物化朱文涛50-光化学反应
2、《物理化学》教学大纲(化学专业)
《物理化学》课程教学大纲一、课程基本信息（一）课程中文名称：物理化学（二）课程英文名称：Physical Chemistry（三）课程代码：（四）课程属性及模块：专业必修课（五）授课学院：理学院（六）开课学院：理学院（七）教材及参考书目教材：《物理化学》（第五版）上册，傅献彩，沈文霞等编，高等教育出版社，2005年《物理化学》（第五版）下册，傅献彩，沈文霞等编，高等教育出版社，2006年参考书：《物理化学核心教程》（第二版），沈文霞编，科学出版社，2009年《物理化学》，万洪文，詹正坤主编，高等教育出版社，2009年《物理化学简明教程》（第四版），印永嘉等编，高等教育出版社，2009年《物理化学学习指导》，孙德坤沈文霞等编，高等教育出版社，2009年《物理化学核心教程学习指导》，沈文霞等编，科学出版社，2009年《化学热力学基础》，李大珍编，北京师范大学出版社，1982年《物理化学》，朱文涛编，清华大学出版社，1995年《物理化学教程》（修订版），姚允斌，朱志昂编，湖南科技出版社,1995年（八）课程定位及课程简介《物理化学》是化学及相关学科的理论基础。
是化学、化工、冶金、材料等专业本科生必修的专业主干基础课之一。
它是从化学现象与物理现象的联系入手，借助数学、物理学等基础科学的理论及其提供的实验手段，来探求化学变化中最具普遍性的基本规律的一门学科。
它是先行课程无机化学、分析化学、有机化学普适规律的理论归纳和定量探讨，是后续专业知识深造和科研工作的理论基础，也是连接化学与其它学科的桥梁。
（九）课程设计基本理念依据“以学生为中心”的教育教学理念，本课程的教学目的主要是：（1）使学生在已学过的一些先行课程（无机化学、有机化学、分析化学、高等数学、普通物理学）的基础上，对化学运动作理论和定量探讨。
（2）使学生能系统地掌握物理化学的基本知识和基本原理，加深对自然现象本质的认识；（3）使学生学会物理化学的科学思维方法，培养学生提出问题、研究问题的能力，培养他们获取知识并用来解决实际问题的能力。
物理化学朱传征第一章习题
例1-1在25℃时，2mol 气体的体积为153dm ，在等温下此气体：（1）反抗外压为105P a ，膨胀到体积为50dm 3；（2）可逆膨胀到体积为50dm 3。
试计算各膨胀过程的功。
解（1）等温反抗恒外压的不可逆膨胀过程{}53e 21()1010(5015)J 3500J W p V V -=--=-⨯⨯-=-(2)等温可逆膨胀过程{}2121d ln28.314298.2ln(5015)J 5970J V V V W p V nRT V =-=-=-⨯⨯=-⎰ 【点评】题中虽未作说明，但可将气体视为理想气体。
由题意判断得出：（1）为等温不可 逆过程；（2）为等温可逆过程。
两种过程需采用不同的计算体积功公式。
若知道p 1、p 2，可 逆功21ln p W nRT p =。
例1-2在等温100℃时，1mol 理想气体分别经历下列四个过程，从始态体积V 1=25dm 3变化到体积V 2=100dm 3：（1）向真空膨胀；（2）在外压恒定为气体终态压力下膨胀至终态；（3）先在外压恒定的气体体积50dm 3时的气体平衡压力下膨胀至中间态，然后再在外压恒定的气体体积等于100dm 3时的气体平衡压力下膨胀至终态；（4）等温可逆膨胀。
试计算上述各过程的功。
