物理化学幻灯片
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(推荐)《物理化学课件》PPT课件
23
p 1 C1 p
V p*p VmC VmC p*
V—T、p下质量为m的吸附剂吸附达平衡时吸附气体的体积； Vm—T、p下质量为m的吸附剂盖满一层时吸附气体的体积； p*—被吸附气体在温度T时成为液体的饱和蒸气压； C—与吸附第一层气体的吸附热及该气体的液化热有关的常数。
BET公式的重要应用是测定和计算固体吸附剂的比表面积。
lnn1 n2
L RV T(0)(h2h1)g
式中，n1和n2分别是高度为h1和h2处粒子的浓度，ρ和ρ0 分别是分散相和分散介质的密度，V是单个粒子的体积， g是重力加速度。
41
如果分散粒子比较大，布朗运动不足以克服沉降作用时， 粒子就会以一定速度沉降到容器的底部。
f1 43r3(0)g
半径为r，速率为u的球体在粘度系数为η的介质中运动时所 受阻力为
（1）电动现象
在外电场作用下，分散相与分散介质发生相对移动的现象， 称为溶胶的电动现象。
电泳：在电场作用下，固体的分散相粒子在液体介质中作 定向移动。
电渗：在电场作用下，固体的分散相粒子不动，而液体介
质发生定向移动。
43
44
（2）溶胶粒子带电的原因 1.吸附 如果溶液中有少量电解质，那么溶胶粒子就会吸附离子。
K b*
RT
此式表明，吸附量为一恒定值，不再随浓度而变化，吸附 已经达到饱和状态。
1 A
L
31
（4）表面膜 溶液表面正吸附现象不只可以在气-液界面上发生，它可以 在任意两相界面，如气-固、液-液、液-固界面上均可以发 生上述表面活性剂分子的相对浓集和定向排列，其亲水的 极性基朝向极性较大的一相，而憎水的非极性基朝向极性 较小的一相。利用这一特性，可以制备各种具有特殊功用 的表面膜。
p 1 C1 p
V p*p VmC VmC p*
V—T、p下质量为m的吸附剂吸附达平衡时吸附气体的体积； Vm—T、p下质量为m的吸附剂盖满一层时吸附气体的体积； p*—被吸附气体在温度T时成为液体的饱和蒸气压； C—与吸附第一层气体的吸附热及该气体的液化热有关的常数。
BET公式的重要应用是测定和计算固体吸附剂的比表面积。
lnn1 n2
L RV T(0)(h2h1)g
式中，n1和n2分别是高度为h1和h2处粒子的浓度，ρ和ρ0 分别是分散相和分散介质的密度，V是单个粒子的体积， g是重力加速度。
41
如果分散粒子比较大，布朗运动不足以克服沉降作用时， 粒子就会以一定速度沉降到容器的底部。
f1 43r3(0)g
半径为r，速率为u的球体在粘度系数为η的介质中运动时所 受阻力为
（1）电动现象
在外电场作用下，分散相与分散介质发生相对移动的现象， 称为溶胶的电动现象。
电泳：在电场作用下，固体的分散相粒子在液体介质中作 定向移动。
电渗：在电场作用下，固体的分散相粒子不动，而液体介
质发生定向移动。
43
44
（2）溶胶粒子带电的原因 1.吸附 如果溶液中有少量电解质，那么溶胶粒子就会吸附离子。
K b*
RT
此式表明，吸附量为一恒定值，不再随浓度而变化，吸附 已经达到饱和状态。
1 A
L
31
（4）表面膜 溶液表面正吸附现象不只可以在气-液界面上发生，它可以 在任意两相界面，如气-固、液-液、液-固界面上均可以发 生上述表面活性剂分子的相对浓集和定向排列，其亲水的 极性基朝向极性较大的一相，而憎水的非极性基朝向极性 较小的一相。利用这一特性，可以制备各种具有特殊功用 的表面膜。
物理化学课件章相平衡(共48张PPT)
成等强度性质变化而变化的图形。
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2022/8/19
相平衡理论在化学化工中的应用
在化学研究和化学生产过程的别离操作 中，经常会遇到各种相变化过程，如蒸发、 冷凝、升华、溶解、结晶和萃取等，这些过 程涉及到不同相之间的物质传递。
相平衡研究是选择别离方法、设计别离 装置以及实现最正确操作的理论根底。
单组分体系的自由度最多为2，双变量体系的相 图可用平面图表示。
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2022/8/19
水的相图
水的相图是根据实验绘制的。图上有：
（2）因水中溶有空气，使凝固点下降
。
用升压或降温的方法保持液相
以T，P，x为坐标作图，称为相图，能直观地表达多相系统的状态随温度、压力、组成等强度性质变化而变化的图形。
在单相区，物系点与相点重合；在两相区中，只有物 系点，它对应的两个相的组成由对应的相点表示。
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2022/8/19
5.1.2 单组分体系的相图
单组分体系的相数与自由度
C 1
f F 3
当 F 1
单相
f 2
