物理化学常用名词和概念-上

物理化学常用名词和概念

上册

1.物理化学: 利用物理学的理论和实验技术,从物质的物理现象和化学现象的联系入手

来探求化学变化基本规律的一门科学。

2.系统/体系: 被划定的研究对象称为系统，亦称为物系或体系。

3.环境: 与系统密切相关、有相互作用且影响能及的部分。

4.封闭系统/封闭体系: 与环境之间无物质交换,但有能量交换的一类系统。

5.孤立系统/隔离系统: 与环境之间既无物质交换，又无能量交换的系统。

6.敞开系统: 与环境之间既有物质交换，又有能量交换的系统。

7.广度性质/容量性质/广延性质/广延量: 其数值与系统所含的物质的量成正比的一类物理量。这种性质具有加和性，在数学上是一次齐函数。

8.强度性质: 它在数值只取决于体系自身的特点，与系统的数量无关，不具有加和性的一类物理量，它在数学上是零次齐函数。

9.热力学平衡:当系统的诸性质均不随时间而改变，则系统就处于热力学平衡，它包括：热[动]平衡、力[学]平衡和物质平衡。

注意:不能说成“包括：热[动]平衡、力[学]平衡、化学平衡和相平衡”四个平衡,因为若系统没有化学反应发生就不存在化学平衡的问题,而一个系统若只有一个相也就不存在相平衡的问题，但只要有物质存在，就会有物质平衡的问题。

10.物质平衡: 系统内既没有物质从一部分到另一部分的净迁移,又无净化学反应发生。

即系统内各部分的组成均匀一致,且不随时间而变。它可包含相平衡和化学平衡。

11.相平衡: 当系统中有多相共存时，各相的组成和数量都不随时间而改变。

12.化学平衡: 当系统中有化学反应发生时,各物质的数量均不再随时间而改变。

13.状态函数: 其数值仅取决于系统所处的状态，而与系统的历史无关；它的变化值仅取

决于系统的起始和终了状态，而与发生该变化的具体途径无关的一类物理量。在数学上具有全微分的性质,其环积分为零。

14.状态方程: 表示系统状态函数之间的定量关系式。

15.热力学过程/过程: 在一定环境条件下,系统发生的由始态到终态的变化。

16.途径: 系统完成由始态到终态的变化所经历的具体的步骤。与过程的涵义基本相当,

但内涵更具体些。

17.等温过程: 系统终态温度与始态温度相同的变化过程，过程中间的温度可以不同。恒温过程：系统温度至始至终保持恒定不变的变化过程。

18.等压过程: 系统终态压力与始态压力相同的变化过程，过程中间的压力可以不同。恒压过程: 系统压力至始至终保持恒定不变的变化过程。

19.等容过程: 系统终态体积与始态体积相同的变化过程，过程中间的体积可以不同。恒容过程: 系统体积至始至终保持恒定不变的变化过程。

公式类定义:

*等温/等压/等容过程: 系统终态温度/压力/体积与始态温度/压力/体积相同的变化过程，变化过程中间的温度/压力/体积可以不同。

*恒温/恒压/恒容过程: 系统的温度/压力/体积至始至终保持恒定不变的变化过程。

20.绝热过程: 系统与环境不发生热传递的变化过程。

21.循环过程: 系统从始态出发,经过一系列变化后又回到了始态的变化过程。

22.自由膨胀过程: 向真空膨胀的过程。

23.准静态过程:系统从一个平衡态连续经历无限个接近于平衡态过渡到另一个平衡态

的过程。即过程中系统偏离平衡状态无限小并且随时恢复平衡状态，变化均匀缓慢且无任何突变的一类过程。

24.热力学可逆过程/可逆过程: 系统经过某一过程从状态1变到状态2之后，如果能使

系统和环境都恢复到原来的状态1而未留下任何永久性变化的一类过程。

25.热: 系统与环境之间因温差而传递的能量,是分子无序运动的一种表现。符号Q 。

26.功: 系统与环境之间除热以外的其它各种形式被传递的能量,是分子有序运动的结果。用符号W 表示。

Q 和W 都是被传递的能量,但不是状态函数,其数值与变化途径有关,故又称为途径函数或过程函数。

27.热力学第一定律/能量守恒与转化定律: 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。

28.热力学能/内能: 系统内部能量的总和，包括分子运动的平动能、分子内的转动能、振动能、电子能、核能以及各种粒子之间的相互作用势能等。是只决定于系统自身性质的状态函数。

29.热容: 系统升高单位热力学温度时所吸收的热。

比热容: 每1 kg 物质升高单位热力学温度时所吸收的热。

摩尔热容: 每1 mol 物质升高单位热力学温度时所吸收的热。

等压摩尔热容: 在等压下,每1 mol 物质升高单位热力学温度时所吸收的热。C p ,m 等容摩尔热容: 在等容下,每1 mol 物质升高单位热力学温度时所吸收的热。C V ,m

