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物理化学下册电子教案.ppt

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物理化学电子教案32页PPT

物理化学电子教案32页PPT
10.9 拟定反应历程的一般方法
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2021/4/15
物理化学电子教案—第十一章
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第十一章 化学动力学基础(二)
11.1 碰撞理论 11.2 过渡态理论 11.3 单分子反应理论 11.4 分子反应动态学简介 11.5 在溶液中进行的反应 11.6 快速反应的测试 11.7 光化学反应 11.8 催化反应动力学
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2021/4/15
物理化学电子教案—第九章
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2021/4/15
第九章 电解与极化作用
9.1 分解电压 9.2 极化作用 9.3 电解时电极上的反应 9.4 金属的电化学腐蚀与防腐 9.5 化学电源
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2021/4/15
物理化学电子教案—第十章
气态溶液 固态溶液 液态溶液
正规溶液
非电解质溶液
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2021/4/15
第四章 溶液
4.1 4.2 4.3
4.4
4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 4.10 4.11
引言 溶液组成的表示法 偏摩尔量与化学势
稀溶液中的两个经验定律
混合气体中各组分的化学势 液体混合物 稀溶液中各组分的化学势 稀溶液的依数性 Duhem-Margules公式 非理想溶液 分配定律
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2021/4/15
物理化学电子教案—第六章
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2021/4/15
第六章 化学平衡

物理化学电子教案.ppt

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第五章 相平衡
物理化学电子教案
(2) S 种物质存在化学反应
① 存在R个独立的化学平衡式, 则平衡常数联 系了反应物质的浓度关系, 相应物质变量数目减少.
如: 5 = 3 + 2 知其2就可以了.
注意: 体系中化学平衡数目必须是”独立” 如: 由的、.2、H2O、H2、O2 构成的体系, 存在 三个化学平衡：
其中“2”是温度、压力两个变量, 若考虑其它力场, 则有
f +Φ = C + n (n ≥2 )
条件自由度: 指系统指定了某些限制条件剩 下的自由度.
第五章 相平衡
物理化学电子教案
注意几个问题
① 相律推导中, 我们假定在每一相中均含有S 种物质, 若某一相中不含某种物质, 不影响相律的形 式.
物理化学电子教案
§5.3 相律及其应用
相律则是各种相平衡系统所遵守的共同规律，它体现出 各种相平衡系统所具有的共性，根据相律可以确定对相平衡 系统有影响的因素有几个，在一定条件下相平衡系统中最多 可以有几个相存在等。绘制相图时是以实验数据为依据，以 相律为指导。
相律( )
f = C -Φ + 2
相律是相平衡体系中揭示相数 , 独立组分数C 和自 由度 f 之间关系的规律, 可用上式表示. 式中 2 通常指 T, p 两个变量. 相律最早由提出,所以又称为相律。 如果除T, p
第五章 相平衡
物理化学电子教案
2 物种数( ) 系统中所有能单独存在的化学物质数目成为物 种数, 用 S 表示.
3 组分数( ) 能够表示相平衡系统中各相组成所需要的最少 的独立物质数目, 用C 表示.
即 C SR R '
R — 表示独立的化学平衡数目.

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2020/11/18
4.1 化学反应的方向和限度
(1) 化学反应的限度 理论上，所有化学反应都是既可以正向进行，也 可以逆向进行，但根据反应限度的不同，实际反应可 以分为单向反应和对峙反应两类。
单向反应：如果一个化学反应的逆向反应的进行 程度很小，可以忽略不计，这种反应通常称为单向反 应。
H2 (g) I2 (g) 2HI(g)
C2H5OH(l) CH 3COOH (l) CH 3COOC 2H5 (l) H2O(l)
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2020/11/18
(1) 化学反应的限度
注意：单向反应和对峙反应并不是一成不变的。 当反应条件改变时，单向反应和对峙反应有可能相互 转变。例如
G* GA* GB* nAGm* ,A nBGm* ,B
nA A*
nB
* B
(1 )A*
B*
A*
(
* B
A*
)
由于 A* 和 B* 均为常数，因此 G* vs. 应为一条
直线，如下图中的虚线所示。
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2020/11/18
(2) 反应系统的吉布斯自由能
eq
对峙反应：如果一个化学反应的正向反应和逆向 反应都有一定的进行程度，不能忽略，这种反应通常 称为对峙反应。
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2020/11/18
(1) 化学反应的限度
单向反应的实例：燃烧反应
常温下：H2
(g)
1 2
O2
(g)
H
2O(l)
对峙反应的实例
N2 (g) 3H2 (g) 2NH 3(g)