F 2 两相平衡
f 1
双变量体系 单变量体系
F 3 三相共存
f 0 无变量体系
（4） 化学平衡条件：化学变化达到平衡
BB 0
B
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2022/8/19
5.1相律和相图
独立组分数〔number of independent component〕
定义： CSRR'
在平衡体系所处的条件下，能够确保各相组成所需的 最少独立物种数称为独立组分数。它的数值等于体系中 所有物种数 S 减去体系中独立的化学平衡数R，再减去各 物种间的浓度限制条件R'。
气体物理化学PPT课件
14
第14页/共32页
一些物质的临界参数
物质 6m3·mol-1
He
Tc/K 5.26
pc/MPa 0.229
Vm,c/1058
H2
33.3
1.30
N2
126.2
3.39
O2
154.4
5.04
H2O
647.4
22.12
CH4
190.7
4.64
C2H 4
283.1
5.12
C6H6
562.6
4.92
C2H5 OH 516.3
5
第5页/共32页
4. 理想气体的微观模型
• 理想气体是指任意压力和任意温度下其状态均符合 pV = nRT 的气体。
• 若要具有这种性质，理想气体必须有如下特征： （1）分子本身没有体积
若有体积，在T恒定、压力p→∞ 时（pVm）不能保证为常数。 （2）分子间无相互作用力
若有相互作用，在T恒定时，压力p = (n/V) RT ∝ n无法满足，因为分子间的 相互作用会影响压力。 • 实际气体性质：压力小，温度高时分子间相互作用小，体积较大，所以行为接近理 想气体。难液化的气体如H2、N2、O2等通常可认为是理想气体 。
1mol气体的体积
3
第3页/共32页
2. 理想气体的定义
•
任何温度、任何压力下均符合状态方程 pV = nRT 的气体。
• 理想气体的状态方程：pV = nRT
• 其它形式：已知气体的质量m、摩尔质量M、密度， 利用关系式 摩尔体积Vm = V / n，n = m / M， = m / V 则改写为： pVm = RT pV =（m/M）RT
度——将理想气体方程用压缩因子加以修正：PVm = ZRT
[课件]物理化学简介PPT
![[课件]物理化学简介PPT](https://img.taocdn.com/s3/m/9b3dcc00482fb4daa58d4b8f.png)
解：M甲烷 ＝ 16.04×10－3 kg · mol-1
m pM ρ V RT 3 3 200 10 16.04 10 kg m3 8.315 (25 273.15) 1.294 kg m3
33
§1.1 理想气体状态方程
物理化学简 介
绪论
0.1 物理化学——一门无处不在的学科 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
2
0.1 物理化学——一门无处不在的学科
何谓物理化学 (Physical Chemistry) ？
物理化学 是从物质的物理现象与化学现象的联系入 手，探求化学变化基本规律的一门学科。 “用物理的理论、物理的实验手段”， 探求化学变化基本规律的一门学科。 •目的 主要是为了解决生产实践和科学实验中向 化学提出的理论问题，揭示化学变化的本质，
12
0.2 学习物理化学的要求及方法
课程特点
“三多一复杂”
•学习要求
概念多 理论多 公式多 计算复杂
学习物理化学课程与其他课程的学习既有相同点 也有不同点。物理化学课程综合性强，各章节既有 联系又相对独立。因此，学习时切忌死记硬背。
13
0.2 学习物理化学的要求及方法
•学习要求
1. 多动脑
多给自己提问，多问几个为什么，如：前人提出 问题和解决问题的思路和方法有什么可取之处，有什 么局限性，方法是否严谨？结论是否可靠？你能否找 出例外情况？
5
0.1 物理化学——一门无处不在的学科
① 宏 观
微 观
只有深入到微观，研究分子、原子层次的规律，才能 了解结构与性质的关系，掌握化学变化的本质。 宏观 介观 微观 (看得见的物体) (纳米材料) (原子、分子)
6
m pM ρ V RT 3 3 200 10 16.04 10 kg m3 8.315 (25 273.15) 1.294 kg m3
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§1.1 理想气体状态方程
物理化学简 介
绪论
0.1 物理化学——一门无处不在的学科 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
2
0.1 物理化学——一门无处不在的学科
何谓物理化学 (Physical Chemistry) ？
