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物理化学简明教程物理化学简明教程一、什么是物理化学1、什么是物理化学物理化学是将物理和化学知识相结合的一门学科，它专注于研究物质的性质和结构，从而理解系统复杂性，并给出相应的定量描述和解释。
2、物理化学的术语物理化学使用一些专有术语来描述和分析物质的性质。
例如：（1）体系：体系是物理化学中最重要的概念，它是一类物质、反应态物质和夹带物质的集合。
（2）反应：反应通常指物质在受到外部的化学刺激或物理刺激后发生的相互作用。
（3）热力学：热力学是一个专有术语，它包括能量的流动，即吸收及释放的能量，以及热的传播过程。
二、物理化学的应用1、生物：物理化学可以为生物学研究打开很多新的大门，它帮助生物学家了解细胞和分子在活动过程中是如何作用的。
2、医学：物理化学可以帮助医生了解药物的作用机制，以及如何使用不同的技术来检测疾病携带的病原体。
3、材料科学：物理化学可以用来研究各种材料，为其定制特性提供帮助。
4、能源：物理化学也有助于研究各种能源是如何被转换和使用的，以及它们可能如何更有利可图。
三、物理化学学习的建议1、深入研究物理化学：研究物理化学知识是学习物理化学最重要的环节，要多看书，熟悉其中概念和术语。
2、实践操作：在解决实际问题中，要掌握其中的物理原理和化学反应，并归纳出解决问题的方法和技巧。
3、完成相关实验：通过实验研究，可以加深对物理化学的理解，学会分析和推理物理化学原理。
4、夯实基础知识：要牢记物理化学基础知识，如反应形式、热力学和分子动力学等，以便更好地理解物理化学原理。
5、输出学习成果：多练习、多参与课堂讨论，完成典型题目和相应实验，并经常总结归纳学习成果。
第一章【理想气体的内能与焓只是温度的函数，与体积或压力的变化无关，所以对理想气体定温过程：dU=0，dH=0，△U=0，△H=0变温过程：△U=nC v,m △T ；△H=nC p,m △T节流膨胀：（特点）绝热、定焓，∴Q=0，△H=0，无论是理想气体还是实际气体均成立】1.理想气体的状态方程可表示为： pV=nRT2.能量守恒定律：自然界的一切物质都具有能量，能量有各种不同形式，能够从一种形式转化为另一种形式，但在转化过程中，能量的总值不变。
3.第一定律的数学表达式：△U=Q+W ；对微小变化：dU=δQ +δW （因为热力学能是状态函数，数学上具有全微分性质，微小变化可用dU 表示；Q 和W 不是状态函数，微小变化用δ表示，以示区别。
）4.膨胀作功：①自由膨胀：W=0；②等外压膨胀：W=-P 外(V 2-V 1)=P 2（V 1-V 2）； ③可逆膨胀：W=nRT ln 21V V =nRT ln 12P P ；④多次等外压膨胀，做的功越多。
5.①功与变化的途径有关。
不是状态函数。
②可逆膨胀，体系对环境作最大功；可逆压缩，环境对体系作最小功。
6.恒温恒压的可逆相变 W=RT V P dV dP P dV P i V V i V Ve n )(2121-=-=--=-⎰⎰△(恒温恒压的可逆相变,气体符合理想气体方程)7.焓的定义式：H=U+PV ，等压效应H =Q p △，焓是容量性质。
8.理想气体的热力学能和焓仅是温度的函数：在恒温时，改变体积或压力，理想气体的热力学能和焓保持不变。
还可以推广为理想气体的Cv,Cp 也仅为温度的函数。
9.①等压热容Cp ：p pp THdTQ C )(∂∂==δ，T C Q H p d p ⎰==△②等容热容Cv ：T C Q U TUdTQ C V vvd )(v v ⎰==∂∂==，△δ; ③RTQ Q vn p △=-10.理想气体的Cp 与Cv 之差：nR C C VP =- 或 R C C m v m p =-,,;单原子分子系统：R C m v 23,=，双原子分子系统：R C m v 25,=T nC H m p △△,= , T nC U m v △△,=11.绝热过程的特点：绝热压缩，使体系温度升高，而绝热膨胀，可获得低温。