物理化学电子教案PPT市公开课金奖市赛课一等奖课件

物理化学电子教案PPT市公开课金奖市赛课一等奖课件
比如： Cl2 M 2Cl M Cl H2 HCl H H Cl2 HCl Cl 2Cl M Cl2 M
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第11页
基元反应
由反应物一步改变直接得到生成物反应称 为基元反应。由若干基元反应构成反应为 复合反应或复杂反应。 对于基元反应 aA dD gG hH
速率方程又称动力学方程。它表明了反应速 率与浓度等参数之间关系或浓度等参数与时间关 系。速率方程可表示为微分式或积分式。
r dx / dt
比如：
r k[A]
ln
a
a
x
k1t
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第10页
基元反应（elementary reaction）
基元反应简称元反应，假如一个化学反应，反 应物分子在碰撞中互相作用直接转化为生成物分子， 这种反应称为基元反应。
dx dt
k2 (a
x)(b
x)
当a b 时
dx dt
k2 (a
x)2
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第31页
二级反应积分速率方程
— integral rate equation of second order reaction
（1）a b
11 不定积分式： (a x) a k2t
t1/2
1 k2 a
V dt
( d 1 dnB ) dt B dt
1 dnB /V 1 dcB
B dt
B dt
对任何反应：aA dD gG hH
r 1 dcA 1 dcD 1 dcG 1 dcH a dt d dt g dt h dt
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第9页
速率方程(rate equation of chemical reaction)

物理化学电子教案：物理化学(上下)_精品74页PPT

物理化学电子教案：物理化学(上下)_精品74页PPT

物理化学电子教案：物 理化学(上下)_精品
6、纪律是自由的第一条件。——黑格 尔 7、纪律是集体的面貌，集体的声音， 集体的 动作， 集体的 表情， 集体的 信念。 ——马 卡连柯
8、我们现在必须完全保持党的纪律， 否则一 切都会 陷入污 泥中。 ——马 克思 9、学校没有纪律便如磨坊没有水。— —夸美 纽斯
10、一个人应该：活泼而守纪律，天 真而不 幼稚， 勇敢而 鲁莽， 倔强而 有原则 ，热情 而不冲 动，，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克

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1.20 197.0 g
g mol1
6.09 103 mol
(1) Q zF 3 965 00 C mol1 6.09103 mol 1 763 C
(2)
t
Q I
176 0.025
3C C s1
7.05104
s
(3)
m(O2 )
6.09 103
mol
3 4
M (O2 )
6.09103 mol 3 32.0 g mol1 0.146 g
2Cl aq Cl2(g) 2e
阴极上发生还原作用
Cu2 aq 2e Cu(s)
在原电池中
负
负载电阻
正
极
e-
Zn
极
Cu e-
e-
阳 Zn2+ Cu2+ 阴
极 SO24-
SO24- 极
ZnSO4溶液 CuSO4溶液
Danill电池
阳离子迁向阴极 在阴极上发生还原的是
Cu2 aq 2e Cu(s)
Nernst方程
1905 Tafel(德）
Tafel方程
1923 Debey(荷兰-Huckel(德)）离子互吸理论
4、电化学的用途 (1)电解 精炼和冶炼有色金属和稀有金属 电解法制备各种化工原料、金属复 合材料和表面特种材料 电镀法保护和精饰金属 阳极钝化和氧化着色等
(2) 电池 汽车、宇宙飞船、照明、通讯、生化
例题：
通电于 Au(NO3 )3 溶液，电流强度 I 0.025 A
阴极上析出 Au(s)=1.20 g
已知 M (Au)=197.0 g mol1, M (O2 ) 32.0 g mol1
求：⑴ 通入电荷量 Q