30.节流过程: 维持恒定压力差的绝热膨胀过程,它是一种绝热等焓过程。

31.转化温度: 焦-汤系数(μJ-T )等于零时的温度。

32.反应进度：在指定时间内,参与反应的任一物质的物质的量的变化与其计量系数之比。

用符号ξ表示。公式表示为：)(d d );()0()(微分定义＝积分定义＝j

j j j j v n ξv n t n ξ- 33.反应热效应/反应热: 当体系发生反应之后,使产物的温度回到反应前始态时的温度,体系与环境交换的热量。

(1).等压热效应Q p :反应在等压下进行时与环境交换的热效应。如果不作非膨胀功,则Q p =?r H 。

(2).等容热效应Q V :反应在等容下进行时与环境交换的热效应。如果不作非膨胀功,则Q V =?r U 。

34.气体的标准态：压力为p θ 时的理想气体的状态，是假想态。

35.固体、液体的标准态：压力为p θ 的纯固体或纯液体的状态。

36.盖斯/赫斯(Hess )定律: 不管反应是一步完成,还是分多步完成,其反应的热效应只与起始和终了状态有关,与变化途径无关。

37.标准摩尔生成焓: 在标准压力p θ下,反应温度时,由最稳定单质生成单位量物质B 的

反应焓变。用θm H f ?表示

38.标准摩尔生成吉布斯自由能: 在标准压力p θ下,在反应温度时,由最稳定的单质生成

单位量物质B 的标准Gibbs 自由能变化值。用θm G f ?表示

39.热力学第二定律-克劳修斯(Clausius)的说法: 不可能把热从低温物体传到高温物体，而不引起其它变化。

40.热力学第二定律-开尔文(Kelvin)的说法: 不可能从单一热源取出热使之完全变为功,

而不引起其它变化。

41.卡诺(Carnot )定理：所有工作于同温热源和同温冷源之间的热机，其效率都不能超

过可逆机，即可逆机的效率最大。

42.卡诺定理推论: 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，

即与热机的工作物质无关。

43.熵增加原理: 在绝热条件下，趋向于平衡的过程使体系的熵增加。或者说在绝热条件

下，不可能发生熵减少的过程。

44.热力学第三定律有多种表述方式：

(1).“不能用有限的手续把一个物体的温度降低到0K ”，即只能无限接近于0K 这极限温度。

(2).在温度趋近于热力学温度0K 时的等温过程中，体系的熵值不变，这称为Nernst 热定理。

(3).在0K 时，任何完整(完美)晶体(只有一种排列方式)的熵等于零。

45.规定熵: 规定在0K 时完整晶体的熵值为零,从0K 到温度T 进行积分求得的熵值。

46.偏摩尔[数]量:

(1).在等温、等压条件下,在大量的系统中,保持除B 物质外其他组分数量不变的条件下,加入1 mol 的B 物质所引起广度性质Z 的变化值。

(2).等温、等压条件下,在有限量系统中加入d n B 的B 物质引起系统广度性质Z 的变化值。

(3).在温度、压力及除B 组分以外其它组分的物质的量都不变的条件下,广度量

Z 随组分B 的物质的量n B 的变化率。即: )(,,B )(B C n p T B

C n Z Z ≠??=，用Z B 表示 47.化学势: 保持系统温度、压力及除B 组分以外其它组分数量都不变的条件下,系统的

Gibbs 自由能随n B 的变化率G B 。用μB 表示,即: )(,,B B )(B C n p T B

C n G G ≠??==μ 48.饱和蒸气压: 在一定温度下,与液体(或固体)呈平衡的纯饱和蒸气所具有的压力。

49.沸点: 液体的蒸气压与外压相等时的温度。

50.正常沸点: 外压为p θ时, 液体的蒸气压与外压相等时的温度。

51.拉乌尔(Raoult )定律: 在一定温下,在稀溶液中,溶剂的蒸气压等于纯溶剂的蒸气压

乘以溶液中溶剂的摩尔分数。公式即: A *A A x p p =

52.亨利定律: 在一定温度下,气体在液体里的溶解度(物质的量分数)与该气体的平衡分

压成正比。

＊后来发现该定律也可适用于挥发性溶质，故较为全面的定义可表述为：在一定温度下,

在稀液体中，挥发性溶质B 在气相中的平衡分压B p 与该溶质在溶液中的摩尔分数B x 成正比。即: B B ,B x k p x =；亦可写成：B B ,B B B ,B c k p m k p c m ==或

53.理想液体混合物(理想溶液):

(1).任一组分在全部浓度范围内都符合拉乌尔定律的液体混合物(溶液)。

(2).任一组分的化学势在全部浓度范围内都可用B *

B B ln x RT +=μμ表示的液体

混合物(溶液)。

54.理想稀溶液: 在一定的温度下,在一定的浓度范围内,溶剂遵守Raoult 定律，溶质遵守Henry 定律的溶液。

55.稀溶液的依数性: 在指定溶剂的种类和数量之后,其只取决于所含溶质分子的数目,而与溶质的本性无关的性质。

依数性包括:(溶剂)蒸气压下降、凝固点降低、沸点升高和渗透压，其计算公式

分别为：RT c Πm k T m k T x p p b b f f B B B B *A A ;;;==?=?=?