2023年物理化学简明教程（邵谦著）课后答案下载2023年物理化学简明教程（邵谦著）课后答案下载绪论0.1 物理化学的研究对象及其重要意义0.2 物理化学的研究方法0.3 学习物理化学的方法第一章热力学第一定律(一)热力学概论1.1 热力学的研究对象1.2 几个基本概念(二)热力学第一定律1.3 能量守恒--热力学第一定律1.4 体积功1.5 定容及定压下的热1.6 理想气体的热力学能和焓1.7 热容1.8 理想气体的绝热过程1.9 实际气体的节流膨胀(三)热化学1.10 化学反应的热效应1.11 生成焓及燃烧焓1.12 反应焓与温度的关系--基尔霍夫方程思考题第二章热力学第二定律2.1 自发过程的共同特征2.2 热力学第二定律的经典表述2.3 卡诺循环与卡诺定理2.4 熵的概念2.5 熵变的计算及其应用2.6 熵的物理意义及规定熵的计算2.7 亥姆霍兹函数与吉布斯函数2.8 热力学函数的?些重要关系式2.9 厶C的计算__2.10 非平衡态热力学简介思考题第三章化学势3.1 偏摩尔量3.2 化学势3.3 气体物质的化学势3.4 理想液态混合物中物质的化学势 3.5 理想稀溶液中物质的化学势3.6 不挥发性溶质理想稀溶液的依数性 3.7 非理想多组分系统中物质的化学势思考题第四章化学平衡4.1 化学反应的方向和限度4.2 反应的标准吉布斯函数变化4.3 平衡常数的各种表示法4.4 平衡常数的实验测定4.5 温度对平衡常数的影响4.6 其他因素对化学平衡的影响思考题第五章多相平衡5.1 相律(一)单组分系统5.2 克劳修斯一克拉佩龙方程5.3 水的相图(二)二组分系统5.4 完全互溶的双液系统__5.5 部分互溶的双液系统__5.6 完全不互溶的双液系统5.7 简单低共熔混合物的固一液系统 5.8 有化合物生成的固一液系统__5.9 有固溶体生成的固一液系统(三)三组分系统5.10 三角坐标图组成表示法__5.11 二盐一水系统__5.12 部分互溶的三组分系统思考题第六章统计热力学初步6.1 引言6.2 玻耳兹曼分布6.3 分子配分函数6.4 分子配分函数的求算及应用第七章电化学(一)电解质溶液7.1 离子的迁移7.2 电解质溶液的电导7.3 电导测定的应用示例7.4 强电解质的活度和活度系数__7.5 强电解质溶液理论简介(二)可逆电池电动势7.6 可逆电池7.7 可逆电池热力学7.8 电极电势7.9 由电极电势计算电池电动势7.10 电极电势及电池电动势的应用(三)不可逆电极过程7.11 电极的.极化7.12 电解时的电极反应7.13 金属的腐蚀与防护__7.14 化学?源简介第八章表面现象与分散系统(一)表面现象8.1 表面吉布斯函数与表面张力 8.2 纯液体的表面现象8.3 气体在固体表面上的吸附 8.4 溶液的表面吸附8.5 表面活性剂及其作用(二)分散系统8.6 分散系统的分类8.7 溶胶的光学及力学性质8.8 溶胶的电性质8.9 溶胶的聚沉和絮凝8.10 溶胶的制备与净化__8.11 高分子溶液思考题第九章化学动力学基本原理9.1 引言9.2 反应速率和速率方程9.3 简单级数反应的动力学规律9.4 反应级数的测定9.5 温度对反应速率的影响9.6 双分子反应的简单碰撞理论9.7 基元反应的过渡态理论大意__9.8 单分子反应理论简介思考题第十章复合反应动力学10.1 典型复合反应动力学10.2 复合反应近似处理方法10.3 链反应__10.4 反应机理的探索和确定示例10.5 催化反应10.6 光化学概要__10.7 快速反应与分子反应动力学研究方法简介思考题附录Ⅰ.某些单质、化合物的摩尔热容、标准摩尔生成焓、标准摩尔生成吉布斯函数及标准摩尔熵Ⅱ.某些有机化合物的标准摩尔燃烧焓(298K)Ⅲ.不同能量单位的换算关系Ⅳ.元素的相对原子质量表Ⅴ.常用数学公式Ⅵ.常见物理和化学常数物理化学简明教程（邵谦著）：内容简介本教材自8月出版以来,受到了广大读者,特别是相关高校师生的厚爱,并被许多高校选作教材。