解 (1) 向真空膨胀 p e =0 ，所以 10W =(2) 在外压恒定为气体终态压力下膨胀至终态18.314(100273.15)kPa 31.02kPa 100nRT p V ⨯⨯+⎧⎫===⎨⎬⎩⎭e {}2e 21()31.02(10025)J 2327J W p V V =--=-⨯-=-(3) 分二步膨胀第一步对抗外压p ′18.314373.15kPa 62.05kPa 50nRT V ⨯⨯⎧⎫===⎨⎬⎩⎭{}62.05(5025)J 1551J W p V '=-∆=-⨯-=-第二步对抗外压 p 〞=31.02kPa{}"31.02(10050)J 1551J W p V ''=-∆=-⨯-=-所做的总功 33102J W W W '''=+=- (4) 恒温可逆膨胀{}241ln18.314373.15ln(10025)J 4301J V W nRT V =-=-⨯⨯⨯=- 【点评】由题意可知，系统在等温下分别经历四个不同的方式（过程）到达相同的终态。
物化朱文涛03 第一定律,功,可逆过程
U CV T V
等容 dU CV dT
U CV dT
T1 T2
U 令 U = U(T, V)，则 dU CV dT dV V T
条件：等容简单变温过程
2. 等压热容
H Cp dT p
定义： 状态 平衡状态
平衡状态包括的具体内容
热平衡 平衡状态 力学平衡
相平衡
化学平衡
三、状态函数 (State function)
定义： 用于描述系统状态的宏观性质。
数学表述。 容量性质：与n成正比，有加 和性。例如m，C，V； 是n的一次p，Vm，；是 n的零次齐函数
W p外dV
V1 V2
自由膨胀： W 0 等容过程：
W 0
V2 V1
W 理气等温可逆膨胀(压缩)： nRT ln
可逆膨胀：理想活塞 p外＝p-dp
力学平衡
W p外dV ( p dp)dV pdV
V1 V1 V1
V2
V2
V2
V2
V1
nRT V dV nRT ln 2 V V1
等温膨胀 W＝？ H2(1000Pa, 3m3)
例：1mol H2 (3000Pa, 1m3)
(1) 若 p外＝0 (自由膨胀)：W＝0
(2) 若 p外＝1000 Pa (一次膨胀)：W＝1000×(3-1) J ＝2000 J (3) 可逆膨胀：
W nRT ln
V2 3 (3000 1 ln )J 3296 J V1 1
作业：第一章 10；
第二章 1，5，6；
A. 1.17
阅读: A. 2.1 2.2
化学反应与能量转化PPT教学课件
(3)当红黑表笔间接入某一电阻 Rx 时，通过电流表的 电流 I＝Rg＋r＋ER＋Rx，可见 Rx 与 I 有着一一对应关系。
如果在刻度盘上标出与 I 对应的 Rx 值，就可以从 刻度盘上直接读出待测电阻 Rx 的值。
解析：多用电表可以测直流电压、电流，交流电压， 电阻．测电压、电流时同电压表、电流表的使用方 法相同，选择的挡位是最大量程；而选择测电阻挡 位时，指针指示的数值乘以倍率便得测量值。
答案：(1)直流电压 1.25 V (2)直流电流 50 mA (3)电阻 1.7 kΩ (4)选用欧姆表“×1 k”倍率， 重新调零，将红、黑表笔分别接触被测电阻的两根引 线，读出指针所指刻度，再乘以倍率得测量值 (5)OFF 交流电压500 V挡 (6)红 正
(2)如图4－2－5的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三条线分别表示 多用电表指针的指示位置。
图4－2－5
①将多用电表选择开关置于“×1”挡，Ⅰ的示数 为______Ω，Ⅱ的示数为________Ω。
②将选择开关置于直流“50 V”挡，Ⅰ的示数为 ________V，Ⅱ的示数为________V，Ⅲ的示数为 ________V。
专题2 复习
化学反应速率 与反应限度
化学反应中的热量
专题2 化学反应与能量转化
化学能与电能的转化
太阳能、生物质能 和氢能的利用
化学反应速率 与反应限度
化学反应速率 反应限度
化学反应速率:
1. 反应速率的计算方法:
△C v = △t
2. 反应速率的单位: mol·(L·min)-1 或 mol·(L·s)-1
