物理化学电子教案—第十一章

第三节△G —T 图一、自由焓变化与温度的关系自由焓变化是温度的函数，在不同温度下，其数值是不同的。

设某反应在某温度T 下初态物质（原始物）的自由焓为G 1，末态物质（产物）的自由焓为G 2、则自由焓变化为ΔG=G 2-G 1。

物质的自由焓（G 1和G 2)在一定的压力下随温度的变化为：11)(S T G P -=∂∂ 22)(S T G P -=∂∂S 为熵。

因此在恒压下，反应自由焓变化与温度的关系为：P P PP T G T G T G G T G )()()()(1212∂∂-∂∂=⎥⎦⎤⎢⎣⎡∂-∂=⎥⎦⎤⎢⎣⎡∂∆∂＝一S 2＋S 1＝一ΔS 在温度T 下，因为△G ＝△H 一T △S 将此式代入上式，可得：T H G T G P ∆-∆=⎥⎦⎤⎢⎣⎡∂∆∂)( （3-15）上式称为吉布斯一亥姆霍茨（Gibbs-Helmholtz)公式，表示在恒压下ΔG 随温度的变化。

吉布斯-亥姆霍茨公式还可以变成另一形式，以便于积分。

将式（3-15)移项，得：H G T G T P ∆=∆+⎥⎦⎤⎢⎣⎡∂∆∂)(，两边用T 2除： 22)(T H TG T G T P∆=∆+⎥⎦⎤⎢⎣⎡∂∆∂ 利用微分公式（在微分公式2)(v dx dvudx du v dx vu d -=中，令v ＝T 、u ＝－ΔG 、x ＝T ），可把此式变为： 2)(T H T T G P∆=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡∂∆-∂ （3-16） 这也是吉布斯一亥姆霍茨公式的一种形式。

对于自由能变化与温度的关系，也可以用同样的方法推出相应的公式：式(3-16)可以在恒压下积分，得到ΔG -T 的关系式。

通常计算的是标准自由焓变化，因此：I dT T H T G+∆=∆-⎰︒︒2 I 为积分常数。

当近似把︒∆H 当作常数时可得：︒∆G ＝︒∆H －IT （3-17）式中的积分常数I 可利用已知一个温度的︒∆G （例如︒∆298G ）代入公式而求得，其它常数可由C P 与T 的关系式以及其中一个温度的热效应而求得。

《物理化学》电子教案上册第一章：引言1.1 课程介绍1.2 物理化学的基本概念1.3 物理化学的研究方法1.4 学习目标与要求第二章：气体2.1 气体的性质2.2 气体的压力与体积2.3 气体的温度与热量2.4 气体的化学反应第三章：溶液3.1 溶液的定义与组成3.2 溶液的浓度与稀释3.3 溶液的蒸馏与沸腾3.4 溶液的离子平衡第四章：固体4.1 固体的结构与性质4.2 固体的相变与相图4.3 固体的溶解与熔点4.4 固体的电导与磁性第五章：液体5.1 液体的性质与表面现象5.2 液体的蒸发与凝结5.3 液体的扩散与对流5.4 液体的相变与相图第六章：热力学第一定律6.1 能量守恒定律6.2 内能与热量6.3 功与热传递6.4 热力学第一定律的应用第七章：热力学第二定律7.1 熵与无序度7.2 可逆与不可逆过程7.3 热力学第二定律的表述7.4 热力学第二定律的应用第八章：化学平衡8.1 平衡常数与反应方向8.2 酸碱平衡与pH值8.3 沉淀平衡与溶解度积8.4 化学平衡的计算与应用第九章：动力学9.1 反应速率与速率常数9.2 零级、一级和二级反应9.3 反应机理与速率定律9.4 化学动力学的应用第十章：电化学10.1 电解质与离子传导10.2 电极与电极反应10.3 电池与电势10.4 电化学的应用重点和难点解析一、气体的化学反应补充和说明：气体之间的化学反应是物理化学中的重要内容，例如气体的合成、分解、置换等反应。

