物理化学(第四版)课件_印永嘉_等编_第3章_化学势
物理化学上册绪论课件PPT
20
【例】
求2mol理想气体，在压力为101.325 kPa下，体积为 0.0448 m3时的温度（R=8.3145 J· mol-1· K-1）。 解：
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绪 言
物理化学的建立与发展
1887年德国科学家奥斯特瓦尔德和荷兰科学家范特霍 夫合办的《物理化学杂志》（德文）创刊。
俄国科学家罗蒙诺索夫最早使用“物理化学”这一术语。
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物理现象
化学现象
物理化学
应用物理学的实验方法
物质的性质和结构的关系 化学反应过程中的普遍性规律
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物理化学课程的基本内容
在通常温度和压力下，将一定量的氢气和氧气按照
pV 2 RT
pV 2 8.3145J K 1 T
101.325 103 0.0448 T K 2 8.3145 T 273 K
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第1章 化学热力学基础
1.0 化学热力学理论的基础和方法
热力学第一定律（能量守恒）
热力学第二定律（物质变化过程的方向与限度）
热力学第一定律和第二定律都是经验规律。
热力学第三定律（化学平衡计算）
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1.0 化学热力学理论的基础和方法
pV nRT
3
101.325 103 0.0448 2 8.3145 T 101.325 10 0.0448 2 RT / K
101.325 103 0.0448 2 8.3145 T / K
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求2mol理想气体，在压力为101.325 kPa下，体积为 0.0448 m3时的温度（R=8.3145 J· mol-1· K-1）。 解：
物理化学1 PPT课件
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第一章 热力学第一定律
（一）热力学概论
一、化学热力学简介 研究化学过程中能量相互转换所遵循规律的科学， 广义上说，研究热和其他形式的能量相互转换的关系。
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§2 物理化学的研究方法
1.热力学方法（宏观方法） 以由大量质点(约1023个粒子)组成的宏观体系作 为研究对象，以热力学第一、第二定律为基础， 用一系列热力学函数及其变量，描述体系从始态 到终态的宏观变化，而不涉及变化的细节。因此 经典热力学方法只适用于平衡体系。
2. 动力学方法 (宏观＋微观的方法) 宏观上，通过检测反应进程中物质的量随时间的 变化规律研究反应的动力学规律；微观上，采用 交叉分子束、光谱学等实验手段从分子层次上探 讨反应机理。
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热机工作原理
卡诺循环和卡诺定理 --热力学第二定律
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渗透原理
第三章 化学势 溶液依数性
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金属防腐和电池
Zn
第七章 电化学 第九章 动力学
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人工降雨和锄地保墒
SOS
第八章 表面现象
8
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成绩分布： (1) 课后作业－－－10%
(2) 期中考试－－－20%
(3) 期末考试－－－70% 作业： 每人准备两个作业本，每次作业在下次上课之前交 本次作业：P12: 2/3/4/6 P16-18: 7/8/12/13/14
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课程意义& 课程介绍
为什么要开设这门课？
物理化学和我们的日常生活密切相关，在生物、 医学、环境、工业、农业等诸多领域均具有重要 的应用价值！！！ 化学教学的四大基础课之一 研究化学变化规律的科学 理论性强，应用范围广泛
物理化学 课件.ppt
一定温度下，纯组分理想气体摩尔吉布斯自由能的微分可 表示为：
dGm Vmdp
如果在标准压力p0和任意压力之间积分上式，可得：
Gm (
p)
Gm (
p0)
RT
ln
p p0
0
RT
ln
p p0
(T , p) 0 (T ,
p0 ) RT
水和乙醇的例子
（1）偏摩尔量的定义
多组分系统的任一种容量性质X（X可分别代表V，U，H， S，A，G等），可以看作是温度T，压力p和各物质的量ni 的函数。
X f (T, p, n1, n2,)
当系统的状态发生任意无限小量的变化时，全微分dX可用 下式表示：
dX