物理化学电子教案25400页PPT

DGT, P = −W'r = QV 注意：外加电压要足够高（高于 HCl 溶液的分解电压）， 反应才能发生，电流才能持续。
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10.11.2019
7.1 离子的迁移
H2 − 2e− = 2H+
Cl2 + 2e− = 2Cl−
电极上发生氧 化反应－阳极
得到反应失去 的电子，电势 较低－负极
(2) 电解质溶液的导电机理： (a) 在溶液中，电流是通过正、负离子的定向迁移 形成的；
(b) 在电极/溶液界面处，电流是通过电极上发生 氧化或还原反应，得到或失去电子来形成的。
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10.11.2019
7.1 离子的迁移
结论： (3) 电极的命名 (a) 正极和负极 正极：电化学装置中，电势较高的电极； 负极：电化学装置中，电势较低的电极。 (b) 阳极和阴极 阳极：电化学装置中，发生氧化反应的电极； 阴极：电化学装置中，发生还原反应的电极。
电解池示意图
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10.11.2019
7.1 离子的迁移
电解过程的总结果：
(1) 外电源做电功：W' = −QV（Q：传输的电量；V：外加 电压）；
(2) 电解池中发生了非自发反应（DGT, P > 0）： 2HCl（2H+ + 2Cl−）= H2 + Cl2
(3) 系统的吉布斯自由能 G 升高。 可逆条件下电解，有
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10.11.2019
7.1 离子的迁移
(2) 离子导体（第二类导体）：靠离子的迁移导电，包括电 解质溶液、熔融电解质；

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2020/11/12
卡诺循环（Carnot cycle）
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2020/11/12
卡诺循环（Carnot cycle）
• 根据绝热可逆过程方程式
过程2：
T V 1 h2
TcV3 1
过程4：
T V 1 h1
TcV4 1
相除得 V2 V3
物理化学电子教案 — 第二章
不可能把热从低温物 体传到高温物体，而 不引起其它变化。
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2020/11/12
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 亥姆霍兹自由能和吉布斯自由能 2.8 判断过程方向及平衡条件的总结
Th 高温存储器
Qh W
热机
Qc
Tc 低温存储器 卡诺循环
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2020/11/12
卡诺循环（Carnot cycle）
1 mol 理想气体的卡诺循环在 pV 图上可以分为四步： 过程1：由 p1、V1、Th 等温可逆膨胀到 p2、V2、Th
U1 0
W1
nRTh
ln
V2 V1
U3 0
W3
nRTc
ln
V4 V3
Qc W3
环境对体系所作功如 DC曲线下的面积所示
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2020/11/12
卡诺循环（Carnot cycle）

物理化学第五版下册PPT课件


n(始) 1.1276 g/159.62 g mol1 7.0643 103 mol
n(终) 1.109 g/159.62 g mol1 6.9476 103 mol
阴极上Cu2+ 还原，使 Cu2+ 浓度下降 Cu2+ 2e Cu(s)
Cu2+ 迁往阴极，迁移使阴极区 Cu2+ 增加，
n(终) n(始) n(迁) n(电)
n(迁) 7.10 105 mol
t(Cu2+ )
n(迁) n(电)
0.38
t(SO24 ) 1 t 0.62
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2024/7/30
例题
解法2
先求
SO24-
的迁移数，以
1 2
SO24-
为基本粒子。
阴极上 SO24- 不发生反应，电解不会使阴极区 SO24- 离子
第七章 电化学
§7.1 电解质溶液的导电机理及法拉第定律 §7.2 离子的迁移数 §7.3 电导、电导率和摩尔电导率 §7.4 平均离子活度因子及德拜-休克尔极限公式 §7.5 可逆电池及其电动势的测定 §7.6 原电池热力学 §7.7 电极电势和液体接界电势 §7.8 电极的种类 §7.9 原电池设计举例
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2024/7/30
1.离子迁移数的定义
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2024/7/30
1.离子迁移数的定义
设离子都是一价的，当通入4 mol电子的电量时， 阳极上有4 mol负离子氧化，阴极上有4 mol正离子还原。
两电极间正、负离子要共同承担4 mol电子电量的 运输任务。
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2024版傅献彩物理化学电子教案课件

01绪论Chapter物理化学概述物理化学的定义01物理化学的研究范围02物理化学在化学科学中的地位03物理化学的研究对象与任务研究对象研究任务实验方法通过实验手段观测和记录物质的物理现象和化学变化，获取实验数据。