这些反应在工业生产、环境保护等领域具有重要的应用价值。

教案中应详细介绍气体化学反应的基本原理、反应类型及其应用实例，并通过实际案例分析，使学生能够深入理解和掌握这一部分内容。

二、溶液的离子平衡补充和说明：溶液中的离子平衡是物理化学中的关键概念，对于理解电解质溶液的性质和行为具有重要意义。

教案中应详细讲解离子平衡的基本原理、离子平衡常数的计算及其在实际应用中的作用，如酸碱平衡、溶解度积等。

《物理化学》电子教案上册第一章：引言1.1 课程介绍物理化学的定义和研究对象物理化学在科学和工程中的应用1.2 物理化学的发展简史物理化学的起源和发展过程重要的物理化学家和他们的贡献1.3 学习方法物理化学的学习要求和难点学习物理化学的方法和技巧第二章：物质的量及其计量2.1 物质的量的概念物质的量的定义和单位物质的量的性质和特点2.2 摩尔的概念摩尔的定义和符号摩尔质量的概念和计算方法2.3 物质的量的计算物质的量的基本计算公式物质的量的有关计算示例第三章：热力学第一定律3.1 热力学基本概念系统的定义和分类状态参量的概念和意义3.2 内能的概念和计算内能的定义和性质理想气体的内能计算公式3.3 热量和功的传递热量和功的定义和区别热量和功的传递方式及其计算第四章：热力学第二定律4.1 熵的概念熵的定义和性质熵增加的意义和实例4.2 热力学第二定律的表述克劳修斯表述和开尔文-普朗克表述熵增原理的应用和意义4.3 熵变和自由能的计算熵变的定义和计算公式自由能的定义和计算公式第五章：化学平衡5.1 平衡态的概念平衡态的定义和平衡态的特征平衡态的判断方法5.2 平衡常数的概念和计算平衡常数的定义和表示方法平衡常数的计算方法和应用5.3 化学平衡的移动勒夏特列原理的定义和内容化学平衡移动的实例和解释第六章：动力学基础6.1 反应速率的概念反应速率的定义和表示方法反应速率的影响因素6.2 反应速率定律零级、一级、二级反应速率定律的表达式反应速率定律的实验测定和应用6.3 化学动力学的计算反应速率常数的概念和计算方法反应速率与反应机理的关系第七章：电化学7.1 电化学基本概念电化学的定义和基本原理电解质和电极的定义及分类7.2 原电池和电解池原电池的构成和工作原理电解池的构成和工作原理7.3 电化学系列的计算电化学系列的概念和应用电极电势的计算和测定方法第八章：光学原理8.1 光的传播和折射光的传播方式和速度折射定律的表述和应用8.2 光的干涉和衍射干涉现象的产生和条件衍射现象的产生和条件8.3 光谱学的基本概念光谱的定义和分类光谱分析的方法和应用第九章：现代物理化学方法9.1 核磁共振（NMR）NMR的原理和应用NMR谱的解析和意义9.2 质谱法（MS）质谱法的原理和应用质谱图的解析和意义9.3 X射线衍射法X射线衍射法的原理和应用X射线晶体学的概念和基本原理第十章：物理化学实验10.1 实验基本操作实验安全常识和实验操作规范实验数据的记录和处理方法10.2 经典实验分析滴定法、比重法、熔点法等实验方法实验结果的分析和讨论实验报告的结构和内容要求重点解析1. 物质的量的概念及其性质和特点，摩尔的概念及其定义和符号，物质的量的计算方法和示例。

《物理化学教案》word版教案：物理化学一、教学内容本节课我们学习的是物理化学中的第一章节，主要内容有：温度、压力、体积、物质的量、质量守恒定律等。

通过本节课的学习，让学生了解和掌握物理化学的基本概念和基本原理。

二、教学目标1. 了解温度的概念和计量单位，理解温度与热量之间的关系。

2. 掌握压力的概念和计量单位，了解压力的作用效果。

3. 理解体积的概念，掌握体积的计量单位。

4. 掌握物质的量的概念和计量单位，了解物质的量的计算方法。

5. 理解质量守恒定律的含义和应用。

三、教学难点与重点1. 教学难点：温度、压力、体积、物质的量等概念的理解和应用。

2. 教学重点：温度与热量之间的关系，压力的作用效果，物质的量的计算方法，质量守恒定律的应用。

四、教具与学具准备1. 教具：黑板、粉笔、温度计、压力计、体积计、物质。

2. 学具：笔记本、笔、计算器。

五、教学过程1. 实践情景引入：让学生观察和描述周围环境中温度的变化，如季节变化、气候变化等。

2. 概念讲解：讲解温度的概念和计量单位，通过示例让学生理解温度与热量之间的关系。

3. 实例演示：通过压力计、体积计等教具的演示，让学生了解压力的概念和作用效果。

4. 计算练习：让学生根据给定的物质的质量、体积等信息，计算物质的量。

5. 定律讲解：讲解质量守恒定律的含义和应用，通过示例让学生理解质量守恒定律的重要性。

6. 随堂练习：布置一些有关温度、压力、体积、物质的量、质量守恒定律的练习题，让学生进行练习。

六、板书设计1. 温度：定义、计量单位、与热量之间的关系。

2. 压力：定义、计量单位、作用效果。

3. 体积：定义、计量单位。

4. 物质的量：定义、计量单位、计算方法。

5. 质量守恒定律：含义、应用。

七、作业设计1. 题目：计算物质的量已知某种物质的质量为50克，密度为1.0克/立方厘米，求该物质的体积。

答案：该物质的体积为50立方厘米。

2. 题目：应用质量守恒定律某化学反应的反应物质量为20克，物质量为30克，求反应中参与反应的物质的量。

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。