X TBiblioteka p,nk dG idni 2(SO3)dn 2(SO2)dn (O2)dn
[2(SO3) 2(SO2 ) (O2 )]dn 当反应达到平衡时，dG=0，于是 2(SO3) 2(SO2 ) (O2 ) 0
2(SO3) 2(SO2 ) (O2 )
ln
p p0
上式即为理想气体化学势表达式。
（2）混合理想气体的化学势
i
i0
RT
ln
pi p0
混合气体总的吉布斯自由能：
G nii
（3）实际气体的化学势——逸度的概念
路易斯提出了校正因子γ，此时实际气体的化学势可以表示 为：
0
RT
ln
p
p0
dT
印永嘉物理化学
印永嘉物理化学化学动力学基础对于一个化学反应，主要需要考虑两个方面的问题主是要了解化学反应进行的方向和最大限度以及外界条件对化学平衡的影响因素是要知道化学反应进行的速率相反应的历程(即机理)。
人们利用化学热力学解决了第一个问题，而第二个问题的解决则需耍依靠化学动力学的研究。
化学动力学也称为反应动力学，是研究化学反应速率和化学反应机理的学科，它有四个主要任务，一是研究化学反应进行的速率和外部条件如温度、压力、介质、催化剂以及各种场如电场、磁场、光辐射等因素对速率的影响，从而找到合适的化学反应条件：一是揭示化学反应的历程(也叫反应机理)，即一个化学反应是经过怎样的中间步骤和中间物而生成产物的；三是研究物质的结构和反应能力之间的关系。
四是研究反应体系的化学动力学行为，自从非线性动力学行为的发现，它的丰富性引起了人们的注意，研究化学反应的动力学行为(包括行为的种类、稳定性、演变、调控)，也就成了化学动力学学科的一个新的生长点。
它的最终目的是揭示化学反应的本质，使人们更好地控制化学反应过程，以满足科学研究和实际生产的需要。
如果一个化学反应在热力学上判断是可能发生的，则如何使可能性转变为现实性，并使这个反应能以一定的速率进行，就成为主要矛盾了。
如在298K时，H2(g)十O2(g)＝H2O(1)G＝一23719kJ·mol-1与化学热力学相比，化学动力学是一门比较年轻的学科，它的发展大体上可以分为如下几个阶段，即19世纪后半叶的宏观动力学阶段、20世纪50年代以后的微观反应动力学阶段及20世纪前叶由宏观反应动力学向微观反应动力学的过渡阶段。
在宏观动力学阶段中，研究对象是总包反应，主要的成就是质量作用定律和阿伦尼乌斯公式的确立，并由此提出了活化能的概念。
在两者的过渡阶段中，研究对象是基元反应、主要成就是对反应速率从理论上作了讨沦，提出了碰撞理论和过渡态理论，并借助量子力学计算了反应体系的势能面，指出所谓过渡态(或活化络合物)乃是势能面上的鞍点；并发现了一些重要的链反应，链反应的发现使化学动力学的研究从总包反应深入到基元反应，即实现了由宏观反应动力学向微观反应功力学的过渡在微观反应动力学阶段，研究对象是态—态反应，由于分子束和激光技术的发展和应用，开创了深入到研究态—态反应层次的分子反应动态学(或称微观反应动力学)，即研究由不同量子态的反应物转化为不同量子态的产物的速率及反应的细节，这也是当今化学动力学研究的前沿领域。
物理化学 (胡英第四版)
*
pB B B ( g ) RT ln p
A * (T , p) RT ln aA A
* B x,B (T , p) RT ln ax,B
* B b*B (T , p) RT ln ab,B , * B c,*B (T , p) RT ln ac,B
0
p外＝0,T环 200 C
U_____0, H_____0, S_____0, A_____0, G_____0. > > > < =
水的正常冰点为0 ℃，现有下列过程：
H 2O 0 C,101325 , l H 2O 00C,101325 , s Pa Pa
总复习
第1章 热力学第一定律
第2章 热力学第二定律
第3章 多组分系统的热力学 第4章 相平衡 第5章 化学平衡 第6章 化学动力学 第7章 界面化学 第8章 电化学
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教学要求
掌握热力学三大定律， 判断化学反应的方向和限度， 掌握热力学基本定律在多组分系统、相平衡、化 学平衡、界面化学及电化学平衡等方面的应用。
0
p外＝101325 Pa,T环 00 C
< < < < = U_____0, H_____0, S_____0, A_____0, G_____0.
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对于所给的恒压相图，回答： （1）指明各相区的相态及自由度； （2）指出系统沿图中虚线冷却时所发生的相态变化，并 画出其步冷曲线； （3）指出相图中所有自由度为0的点与线。
dT
T1
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与温度有关的物理量（2）
物理化学简明教程第四版课件07-0
主要参考书
印永嘉 王学琳 奚正楷 张树永等编《物理化学简 明教程》例题与习题，高等教育1996.6 孙德坤，沈文霞，姚天杨，《物理化学解题指导》， 江苏教育出版社，1998.8. 王文清，高宏成，沈兴海编著，物理化学习题精解， 上下册，科学出版社，1999. 傅玉普主编，物理化学重点热点导引与解题训练， 大连理工大学出版社，2001. 李支敏，王保怀，高盘良编写，物理化学解题思路 和方法，北京大学出版社，2002.11. 朱文涛编著，物理化学中的公式与概念，清华大学 出版社，1998.