物理化学简明教程1. 引言物理化学是化学的一个重要分支，它研究物质的物理性质及其与化学变化的关系。
本教程将为你提供一个简明入门的物理化学知识概览，帮助你快速了解和理解物理化学的基本概念。
2. 物质的组成物质是由原子或分子组成的。
原子是物质的基本单位，由质子、中子和电子组成。
分子由两个或多个原子组成。
原子和分子都具有质量和电荷。
3. 基本概念在物理化学中，有一些基本概念是非常重要的，包括：3.1. 元素元素是由具有相同原子数的原子组成的物质。
目前已知的元素有118种，其中最简单的是氢元素 (H)，它的原子是由一个质子和一个电子组成。
3.2. 化合物化合物是由两个或多个不同元素的原子组成的物质。
化合物可以通过化学反应合成或分解。
3.3. 混合物混合物是由两种或多种纯物质混合而成的物质。
在混合物中，各组成部分的性质保持不变。
4. 状态和相变物质在不同的温度和压力下可以存在于不同的物态，包括固体、液体和气体。
相变是物质从一种物态转变为另一种物态的过程，如固体熔化成液体、液体沸腾成气体等。
5. 热力学热力学研究物质的热学性质和能量转化过程。
它主要涉及如下几个方面：5.1. 热力学系统和周围环境热力学系统是指研究对象，而周围环境是指系统外部与系统有能量、质量或粒子交换的部分。
5.2. 热力学第一定律热力学第一定律是能量守恒定律的热学表达形式，描述了系统内能的变化与系统外界对系统做的功和从外界传递给系统的热量之间的关系。
5.3. 热力学第二定律热力学第二定律描述了能量在自然界中的流动性质，它提出了热力学过程发生的方向性和不可逆性的原则。
5.4. 熵熵是描述系统无序程度的物理量，用来描述系统的混乱程度。
根据热力学第二定律，系统的熵总是趋向于增加。
5.5. 反应热力学反应热力学研究化学反应的能量变化和反应速率与温度、压力、浓度等因素之间的关系。
6. 动力学动力学研究化学反应速率和反应机理。
它关注反应速率随着反应物浓度、温度变化的规律，以及分子在反应中的碰撞方式。
物理化学简明教程物理化学是研究物质的性质和变化规律的一门学科，它涉及量子力学、热力学、动力学等多个方面。
下面简要介绍物理化学的几个基本概念和内容。
第一个是量子力学。
量子力学是描述微观粒子行为的理论，它认为能量是分立的，量子态的演化由薛定谔方程描述。
量子力学提供了对原子、分子等微观粒子的结构和性质的解释。
例如，通过量子力学，我们可以了解原子和分子的能级结构，以及化学键的形成与断裂过程。
第二个是热力学。
热力学研究的是能量转化和物质变化的规律，它涉及热力学定律、熵、焓等概念。
热力学通过热力学定律，描述了热量和功对系统造成的影响。
通过熵，热力学可以解释物质变化的趋势和方向性。
例如，通过热力学，我们可以了解反应的热力学平衡和化学反应速率等重要的信息。
第三个是动力学。
动力学研究的是化学反应的速度和机理。
它通过反应的速度常数、反应级数、反应机理等概念描述化学反应的过程。
动力学可以揭示化学反应的速率受到哪些因素的影响，从而优化反应条件和控制化学反应的过程。
物理化学还涉及其他一些重要的概念，例如溶解度、电化学、光谱学等。
溶解度研究的是物质在溶液中的溶解程度，电化学研究的是电解质溶液中的电化学反应和电化学纳米机械系统。