理论方法运用数学、物理学等理论工具对实验数据进行处理和分析，揭示物质的基本规律。

计算方法利用计算机模拟和计算等方法，对物质的性质、结构和变化规律进行预测和研究。

物理化学的研究方法030201物理化学的学习方法与要求学习方法学习要求02热力学基础Chapter热力学基本概念与术语热力学系统状态与状态函数过程与途径热力学平衡态热力学第一定律能量守恒定律能量不能创造也不能消灭，只能从一种形式转化为另一种形式。

热力学能系统内能的变化等于传入系统的热量与外界对系统做功之和。

焓定义为系统的热力学能与体积的乘积，用于描述等压过程中的能量变化。

热力学第二定律热力学第二定律表述热力学温标熵增原理热力学函数与基本方程热力学函数热力学基本方程麦克斯韦关系式热力学在化学中的应用化学反应的热效应化学平衡相平衡03化学动力学基础Chapter化学反应速率的概念与表示方法化学反应速率表示方法摩尔浓度变化率、质量浓度变化率、气体分压变化率等化学反应速率理论简介碰撞理论过渡态理论01020304浓度越高，反应速率越快。

反应物浓度温度越高，反应速率越快。

温度催化剂可以降低反应的活化能，从而加快反应速率。

催化剂对于有气体参与的反应，压力的变化会影响反应速率。

压力影响化学反应速率的因素复杂反应动力学简介平行反应竞争反应连续反应根据反应条件（如温度、压力、浓度等）预测反应的速率。

预测反应速率通过调整反应条件（如温度、压力、催化剂等）来优化反应速率和选择性。

优化反应条件通过分析反应速率与各种因素的关系，可以推断出反应的机理和过渡态的性质。

研究反应机理化学反应速率理论的应用04电化学基础Chapter电化学基本概念与术语电化学电极电解质电离电导率将化学能转变为电能的装置。

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阴离子迁向阳极 在阳极上发生氧化的是
Zn s Zn2(aq) 2e
在电解池中， 用惰性电极
-
- 电源 +
e-
+
e-
Pt
Pt
Na 2SO4
电解池
阳极上发生氧化作用
4OH 2H2O(l)+O2 (g)+4e-
阴极上发生还原作用
2H aq 2e H2(g)
电极上的反应次序由 离子的活泼性决定
在电解池中，
正极： 电势高的极称为正极，电流从正极
流向负极。
负极： 电势低的极称为负极，电子从负极
流向正极。
3、阴极、阳极
阴极： 发生还原作用的极称为阴极。
在原电池中，阴极是正极；在
(Cathode)
电解池中，阴极是负极。
阳极： 发生氧化作用的极称为阳极。
(Anode)
在原电池中，阳极是负极；在
电解池中，阳极是正极。
在电解池中
阳离子迁向阴极，在 阴极上发生还原作用
-
- 电源 +
e-
+
e-
阴
阳
极
极
电解质溶液
Cation Cathode
阴离子迁向阳极，在 阳极上发生氧化作用
Anion Anode
电解池
在电极上发生反应的先后由其性质决定
在电解池中
-
- 电源 +
e-
+
e-
阴
阳
极
极
CuCl2
电解池
阳极上发生氧化作用
着重讨论电化学中的一些基本原理和共同规律
第八章 电解质溶液
电解
电能
化学能
电池
第八章 电解质溶液
§8.1 电化学中的基本概念和电解定律 §8.2 离子的电迁移率和迁移数 §8.3 电解质溶液的电导 §8.4 电解质的平均活度和平均活度因子 §8.5 强电解质溶液理论简介
2020/11/12
§8.1 电化学中的基本概念和电解定律
F Le 6.0221023 mol-1 1.60221019C 96484.6 C mol1 96500 C mol1
1、Faraday电解定律的文字表达式
Faraday 归纳了多次实验结果，于1833年
总结出了电解定律 (1) 在电极界面上物质发生化学变化的物质的量 与通入的电荷量成正比。
Nernst方程
1905 Tafel(德）
Tafel方程
1923 Debey(荷兰-Huckel(德)）离子互吸理论