热化学方程式的书写 要求: (1) 标明物质状态: g (气体) , l (液体) , s (固体) (2) 标明热量变化: 用△H 表示
清华 朱文涛 物理化学 完整版11 表面化学与胶体的基本知识
§11－1 基本概念
一、表面功 (Surface work) 1. 表面分子的特殊性 受力情况特殊： 内部分子：合力为0
g
表面
l
热运动不需要做功
表面分子：不对称力场(不均匀力场)
能量特殊：分子倾向于钻入液体内部
将一个内部分子移动到表面上，环境要克服不
对称力场而作功。 (表面分子) > (内部分子)
G～关系：
dG
d
lg sin
0
即单调关系： G↑ ↑， G↓↓
< 90o 称润湿 > 90o 称不润湿 = 0o 称完全润湿
30
二、液体在固体表面上的铺展 (Spread of liquid on solid surface)
铺展的定义：
不铺展
G A
总结：
(1) 亚稳相的产生是相变过程中的滞 后现象，是一种相变惰性。
(2) 共性：产生新相(即增加新的相界
面)，需要界面能A。
25
以上所讨论的诸现象是一类表面现 象，即由表面张力引起的Curved surface phenomena。以下几节主要讨 论具有巨大表面系统的热力学不稳
定性，这类系统将自动降低 A
所以 与T，p，组成有关。
A T , p,nB ,nC ,
对一指定的液体， ＝f（T，p）
(1) T 对 的影响：T↑，l-g差异↓， ↓
(2) p对 的影响：
dG SdT Vdp BdnB dA
p
T , A,nB ,nC ,
3
二、表面能 (Surface energy) 1. 表面能：
朱文涛基础物理化学
朱文涛基础物理化学摘要：一、朱文涛基础物理化学简介1.作者朱文涛2.基础物理化学的内容和目标二、基础物理化学的主要章节1.化学热力学1.热力学第一定律2.热力学第二定律3.热力学第三定律2.化学动力学1.反应速率2.反应机理3.催化作用3.化学平衡1.平衡常数2.化学反应的方向3.相图4.溶液化学1.酸碱理论2.离子强度3.溶剂化作用5.电化学1.电化学反应2.电极电势3.电池和电解6.表面化学1.表面张力2.界面热力学3.吸附和解吸三、朱文涛基础物理化学的特点1.理论联系实际2.强调基础概念3.丰富的例题和习题四、朱文涛基础物理化学的应用1.化学工程2.环境科学3.材料科学4.生命科学正文：朱文涛基础物理化学是由我国著名化学家朱文涛教授编写的一部经典教材。
该书系统地讲述了物理化学的基本原理和基本方法，既注重理论的严谨性，又强调实践应用，对于培养学生的化学素养和科研能力具有重要作用。
全书共分为六章，分别是化学热力学、化学动力学、化学平衡、溶液化学、电化学和表面化学。
这些章节涵盖了物理化学的核心内容，从微观角度解释了化学现象，为理解和研究化学反应提供了理论基础。
朱文涛基础物理化学的一个显著特点是将理论联系实际。
书中通过大量实例，说明物理化学原理在化学工程、环境科学、材料科学和生命科学等领域的应用，使学生能够更好地理解和掌握这些原理。
另一个特点是强调基础概念。
朱文涛教授在讲解每一个概念时，都力求清晰明了，使学生能够迅速理解和掌握。
同时，书中提供了丰富的例题和习题，帮助学生巩固所学知识，提高解题能力。
总之，朱文涛基础物理化学是一部优秀的教材，对于学习化学、材料、环境等专业的学生来说，是不可或缺的参考书。
乙酸乙酯皂化反应速率常数测定
乙酸乙酯皂化反应速率系数测定姓名：张腾 学号：2012011864 班级：化21同组人姓名:田雨禾 实验日期：2014年10月23日 提交报告日期：2014年10月30日指导教师： 麻英1 引言 1.1 实验目的（1）学习测定化学反应动力学参数的一种物理化学分析方法——电导法。
（2）了解二级反应的特点，学习反应动力学参数的求解方法，加深理解反应动力学特征。
（3）进一步认识电导测定的应用，熟练掌握电导率仪的使用方法。