光谱学研究的是物质与电磁辐射的相互作用，可以用于分析物质的结构和性质。
物理化学的研究方法主要包括实验和理论两个方面。
实验可以通过测量物理化学特性来获得实验数据，并验证理论模型。
理论可以通过建立数学模型来解释和预测实验现象。
物理化学在许多领域有着广泛的应用，比如化学工业、能源领域、材料科学、药物研发等。
通过物理化学的研究，我们可以更好地理解和控制物质的性质和变化，为科学和技术的发展做出贡献。
第一章【理想气体的能与焓只是温度的函数，与体积或压力的变化无关，所以对理想气体定温过程：dU=O, dH=O,A U=O,A H=0 变温过程：△ U=nC,m△H=nC,m△ T节流膨胀：(特点)绝热、定焓，••• Q=Q △ H=0,无论是理想气体还是实际气体均成立】1. 理想气体的状态方程可表示为：pV=nRT2. 能量守恒定律：自然界的一切物质都具有能量，能量有各种不同形式，能够从一种形式转化为另一种形式，但在转化过程中，能量的总值不变。
3. 第一定律的数学表达式：△ U=Q+；对微小变化：dU=8 Q+8 W(因为热力学能是状态函数，数学上具有全微分性质，微小变化可用dU表示；Q和W 不是状态函数，微小变化用3表示，以示区别。
)4. 膨胀作功：①自由膨胀：W=0②等外压膨胀：W=-P外(V2-V i)=P2 (V1-V2);③可逆膨胀：W=i RT In也=nRT In旦；④多次等外压膨胀，做V2 P的功越多。
5. ①功与变化的途径有关。
不是状态函数。
②可逆膨胀，体系对环境作最大功；可逆压缩，环境对体系作最小功。
6. 恒温恒压的可逆相变W= ：P e dV ：(R dP)dV P i△V nRT(恒温恒压的可逆相变，气体符合理想气体方程)7. 焓的定义式：H=U+PV等压效应Q p =△ H，焓是容量性质。
8. 理想气体的热力学能和焓仅是温度的函数：在恒温时，改变体积或压力，理想气体的热力学能和焓保持不变。
还可以推广为理想气体的Cv,Cp也仅为温度的函数。
9. ①等压热容Cp：C p仝(-)p , △ H Q p C p dTdT T②等容热容Cv：C v-Q v(—)V ,△u Q v C v dT ；③ Q p Q v△nRTdT T p10. 理想气体的Cp与Cv之差：C p C V nR或C p,m C v,m R；单原子分子系统：C v,m 2R ,双原子分子系统：C v,m 2 R△H n C p,m △T , n C v,m △T11. 绝热过程的特点：绝热压缩，使体系温度升高，而绝热膨胀，可获得低温。
理想气体绝热可逆：C pm ln卫Rin空C vm ln^ Rln V2壬P1 ，T1 V113. 绝热功的求算：①理想气体绝热可逆过程的功：W P2V2PM nR(T2 T1)1 1②绝热状态变化过程的功：W nC v,m△T【适用于定组成圭寸闭体系的一般绝热过程，不一定是可逆过程。
】14. 焦-汤系数定义：J T ( T)HP若TT > 0,经节流膨胀后，气体温度降低。
(随着压力的降低气体温度也降低)；若TT V 0,经节流膨胀后，气体温度升高。
(随着压力的降低气体温度升高) 若TT=0,经节流膨胀后，气体温度不变。
(随着压力的降低气体温度不变) 此时的温度称为转化温度15. 等压热效应Q P与等容热效应Q v的关系：Q p Q v △nRT△r H △r U △nRT ；△ n是生成物与反应物气体物质的量之差值，并假定气体为理想气体。
16.标准摩尔生成焓：在标准压力下，反应温度时，由最稳定的单质合成标准状态下1mol物质的反应的焓变，称为该物质的标准摩尔生成焓，用dH m表示，生成焓仅是个相对值，相对于稳定单质的焓值等于零，没有规定温度，一般298.15 K时的数据有表可查。