4、电化学的用途 (1)电解 精炼和冶炼有色金属和稀有金属 电解法制备各种化工原料、金属复 合材料和表面特种材料 电镀法保护和精饰金属 阳极钝化和氧化着色等
(2) 电池 汽车、宇宙飞船、照明、通讯、生化
(4) 生物电化学（生物膜的界面结构和界面电
位、生物分子电化学、生物电催化、生物 技术中的电化学技术）
——纳米生物技术与生物电化学实验室-庞代文课题组 （武汉大学）
(5) 新型化学电源
——电化学技术教育部工程研究中心化学电源工程实验室(厦门大学)
6、本教材电化学的研究内容
(1) 电解质溶液理论（如离子互吸、离子水合、离 子缔合、电导理论和解离平衡等） (2) 电化学平衡（如可逆电池、电极电势、电动势以 及可逆电池电动势与热力学函数之间的关系等） (3) 电极过程动力学（从动力学的角度阐明电极上所 发生的反应） (4) 应用电化学
1600 Gilbert（英） 发现摩擦生电(electric) 1799 Volta （意大利） 发明电池(直流电)
1807 Davy（英）
电解制碱金属
1833 Faraday(英） 电解定律
1879 Helmholtz (德 ) 双电层理论
1884 Arrhenius(瑞典） 电离学说
1900 Nernst（德）
第二类导体又称离子导体，如电解质溶液、熔 融电解质等
第二类导体的特点是：
A. 正、负离子作反向移动而导电 B. 导电过程中有化学反应发生 C. 温度升高，电阻下降 D. 导电总量分别由正、负离子分担
*固体电解质，如 AgBr、PbI2 等，也属于离子 导体，本章以讨论电解质水溶液为主。
2、正极、负极
2Cl aq Cl2(g) 2e
阴极上发生还原作用
Cu2 aq 2e Cu(s)
在原电池中
负
负载电阻
正
极
e-
Zn
极
Cu e-
e-
阳 Zn2+ Cu2+ 阴
极 SO24-
SO24- 极
ZnSO4溶液 CuSO4溶液
Danill电池
阳离子迁向阴极 在阴极上发生还原的是
Cu2 aq 2e Cu(s)
❖ 原电池和电解池 ❖ Faraday 电解定律
一、原电池和电解池
1、两类导体 能导电的物质称为导电体（导体），通常分为两类： 第一类导体又称电子导体，如金属、石墨等
第一类导体的特点是：
A. 自由电子作定向移动而导电 B. 导电过程中导体本身不发生变化 C. 温度升高，电阻也升高 D. 导电总量全部由电子承担
和医学等方面都要用不同类型的化学电源。
(3) 电化学分析（中科院长春应化所电分析化学国家重
点实验室）
(4) 生物电化学(前沿）
5、当前电化学研究的前沿领域
(1) 界面电化学（电化学界面微观结构、电化
学界面吸附、电化学界面动力学）
(2) 电催化与电合成 ——谱学电化学实验室（厦门大学）
(3) 光电化学 ——中科院光电材料化学与物理重点实验室（福建物构所）
(2) 通电于若干个电解池串联的线路中，当所取 的基本粒子的荷电数相同时，在各个电极上发生 反应的物质，其物质的量相同。
相互转化及转化过程中有关规律的科学。
主要研究电子导体- 离子导体、离子导体- 离子导体的界面现象 (带电界面现象）、结构和化学过程以及与此相关现象的科学
2、研究装置
电解池
电池 电能
化学能
原电池
各种电池与电解池
手机电池
铅酸电池
一次性电池 特种电池
扣式电池 大功率电池 可充电池
电解池
3、电化学发展史
物理化学（下册）电子教案
本册主要章节：
❖ 第八章 电解质溶液 ❖ 第九章 可逆电池的电动势及其应用 ❖ 第十章 电解与极化作用 ❖ 第十一章 化学动力学基础（一） ❖ 第十二章 化学动力学基础（二） ❖ 第十三章 表面物理化学 ❖ 第十四章 胶体分散系统
引言
1、研究对象 电化学主要是研究电能和化学能之间的
阳极上发生氧化作用
都用铜作电极
-
- 电源 +
e-
+
e-
Cu
Cu
Cu(s,电极) Cu2 aq 2e
阴极上发生还原作用
Cu2 aq 2e Cu(s)
CuSO4
电解池
电极有时也可发生反应
二、Faraday电解定律
人们把在数值上等于1 mol元电荷的电量称为 Faraday常数。
已知元电荷电量 e 为 1.60221019 C