物理化学 是从物质的物理现象与化学现象的联系入 手，探求化学变化基本规律的一门学科。 “用物理的理论、物理的实验手段”， 探求化学变化基本规律的一门学科。 •目的 主要是为了解决生产实践和科学实验中向 化学提出的理论问题，揭示化学变化的本质，
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0.2 学习物理化学的要求及方法
课程特点
“三多一复杂”
•学习要求
概念多 理论多 公式多 计算复杂
学习物理化学课程与其他课程的学习既有相同点 也有不同点。物理化学课程综合性强，各章节既有 联系又相对独立。因此，学习时切忌死记硬背。
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0.2 学习物理化学的要求及方法
•学习要求
1. 多动脑
多给自己提问，多问几个为什么，如：前人提出 问题和解决问题的思路和方法有什么可取之处，有什 么局限性，方法是否严谨？结论是否可靠？你能否找 出例外情况？
5
0.1 物理化学——一门无处不在的学科
① 宏 观
微 观
只有深入到微观，研究分子、原子层次的规律，才能 了解结构与性质的关系，掌握化学变化的本质。 宏观 介观 微观 (看得见的物体) (纳米材料) (原子、分子)
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物理化学：气体的pVT关系 ppt课件
pVm ~ p 关系，作图 p0时： pVm=2494.35 Jmol-1
R = pVm/T = 8.3145 JmolK-1
在压力趋于0的极限条件下，各种气体的行为均服从pVm=RT的定量关系，
所以： R 是一个对各种气体都适用的常数
PPT课件
18
§1.2 理想气体混合物
1. 混合物的组成
PPT课件
7
化学热力学、化学动力学、量子力学、统计力学
——构成物理化学的四大基础
上册
第一章 气体的pVT关系
第二章 热力学第一定律 第三章 热力学地二定律 第四章 多组分热力学 第五章 化学平衡 第六章 相平衡
下册 第七章 电化学 第八章 量子力学基础 第九章 统计热力学初步 第十章 界面现象 第十一章 化学动力学 第十二章 胶体化学
PPT课件
1
物理化学形成于十九世纪下半叶，那时的资本主义在 蒸汽机的带动下驶入了快速行进的轨道，科学与技术都在 这一时期得到了高度发展，自然科学的许多学科，包括物 理化学，都是在这一时期发展建立起来的。
十八世纪中叶罗蒙诺索夫首先提出物理化学一词； 1887年 Ostwald(德)和 Vant Hoff(荷)创办
RT B nB V
B
n BR T V
pB
B
pB
n BR T V
即理想混合气体的总压等于各组分单独存在于混合气体
的T、V 时产生的压力总和。 道尔顿分压定律
PPT课件
22
例：今有300K，104.365 kPa的湿烃类混合气体（含水蒸气的烃 类混合 气体），其中水蒸气的分压为3.167 kPa。现欲得到除去水蒸气的 1 kmol干烃类混合气体，试求： （1）应从湿烃混合气中除去水蒸气的物质的量； （2）所需湿烃类混合气体的初始体积。
R = pVm/T = 8.3145 JmolK-1
在压力趋于0的极限条件下，各种气体的行为均服从pVm=RT的定量关系，
所以： R 是一个对各种气体都适用的常数
PPT课件
18
§1.2 理想气体混合物
1. 混合物的组成
PPT课件
7
化学热力学、化学动力学、量子力学、统计力学
——构成物理化学的四大基础
上册
第一章 气体的pVT关系
第二章 热力学第一定律 第三章 热力学地二定律 第四章 多组分热力学 第五章 化学平衡 第六章 相平衡
下册 第七章 电化学 第八章 量子力学基础 第九章 统计热力学初步 第十章 界面现象 第十一章 化学动力学 第十二章 胶体化学
PPT课件
1
物理化学形成于十九世纪下半叶，那时的资本主义在 蒸汽机的带动下驶入了快速行进的轨道，科学与技术都在 这一时期得到了高度发展，自然科学的许多学科，包括物 理化学，都是在这一时期发展建立起来的。
十八世纪中叶罗蒙诺索夫首先提出物理化学一词； 1887年 Ostwald(德)和 Vant Hoff(荷)创办
RT B nB V
B
n BR T V
pB
B
pB
n BR T V
即理想混合气体的总压等于各组分单独存在于混合气体
的T、V 时产生的压力总和。 道尔顿分压定律
PPT课件
22
例：今有300K，104.365 kPa的湿烃类混合气体（含水蒸气的烃 类混合 气体），其中水蒸气的分压为3.167 kPa。现欲得到除去水蒸气的 1 kmol干烃类混合气体，试求： （1）应从湿烃混合气中除去水蒸气的物质的量； （2）所需湿烃类混合气体的初始体积。
物理化学ppt-PowerPointPresentation
四. 标准平衡常数
标准平衡常数
K
r Gm exp RT
五. 标准摩尔反应吉布斯函数
由标准摩尔生成吉布斯计算标准摩尔吉布斯函 数
r G T B f Gm , B T B