1.2 实验原理反应速率与反应物浓度的二次方成正比的反应为二级反应，其速率方程式可以表示为22dc-=k c dt（1） 将（1）积分可得动力学方程：ct 22c 0dc -=k dt c⎰⎰ （2） 2011-=k t c c （3） 式中： 为反应物的初始浓度；c 为t 时刻反应物的浓度； 为二级反应的反应速率常数。
将1/c 对t 作图应得到一条直线，直线的斜率即为 。
对于大多数反应，反应速率与温度的关系可以用阿累经验方程式来表示：aE ln k=lnA-RT（4） 式中： 乌斯活化能或反应活化能；A 指前因子；k 为速率常数。
实验中若测得两个不同温度下的速率常数，就很容易得到21T a 21T 12k E T -T ln=k R T T ⎛⎫ ⎪⎝⎭（5） 由（5）就可以求出活化能 。
乙酸乙酯皂化反应是一个典型的二级反应，325325CH COOC H +NaOH CH COONa+C H OH →t=0时， 0c 0c 0 0 t=t 时， 0c -x 0c -x x x t=∞时， 0 0 0x c → 0x c → 设在时间t 内生成物的浓度为x ，则反应的动力学方程为220dx=k (c -x)dt （6） 2001xk =t c (c -x)（7）本实验使用电导法测量皂化反应进程中电导率随时间的变化。
设κ 、κ 和κ 分别代表时间为0、t 和∞（反应完毕）时溶液的电导率，则在稀溶液中有：010=A c κ20=A c κ∞t 102=A (c -x)+A x κ式中A 1和A 2是与温度、溶剂和电解质的性质有关的比例常数，由上面的三式可得0t0-x=-c -κκκκ∞ （8）将（8）式代入（7）式得：0t20t -1k =t c -κκκκ∞（9）整理上式得到t 20t 0=-k c (-)t+κκκκ∞ （10）以κ 对 κ κ作图可得一直线，直线的斜率为 ，由此可以得到反应速率系数 。
光化学反应中痕量气体的变化
毕业论文题目光化学反应中痕量气体的变化学生姓名段虎军学号20051320025院系大气物理学院专业大气物理学与大气环境指导教师朱彬（教授）二ＯＯ九年六月八日目录1 引言 (1)2 实验仪器介绍 (2)3 实验过程 (2)3.1 数据观测 (2)3.2 数据处理 (3)4结果分析 (3)4.1 O3、NO2和HNO2的季节变化特征 (3)4.1.1 O3、NO2的季节变化特征 (3)4.1.2 HNO2的季节变化特征 (4)4.2 O3、NO2、HNO2的日变化特征 (7)4.2.1 O3的日变化特征 (7)4.2.2 NO2的日变化特征 (7)4.2.3 HNO2的日变化特征 (8)4.3 O3、NO2、HNO2间的关系 (9)4.3.1 O3与NO2的关系 (9)4.3.2 NO2与HNO2的关系 (10)4.3.3 O3与HNO2的关系 (12)5 结论 (13)致谢： (14)参考文献 (14)光化学反应中痕量气体的变化段虎军南京信息工程大学大气物理学院，南京：210044摘要：本文通过对2008年南京江北地区的O3、NO2及HNO2三类大气污染物的DOAS数据进行处理和分析，得出其日变化、季节变化特征，并对三种痕量气体间的光化学变化进行了相应分析。
结果表明：该地O3浓度季节变化十分明显，春季浓度最高，初夏有所降低，之后又回升；NO2浓度呈现出冬、春、秋高，夏季低的特点；HNO2浓度4-6月份较低，其余月份都保持在较高值。
O3、NO2、HNO2三者的日变化都与大气扩散和人类活动密切相关；O3夜间值较低，白天由于光化学反应的发生，在午后太阳辐射最强时达到最大值，之后有下降趋势；NO2由于白天参与光化学反应而被消耗，出现最低值，夜间积累达最大值；HNO2最大值出现在夜间，白天由于自身的光解而消耗，出现最低值。