（2）多做习题，学会解题方法。很多东西只有通过解 题才能学到，不会解题，就不可能掌握物理化学。
（3）物理化学中出现的定理公式较多，学习时重要的 定理（定律）、公式及其使用条件、适用范围、 物理意义要牢记。抓住重点，自己动手推导公式。
（4）抓住每章重点，基本概念，基本公式；注意章节 之间的联系，做到融会贯通。
（4）有机物蒸馏时加沸石或废瓷石以防止暴沸？
（5）夏天将室内电冰箱门打开可以降低室温吗？ （6）硅胶为何能作干燥剂？人工降雨有何原理？
（7）为什么食品通常采用低温保藏法？
对我的要求和意见？
Email: liuwenping11@ 没有规矩，不成方圆
我的要求和想法
考试和分数
学期总评成绩＝平时×30％＋期末×70％ 平时成绩包括： 1.出勤10％，
物理化学主要研究对象
一）化学变化的方向与限度问题----化学热力学
举例：（1）碳 ？ 金刚石 2NH3 2H2O
（2）N2 + 3H2 （--化学动力学
举例：当代三大环境问题：“遮阳伞”破了，“棉 被”太 厚了，雨水变酸了。解决的关键：机 理
§0.1 物理化学的研究对象及其重要意义
《物理化学第4版》第二章2.10 化学势ppt课件
过程只能自发地向吉布斯函数减小的方向进行。
——G函数具有重要意义
对组成可变的系统： dG SdT Vdp BdnB
B
等温等压下，得
dG BdnB
B＜自发进行
所以 BdnB ≤0
B
＝平状态
15
BdnB ≤0
B
＜自发进行 ＝平衡状态
1、 化学反应平衡条件 设化学反应 aA+bB=yY+zZ
3
B
def
G nB
T , p,n(C,CB)
1. B称为系统中组分B的化学势。即当温度、
压力及组分B以外的各组分物质的量都不变， 只是组分B物质的量改变时，系统的吉布斯 函数对组分B的物质的量的变化率。
应当指出:化学势只是对某相态中的组分B而 言，没有所谓系统的化学势。
4
B
def
G nB
T , p ,nC(CB )
复 习
G nB
T , p
B
G
* m
,B
(T
,
p)
12
多组分组成可变的均相系统的热力学基本方程
dU TdS - pdV BdnB
复
B
习
dH TdS Vdp BdnB
B
dA SdT pdV BdnB
B
dG SdT Vdp BdnB
B
以上四式为多组分组成可变的均相系统的热力学基本 方程。它既适用于组成可变的封闭系统，也适用于敞开系统。
§2-10 化 学 势
当某均相系统含有不止一种物质时， 它的任何性质都是系统中各物质的量以及 p、V、T、U等热力学函数中任意两个独 立变量的函数。
例如 U=U(S,V, n1,n2,…nk)
物理化学第四版课件
物理化学第四版课件物理化学第四版课件：探索化学反应的深度与广度一、引言物理化学，作为化学科学的一个重要分支，致力于揭示化学反应的内在机制以及微观粒子的行为。
随着科学技术的不断进步，物理化学在理论和实践上都有了显著的发展。
今天，我们将一起探索物理化学第四版课件，深入了解物理化学的最新研究成果和前沿动态。
二、课件内容物理化学第四版课件涵盖了广泛的议题，包括热力学、动力学、电化学、表面与胶体化学、量子力学以及光谱学等。
这些内容不仅与日常生活息息相关，而且在许多工业和生物医学应用中发挥着关键作用。
1、热力学：热力学研究的是系统能量的转化与传递，以及与之相关的系统和过程。
在第四版课件中，我们将学习到关于热力学第一定律、第二定律以及熵等核心概念的新知识。
此外，还将探讨气体的性质、相平衡和化学平衡等实际应用。
2、动力学：动力学研究的是化学反应速率以及反应机制。
在第四版课件中，我们将学习到如何利用速率方程、活化能等工具来描述和预测化学反应的速率。
此外，还将探讨催化、光化学和电化学反应的最新研究成果。
3、电化学：电化学研究的是在电场作用下的化学反应。
在第四版课件中，我们将学习到关于电池和电解槽的基本知识，以及电化学在能源转换和环境治理方面的应用。
4、表面与胶体化学：表面与胶体化学研究的是固体表面和液体中的胶体粒子的性质。
在第四版课件中，我们将学习到关于表面张力和界面现象的基本概念，以及在工业制造、材料科学和生物医学领域中的应用。
5、量子力学：量子力学研究的是微观粒子的运动和相互作用。
在第四版课件中，我们将学习到关于量子化学和超快光谱学的基本知识，以及在材料科学、能源技术和生物医学中的应用。
6、光谱学：光谱学研究的是物质对光子的吸收和发射。
