量。 （4） ,m ,m p V C C R -= （5）摩尔定压热容与温度的关系 23,m p C a bT cT dT =+++ ,m //p p p c C m C M ==pV U H +=2 ,m 1d V U nC T ?=?
实验1.6 原电池电动势的测定 一、实验目的 1．掌握对消法测定电池电动势的原理及电位差计的使用方法。 2．通过电池电动势的测量，加深对可逆电池、浓差电池、可逆电极、盐桥等基本概念的理解。 3．了解与掌握金属电极的制备与处理技术。 4．掌握原电池热力学函数的计算。 二、基本原理 原电池是化学能转变为电能的装置，它是由两个“半电池”组成，而每一个半电池中有一个电极和相应的电解质溶液。在电池放电反应中，正极发生还原反应，负极发生氧化反应；电池反应是电池中两个电极反应之和。电池电动势为组成该电池的两个半电池的电极电势的代数和。在恒温、恒压、可逆条件下，原电池电动势与各热力学函数的关系如下： Z E F G m r -=? (1.6-1) p m r T E zFT zE F H )(??+-=? (1.6-2) p m r T E z F S )(??=? (1.6-3) 式中：F 为法拉第常数（96487 C ），z 是原电池发生一单位进度反应时得或失的电子摩尔数，E 是可逆电池的电动势。故只要在恒温、恒压下，测出可逆电池的电动势E ，即可求出原电池的各热力学函数。反之，由原电池的各热力学函数，可求出可逆电池的电动势E 和浓度系数。 书写电池的结构图示式，必须规范。以Cu-Zn 电池为例，电池结构的书写、电动势和电极电势的表达式为： 电池结构 Zn|ZnSO 4(+2Zn a )‖CuSO 4 (+2Cu a )|Cu
负极反应 Zn →Zn 2+(+2Zn a ) + 2e 正极反应 Cu 2+(+2Cu a ) + 2e →Cu 电池总反应 Zn + Cu 2+(+2Cu a )→Zn 2+(+2Zn a )+Cu 根据能斯特方程，电池电动势与各物活度间的关系为： + +-=22Cu Zn Cu Zn o a a a a ln zF RT E E (1.6-4) 式中0E 为在标准条件下溶液中锌和铜离子活度(+2Zn a 和+2Cu a )以及锌和铜活度均等 于1时的电池电动势（即原电池的标准电动势）。假设Cu 、Zn 为纯固体，它们的活度为1，则式（1.6-4）可简化为： + +-=22ln Cu Zn o a a zF RT E E (1.6-5) 由于整个电池反应是由两个电极反应所组成，因此，电池电动势的表达式为正、负两电极电势之差。若正极的电极电势为+?，负极的电极电势-?，则有： -+-=??E (1.6-6) 由于某电极电势的绝对值无法测定，因此必须选择某一电极作为电极电势的参考标准。现在，手册上所列的电极电势均为相对电极电势，即以标准氢电极作为参考标准（标准氢电极是氢气压力为一标准压力、溶液中+H a 为1，规定其电极电势为 零）。将标准氢电极与待测电极组成电池，标准氢电极为负极，所测得的电池电动势就是待测电极的电极电势。由于氢电极使用不方便，因此常用另外一些易制备、电极电势较为稳定的电极作为参比电极。常用的参比电极主要有：甘汞电极、银-氯化银电极等。这些参比电极与标准氢电极比较而得的电极电势，已精确测出。 可逆电池具有较好的重现性与稳定性。可逆电池必须具备的条件为：（1）电极反应必须可逆。（2）电池在工作（充放电）时，所通过的电流必须无限小，此时电池可在接近平衡状态下工作， 即能量必须可逆。（3）电池中所进行的其它过程必须可逆。如溶液间无扩散、无液体接界电势等。因此，在制备可逆电池、测量可逆电池的电动势时，应符合上述可逆电池条件。在精确度不很高地测量中，常用正、负离子迁移数比较接近的电解质构成“盐桥”，减小液体接界电势。要达到测量工