且三种气体间由于光化学反应及其它化学反应的发生，相互间有密切联系；O3与NO2、HNO2间有负相关关系；NO2与HNO2间有正相关关系。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2. 光化学第二定律 (Einstien光化当量定律)： ➢ 在光化学反应的初级过程中，一个反应 物分子吸收一个光子而被活化。
要点是 (1) 光化学反应由吸收光子开始 (2) 一个反应物分子只吸收一个光子
(3) 吸收光子的结果使分子活化(电 子激发态分子)
➢ 光子能量：一个光子： h
1mol 光子：
rGm 0 (条件：等T，等p，w′＝0)
∵光化学反应是等T，等p，w′≠0的过程
∴
rGm w'
其中w′ < 0，即-w′ > 0
∴ rGm 可能 <, = 或 > 零
例：CO2
+ H2O
h
叶绿素
1/6C6H12O6 + O2 rGm 0
2. 光化学反应速率受温度影响较小
3. 光化学反应的动力学性质和平衡性质均 对光有选择性，即与光的波长和强度有关。
作业：33，35，54
§12－13 光化学反应
Photochemical reaction
➢ 光化学反应：在光作用下进行的化学反应
例
AgBr h Ag + ½Br2
与热化学反应的规律不同
➢ Photochemistry：研究光化学反应的规律
一、光化学基本定律
1. 光化学第一定律 (Grotthus-Draper定律)： 只有吸收的光才能引起光化学反应。
数学 原因分析
公式来源
(4) k1 Kθ (cθ ) B k2
如上例： k1 [C28H20]eq
k2
Ia
(见式(1))
Kθ
(cθ
)1
[C28H20]eq
a
2k1 k2
Ia
2
(见式(3)，(2))
∴
k1 Kθ (cθ )1
k2
《化学动力学》基本教学要求
一、概念： 反应分子数及反应级数；速率系数；活化能
三、光化学反应的速率方程
特点：初级反应的速率只取决于和Ia， 从而使得整个反应的速率与和Ia
有关。
例： 2HI h H2 + I2 的机理为
HI + h k1
HI + H· k2
H·+ I· k1 = f()
H2 + I·
2I· k3 I2
d[HI] dt
k1Ia
k2[H][HI]
(1)
(2d)[d代Ht 入] (1k)1：Iadk[d2Ht[IH]][H2kI1]Ia 0
hL {h c L} J.mol-1
6.626
1034
3
108
6.023
1023
J.mol-1
{}
0.1196 J.mol-1 = 1 Einstien
{}
➢ 量子产率：
＝ 起反应的分子数 quantum yield
吸收的光子数
衡量光子在整个反应中作用的大小
二、光化学反应的特点：
1. 光化学反应不遵守Gibbs函数减少原理：
二、唯象规律： 1. 零－三级反应及三种典型复杂反应的特点； 2. n和k的求取； 3. T对k的影响。
三、方法： 1. 动力学讨论反应特点及规律的一般方法； 2. 推导其他物理量与浓度关系的方法； 3. 由反应机理推导速率方程的方法。
(2)
速率方程：
1 2
d[HI] dt
k1Ia
四、光化学平衡
定义：对峙反应中，只要一方是光化学反应， 呈平衡
例 蒽与其二聚体的平衡
t= 0
2C14H10
a
h，k1
热，k2
C28H20
0
t
a - 2[C 28H20]
[C28H20]
r1 k1Ia
]eq
得
[C28H 20 ]eq
k1 k2
Ia
(1)
[C14H10]eq
a 2[C28H20]eq [C28H20]eq
a
2k1 k2
Ia
(2)
Kθ
[C14H10]eq
cθ
cθ
2
(3)
k1k2 I a cθ (k2a 2k1Ia
)2
(4)
由此可知，光化学平衡的特点：
(1) 平衡浓度与光有关 (2) K不只是T的函数：与光有关 (3) rGm ＝ -RTlnK