由相关反应的标准摩尔吉布斯函数计算某反应 的标准摩尔吉布斯函数
一. 偏摩尔量和化学势
偏摩尔量 ：
X XB dnB n B T , P ,nC , nB
化学势：偏摩尔吉布斯函数
G B n B T , P ,nC , nB
二. 化学反应方向和平衡条件
摩尔反应吉布斯函数：
热力学第一定律对相变过程的应用
化学反应热效应
一. 热力学第一定律
⊿U＝Q-W
若系统发生无限小变化时，上式可写成dU=δQ-
δW
它表明系统种发生任何变化过程，系统内能变化 值等于系统吸收的热量减去它对外作的功。
二. 可逆过程与可逆体积功
1. 可逆过程 在膨胀的每一个瞬间，系统内部以及系统与环境 之间都极接近于平衡态，整个过程由一系列无限 接近于平衡的状态构成，这样的过程称为可逆过 程。 2. 可逆体积功
O点是三条线的焦点，称为三相点。在该 点，Φ=3，F=0，说明三相点的温度，压 力均不能任意改变。水的三相点与水的冰 点并不是一回事。三相点实验个的单组分 系统，而通常所说的冰点是暴露在空气中 的冰-水两相平衡系统。
第六章 电化学
电解质溶液的导电机理
摩尔电导率 离子独立运动定律 可逆电池
物理化学PPT课件
13.02.2021
-
20
§0.2 物理化学的目的和内容
物理化学主要研究：
（1）化学变化的方向和限度问题 各种因素如温度、压力和浓度等对化学变化的
影响等。这类问题属于化学热力学的范畴。
（2）化学反应的速率和机理问题 外界条件如温度、压力、浓度和催化剂等对反
应速率的影响。这属于化学动力学的范畴。
（3）物质结构与性能之间的关系 研究这类问题有结构化学和量子化学两个分支。
（南大第五版），陈亚芍编，科学出版社，2006. 7、《物理化学全程导学及习题全解》（南大第五版），
于文静主编，中国时代经济出版社，2006. 8、《物理化学（概念辨析解题方法）》（高校核心课程
学习指导丛书），范崇正，杭瑚，蒋淮渭编，中国科 学技术大学出版社，2004. 9、核心教程立体化教材系列），沈文霞编，科学出版社， 2004.
物理化学
Physical Chemistry
主讲教师：林娟娟 教授
E-mail: Ljj@ 13806880067
13.02.2021
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1
13.02.2021
-
2
参考书 1、《物理化学》（第四版），天津大学物理化学教研室
编，高等教育出版社，2001。 2、《多媒体CAI物理化学》（第四版），傅玉普主编，大
早使用“物理化学”
这一术语。
13.02.2021
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М В Ломоносов 6
§0.1 物理化学的建立与发展
1887年德国科学家W.Ostwald和荷兰科学家J.H. van’t Hoff 合办的《物理化学杂志》 (德文）创刊。
W. Ostwald
J. H. van’t Hoff
物理化学完整ppt课件
数称为（独立）组分数。 S：物种数
CSRR'
R：独立的化学平衡数 R′独立限制条件数
说明：★独立限制条件数只有在同一相中才能起作用
CaCO3（s）=CaO（s）+CO2（g） R′= 0 ★独立的化学平衡数：指物质间构成的化学平衡是相互独立的
C+H2O=CO+H2 C+CO2=2CO CO+H2O=CO2+H2 R=2 S=5 C=5-2=3
（1）因外压增加，使凝固点下降 0.00748K （2）因水中溶有空气，使凝固点下降 0.00241K
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例：如图为CO2的相图，试问： （1）将CO2在25℃液化，最小需加多大压力？ （2）打开CO2灭火机阀门时，为什么会出现少量白色固体（俗称于冰）？
解：（1）根据相图，当温度为25℃ 液一气平衡时，压力应为67大气压， 在25℃时最小需要67大气压才能使 CO2液化。
2、水的相图
可编辑课件
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◎组分数
S：物种数
CSRR'
R：独立的化学平衡数 R′独立限制条件数
总结1
说明：★独立限制条件数只有在同一相中才能起作用 ★独立的化学平衡数：指物质间构成的化学平衡是相互独立的
◎相律
◎单组分系统相图 F＝C－P十2＝3－P
单组分系统最多三相共存 单组分系统是双变量系统
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可编辑课件
7
杠杆规则还可以表示为：
（1）
m() 1 wB() wB 1
m( )
wB wB ()
m() m() wB() wB wB wB()
m( )
wB wB ()
m() wB wB() m wB() wB()