17. 由生成焓求反应焓：△fHm B V B△fHm(B)，V B为计量方程中的系数，对反应物取负值，生成物取正值。
18. 标准摩尔燃烧焓：在标准压力下，反应温度时，物质B完全氧化成相同温度的指定产物时的焓变称为标准摩尔燃烧焓，用△ CH m表示，所指定产物如CQ、H0等的标准摩尔燃烧焓，在任何温度T时，其值均为零。
用这种方法可以求一些不能由单质直接合成的有机物的生成焓。
19. 由燃烧焓求反应焓：化学反应的焓变值等于各反应物燃烧焓的总和减去各产物燃烧焓的总和，其公式如下：△r H m(298.15k) v B△ C H m(B,298.15k)B20. 基尔霍夫定律的积分式：△r H m(T2) △ r H m(T1) ； ^C p dT①若G与温度无关，△屮皿征)-^川皿(「)△ C p(T?飞)②若C p 与温度有关，C p,m=a+bT+c『；A ©=△ a+A bT+A cT2△a v B a B . △ b v B a B . △c v B a B .B B B△H(T2)-^H(TJ △ a (T2 -T1) -△ b2 3T2③厶r H m( 〒》-△ r H m(「)C p dT如有物质发生相变，就要进行分段积分。
④微分式△ Cp B V B Cp，m B第二章①Q、W U、H、A:单位J ;②S:单位J/K .③S m :单位J/K/mol .④ C H m、f H m、r H m :单位KJ/mOl1. 自发过程的共同特征：功可以无条件地全部转化为热，热不能无条件地全部转化为功而不引起其他变化 ，热功转化具有方向性。
1. 热力学第二定律的两种经典表述① 克劳修斯：不可能把热从低温物体传到高温物体，而不引起其它变化； ② 开尔文：不可能从单一热源取出热使之完全变为功， 而不发生其它的变化。
2. 卡诺循环① A — B :等温可逆膨胀，△ Ui=0, W=-Q =nRT A In 也；V 2② B — C :绝热可逆膨胀，C 2=0,U 2=nC V,m (T c -T A );③ C — D:等温可逆压缩，△ U 3=0, W 3=-C 3=nRT C In V3 ;V 4④ D — A :绝热可逆压缩， Q=0, W 4=^U 4=nC V,m (T A -T c )。
整个循环：△ U=0, Q=C+Q , W=V+W (Q 是体系所吸的热，为正值； Q 是体系所放的热，为正值)B C 有：V 2 计2 V 3-1T 3,,,, D A 有: V 4-1T 4 V i -1T i ,,，两式相除得也乞V i V 44. 卡诺定理① 所有工作于同温热源和同温冷源之间的热机，可逆机的效率最大。
② 卡诺热机的效率 只与两个热源的 温度有关，而与工作性质无关；即所有工 作于同温热源与同温冷源之间的可逆机 ，其热机效率都相等。
5.卡诺循环的热温商：热效应与温度商值的加和等于零，即QcQ A0 (任 T c T A所以 W=W+W=nRT A In +nR 五|n訂RE© |nV i V 23.热机效率 T A T C i T A T c T A【n< 1 ] 冷冻系数Q cWCV iV 2T cT A T c意可逆循环)dS>T R不可逆循环9. 变化方向与限度的判据仍用上式求解。
③ 等容、等压过程：等容过程S nC v ,m In ^ ;等压过程 S nC p,m ln ET iT i④ P 、V 、T 同时变化过程：这种情况一步无法计算，要分两步计算，有三种 分步方法：（等温 + 等压） S nRln 旦 nC pm In^2；（等温 + 等容）S nRln V 2nC vm InT "P 2 TjV 1 ，T 1（等压 + 等容）S nC p,m l n T2+ n % I nT2 T iT iQ cQ A O①=适用于卡诺循环 ② < 适用于不可逆循环6.熵的定义式:（熵的变化值可用可逆过程的热温商值来衡量。
