广西大学物理化学课件-00章-绪论及01章-气体的PVT关系

2020/6/9
如何学好物理化学
第一环节：认真听课 ⑴预习。 ⑵认真听课：注意以下三点
①基本概念； ②公式推导过程和公式的限制条件； ③基本概念和公式如何在例题中应用。 ⑶作好笔记。 第二环节：课后复习和做习题 ⑴复习：整理和补充笔记，注意及时总结； ⑵20做20/习6/9 题：一看、二仿、三做。
正比。 ( )p,n VT, 即：V/T=C’
教材：
物理化学（上、下） （第五版） 天津大学编
推荐参考书：
物理化学
傅献彩等编（南京大学编)
物理化学
胡英主编（华东理工大学编）
物理化学 韩德刚 高执棣 高盘良(北京大学编）
物理化学习题解答 物理化学习题解答
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天津大学编 王文清等编（北京大学）
0.3 物理量的表示及运算
• 物理量由数值和单位构成,简称量。
• 4.以物理量作图或列表时须化为纯数。
• 物理量/单位=数值
例:T/K=273.15
2020/6/ T/K • 303.15 • 323.15 • 343.15 • 353.15 • 363.15 • 373.15
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P/Pa 4242.9 12360 P/Pa 31157 47343 70096 101325 slope y2 y1 T/K
物理化学（一）
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广西大学化学化工学院 许雪棠
绪论
0.1 物理化学课程的内容 0.2 学习物理化学的要求及方法 0.3 物理量的表示及运算
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0.1 物理化学课程的内容
物理化学 ---- 从研究化学现象和物理 现象之间的相互联系入手，从而探求化 学变化中具有普遍性的基本规律。在实 验方法上主要采用物理学中的方法。
其它分支学科还包括： 电化学、表面及胶体化学、光化学等。
物理化学与能源、环境、生命、材料、信息等领 域基础科学相交叉，积极推动新的学科生长点的 产生。物理化学在化学和相关科学的发展中发挥 越来越重要的作用。
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物理化学的发展史
第一阶段：1887 - 1920s 化学平衡和化学反应速率的唯象规律的建立
物理化学的主要内容
①化学热力学——化学变化的方向和限度，以及伴随 发生的能量转换关系； 例如合成氨，常温常压下能否进行？产率？
②化学动力学——化学反应的速率和机理； 上例理论上可行。关键是寻找合适的催化剂和反应途 径（模拟生物固氮）
③结构化学——物质的性质与其微观结构的关系。 例如研究与氮分子有关的配合物的结构，以及它们在 不同条件下的变化，就有利于常温常压下寻找固氮的 途径。 2020/6/9
第二阶段：1920s - 1960s 结构化学和量子化学的蓬勃发展和化 学变化规律的微观探索
1926 1927 1931 1932 1935 1918 1935 1930
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量子力学建立 求解氢分子的薛定谔方程 价键理论建立 分子轨道理论建立 共振理论建立 提出双分子反应的碰撞理论 建立过渡态理论 提出链反应的动力学理论
•
物理量 = 数值 * 单位
• 对物理量须注意：
• 1.物理量x不仅包括数值,还包括单位。
• 2.含物理量的代数方程式中，只有量纲相同的物理量才 能以加、减号或等号相联结。
• 例:Y＝kx＋b－c中， Y、kx、b、c 四项单位须相同。
• 3.ln x 和 ex 中x为无量纲的纯数。 Ln p=ln p/[pa]
•而
P/pa=3.15×10－3
• 因此：P/pa ×103 =3.15
(正确）
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第一章 气体的PVT关系
§1.1 理想气体状态方程
17世纪中期,人们开始研究低压下的气体,发现对各种纯气体都适用 的三个经验规律:
⒈ R.Boyle定律: 恒温时，一定量的气体的体积与压力成反比。
( )T,n p1/V, 即：pV=C ⒉ Gay-lussac定律: 恒压时，一定量的气体的体积与绝对温度成
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物理化学学科的战略地位
(1) 物理化学是化学科学的理论基础及重要组成学科 (2) 物理化学极大地扩充了化学研究的领域 (3) 物理化学促进相关学科的发展 (4) 物理化学与国计民生密切相关 (5) 物理化学是培养化学人才的必需
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0.2 学习物理化学的要求及方法
（1）要站在整个学科的高度纵观物理化学的主要线条。 （2）要认真对待每一个具体的基本概念和公式定理。 （3）要领会物理化学解决实际问题的科学方法。
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物理化学是研究化学学科中的原理和方法,研究化学 体系行为最一般规律和理论的学科,是化学的理论基础。
---自然科学学科发展战略调研报告---
以物理的原理和实验技术为基础，研究化学体系的性 质和行为，发现并建立化学体系的特殊规律的学科。
---中国大百科全书（唐有棋）---
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19世纪中叶 热力学第一定律和热力学第二定律的提出 1850 Wilhelmy 第一次定量测定反应速率 1879 质量作用定律建立 1889 Arrhenius 公式的建立和活化能概念的提出 1887 德文“物理化学”杂志创刊 1906 - 1912 Nernst热定理和热力学第三定律的建立
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X 2 X1
lg （P/Pa ）
1 K T
例：
P/pa P/pa×103 P/pa×10－3
0.00315 3.15
3.15
0.00252 2.52
2.52
0.00404 4.04
4.04
0.00655 6.55
6.55
0.00808 8.08
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8.08
续
• 因为：P/pa = 0.00315
第三阶段：1960s – 今 由于激光技术和计算机技术的发展， 物理化学各领域向更深度和广度发展。
当前的前沿领域： 分子动态学 表面与界面物理化学 非平衡非线性化学 分子设计与分子工程学
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物理化学的现况和发展
① 宏观微观：测定空间结构；量子化学 ② 体相表相：表面化学；催化 ③ 静态动态：分子反应动力学 ④ 定性定量：计算机 ⑤ 单一学科交叉、边缘学科：生物化学、药物化 学、地球化学、海洋化学、天体化学、材料化学、计 算化学、表面化学、金属有机化学等 ⑥ 平衡态非平衡态。