在第四版课件中，我们将学习到关于红外光谱、拉曼光谱和核磁共振等分析技术的基本原理，以及在化学分析、生物医学和环境科学中的应用。
三、总结物理化学第四版课件为我们揭示了化学反应的深度与广度，让我们更加了解微观世界中的奇妙现象。
物理化学简明教程印永嘉化学动力学PPT课件
nB V
pB RT
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以分压代替浓度 cB =pB /RT
r dc酯 1 dp酯 1 dp总
dt RT dt
RT dt
p酯=2p0 – p总
r 1 dc光 1 dp光 1 dp总 2 dt 2RT dt RT dt
p光气=2[p总– p0]
但对同样类型的反应如:C2H6(g) C2H4(g)+ H2(g) 由于副反应使产物中有一定量的甲烷存在，因此就不能 用系统总压力的增加来求算上述反应中各组分的分压， 亦即不能用压力这一物理性质来测量反应速率。
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3. 反应速率的经验表达式：
微分式 :
r
f
(cB )
1
B
dcB dt
积分式:cB =f(t)
一般说来，只知道化学反应的计量方程式是不能预言其速
率公式的。反应速率公式的形式通常只能通过实验方可确
定。例如，H2与三种不同卤素的气相反应，其化学计量方 程式是类似的
H2 + I2
应当强调指出，反应分子数是针对基元反应而言的，表 示反应微观过程的特征。简单反应和复合反应是针对宏 观总反应而言的。这些概念不可混为一谈。
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§9.2 反应速率和速率方程
1.反应速率的表示法 2.反应速率的实验测定 3.反应速率的经验表达式 4.反应级数 5.质量作用定律 6.速率常数
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由质量作用定律可知，简单反应的反应级数与其相应 的基元反应的反应分子数是相同的。但值得注意的是， 反应级数与反应分子数毕竟是两个不同的概念。前者对 总反应而言，后者对基元反应而言。对于复合反应，说 其反应分子数是没有意义的。例如复合反应中有零级、 分数级或负数级反应，但反应分子数是不可能有零分子、 分数分子或负数分子反应的。
物理化学知识点总结[物理化学知识点归纳]
物理化学知识点总结[物理化学知识点归纳]热力学第一定律...............................................................................（1）第二章热力学第二定律. (3)第三章化学势 (7)第四章化学平衡 (10)第五章多相平衡 (12)第六章统计热力学基础 (14)第七章电化学 (16)第八章表面现象与分散系统 (20)第九章化学动力学基本原理 (24)第十章复合反应动力学 (27)物理化学知识点归纳根据印永嘉物理化学简明教程第四版编写，红色的公式要求重点掌握，蓝色的公式掌握。
第一章热力学第一定律本章讨论能量的转换和守恒，其目的主要解决变化过程的热量，求功的目的也是为了求热。
1. 热力学第一定律热力学第一定律的本质是能量守恒定律，对于封闭系统，其数学表达式为∆U =Q +W 微小过程变化：d U =δQ +δW只作体积功：d U =δQ −p e d V 理想气体的内能只是温度的函数。
2. 体积功的计算：δW V =−p 外d VW V =−∫p 外d VV 1V 2外压为0（向真空膨胀，向真空蒸发）：W V =0；恒容过程：W V =0恒外压过程：W V =−p 外(V 2−V 1) 恒压过程：W V =−p (V 2−V 1) 可逆过程：W V =−∫V 2V 1p d V （主要计算理想气体等温可逆、绝热可逆过程的功）3. 焓和热容由于大多数化学反应是在等压下进行的，为了方便，定义一个新的函数焓：H =U +pV焓是状态函数，是广度性质，具有能量，本身没有物理意义，在等压下没有非体积功的热效应等于焓的改变量。
等容热容：C V = δQ V⎛∂U ⎛=⎛⎛ d T ⎛∂T ⎛V等压热容：C p =δQ p⎛∂H ⎛=⎛⎛ d T ⎛∂T ⎛p对于理想气体：C p −C V =nR4. 理想气体各基本过程中W 、Q 、∆U 、∆H 的计算5. 焦耳-汤姆逊系数µ=⎛⎛∂T ⎛1⎛∂H ⎛=−⎛⎛⎛，用于判断气体节流膨胀时的温度变化。