）S B S A △ S,对微小变化ds ―，若对不可逆，则T R8.热力学第二定律的数学表达式:dS“=”为可逆循环“〉”适用于“〉”号为不可逆过程;号为可逆过程 dS iso 》0“〉”号为自发过程;号为处于平衡状态△ S so= △ S （体系）+△ S （环境）》0 为自发过程; “二”为可逆过程10. 简单物理变化过程的熵变① 任意物质（l,s,g 各物质的物系）的等温可逆过程： sQ RT②理想气体等温变化：若可逆，⑤没有相变的两个恒温热源之间的热传导S S（TJ S（T2）首先要求出终态温度T：T ClTl C忑S Sl S2 Ciln T1 C2ln T2C1 C2注意（求T）:绝热恒容过程用△ U=A «+△ U B=0；绝热恒压过程用厶H=A H A+AH B=0;11. 相变过程的熵变①可逆相变过程的熵变：定温定压可逆相变过程Qr=A H相变S H相变T相变②不可逆相变过程的熵变：要设计可逆相变过程进行求算12. 混合过程的熵变：①mix S R n B In x B②mix S n B Rln （自编）B B V B（1）13. 化学反应的熵变：①在标准压力下，298.15 K时，根据化学反应计量方程，可以计算反应进度为1 mol时的熵变值r S m V B S m（B）B②求反应温度T时的熵变值r S m （T2）r S m（TJ n C p l nT114. 环境的熵变：s环-5系△ S 孤=△ S系+△ S环＞0可自发。
（用熵作为判据T环时，体系必须是孤立体系，也就是说必须同时考虑体系和环境的熵变）15. 热力学第二定律阐明的不可逆过程的本质：一切不可逆过程都是向混乱度增加的方向进行，而熵函数可以作为体系混乱度的一种量度。
（熵函数与系统的微观状态数有关）16. 玻尔兹曼公式：S=k ln Q17. 热力学第三定律：在0 K时，任何纯物质的完整晶体（只有一种排列方式）,其熵等于零。
①同一物质，当温度升高时，其熵值增大。
（量热熵）② 同一物质的气、液、固三态相比，熵值递减。
③ 一个分子中，原子数目越多，熵值越大；支链越多，其熵值越大。
（构型熵）④ 气相反应中，分解反应熵增大；加成与聚合反应熵减小 18. 规定熵：S S （T ） S （Ok ） jC p dT ； 20K 以下，要用德拜公式计算：C C P =a T 3升温 过 程有 相变 要 分段 计 算 ：S （T ）T T 2dTTfUsCpdTfusHTvapCpdT vap T CpdTTTT丁仏 TTGp T19. 几个函数的定义式：① 焓H=U+PV A H=Q （等压无相变）② 亥姆霍兹函数（功函）A =U -TS ,A A=v max （在等温、可逆条件下， 它的降低值等于体系所作的最大功）③ 吉布斯自由能 G=H-TS 或G=A+PV ^ G=VW ax （等温、 等压、可逆条件下，它的降低值等于体系所作最大非膨胀功）20. 四个基本公式： ①dU=TdS-PdV ② dH=TdS+VdP ③ dA 二SdT-PdV ;④ dG=-SdT+VdP 21.推导UH f UA 、， HG AG T---- ,P—,V—,SS V S PV SV TP S P T T VT P23.G RTI n& （定温过程）；△ G=0（可逆相变）R24. 通常用基尔霍夫方程求凝固过程中的热效应△屮皿①）△屮皿厲）△C p dT ,T 1TP T VSP SV；；rV S S VP SS PV T T VP TT P22.麦克斯韦关系式:△ r H m （T 2） Q,用Q判定能否自发 ,△ S 大于Q则能自发o第三章1. 混合物有气体混合物、液体混合物和固体混合物三类；而溶液则只有液体 溶液和固体溶液两类。