56.渗透压: 将一定浓度的溶液经只能通过溶剂的半透膜与纯溶剂相接触，则纯溶剂将通过半透膜向溶液方渗透，为阻止这种渗透而在溶液方增加的压力即为渗透压。

57.路易斯-兰道尔规则: 实际混合气体中任一组份j 的逸度等于该组份的摩尔分数x j 与相同温度及压力等于混合气体总压时纯组份j 的逸度的乘积。即: j *j j x f f =

58.分配定律: 在定温定压下,如果一种物质溶解在两个同时存在且互不相溶的液体里,达到平衡后,该物质在两相中的浓度之比有定值。

59.相: 体系内部化学组成、物理性质和化学性质完全均匀的部分。

60.自由度: 确定平衡体系的状态所必须的独立强度变量的数目，用字母 f 表示。用公式表示即: f = C - Φ + 2

61.独立组分数: 在平衡体系所处的条件下，能够确保各相组成所需的最少独立物种数。用公式表示即: C = S - R - R '

62.杠杆规则: 以物系点为分界,将两个相点的水平连结线(简称结线)分为两个线段,一相的量乘以本侧线段的长度,等于另一相的量乘以另一侧线段的长度。

杠杆规则可适用于任意两相以上的平衡体系。两相用一次，三相用两次，四相用三次，依次类推。

＊注意：若相图的组成用摩尔分数x 表示，则要用物质的量n 表示该物质的数量；若相

图的组成用质量分数w 表示，则要用物质的质量m 表示该物质的数量。公式即： n α(x 0- x α) = n β(x β - x 0) ; m α(w 0- w α) = m β(w β - w 0) (其中α、β指不同的相态)

63.步冷曲线:在一定压力下,把固体混合物加热熔化并升高至一定温度,在保持系统缓慢而均匀降温的条件下,将系统温度随时间的变化关系绘制成的曲线。

64.溶解度法: 将足够多的固体与指定量的水混合并加热溶解,然后将该溶液缓慢冷却,至某一指定温度后保持恒温,并保证溶液中能析出适量的固体。若析出的固体物质是纯冰，则该温度即为相应盐水溶液的凝固点；若析出的固体物质是盐，则其上清液为该固体的饱和溶液,该饱和溶液的浓度即为该固体在实验温度下在水中的溶解度。用该法测绘盐水体系相图的方法称为溶解度法。

65.区域熔炼:将熔点不同的固熔体制作成棒状，利用固-液两相平衡时浓度不同的特点,将环状管式加热炉从棒的一端加热使其熔化，然后向另一端缓慢移动至终端,再将加热环快速重新返回到原加热端重复这种移动的熔化-冷凝过程，如此反复，使一种组成会在一端聚集，而另一组分则在另一端聚集，从而达到高度分离的目的这种技术即称为区域熔炼。

区域熔炼技术可以使半导体技术中使用的单晶锗棒或单晶硅棒达到8个9以上的纯度（即0.99999999或99.999999%或称8N ），也可很容易使有机物的纯度达到3N ，若反复熔炼，甚至可达6N ，也可用于高聚物的精密分级,这是精馏法根本无法想象的。

66.热力学平衡常数/标准平衡常数:在定温度下的任意化学反应∑=J 0j v ,当反应达到平衡时，参与反应各物质满足∑θθ

=j v

j f p

f K )(式定义的常数θf K 即为热力学平衡常数,又因满足以θ

θ-=?f r K RT G ln m 定义的平衡常数θf K 与参与反应各物质的标准态化学势密切相关,故又称标准平衡常数。

对于理想气体反应或压力不大的实际气体反应有θθ

=f p K K ,热力学平衡常数只与

温度有关，与压力和组成无关。除热力学平衡常数外的其他平衡常数统称为“经验平衡常数”,如: K p 、K c 、K x 、K n 等，其中K p 和K c 亦只与温度有关；而K x 则与温度和总压有关；K n 则与温度、总压和惰性气体的量有关。

67.解离压[力]/分解压[力]:在一定温度下,凝聚体物质(即固体或液体物质)发生分解产生的气体物质的总压。分解压在定温下有定值。