2022年物理化学重要概念公式总结 .pdf

第一章热力学第一定律一、基本概念系统与环境，状态与状态函数，广度性质与强度性质，过程与途径，热与功，内能与焓。二、基本定律热力学第一定律： U=Q+W。焦耳实验： U=f(T) ; H=f(T) 三、基本关系式1、体积功的计算 W= pedV恒外压过程： W= pe V可逆过程：W=nRT1221lnlnppnRTVV2、热效应、焓等容热： QV= U（封闭系统不作其他功）等压热： Qp= H（封闭系统不作其他功）焓的定义：H=U+pV; dH=dU+d(pV) 焓与温度的关系： H=21dpTTTC名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 21 页 - - - - - - - - - 3、等压热容与等容热容热容定义：VV)(TUC；pp)(THC定压热容与定容热容的关系：nRCCVp热容与温度的关系：Cp=a+bT+cT2四、第一定律的应用1、理想气体状态变化等温过程： U=0 ; H=0 ; W=Q=pedV等容过程： W=0 ; Q=U=TC dV; H=TC dp等 压 过 程 ： W= pe V ; Q= H=TC dp; U=TC dV可逆绝热过程：Q=0 ; 利用 p1V1=p2V2求出 T2, W= U=TC dV; H=TC dp不可逆绝热过程：Q=0 ; 利用 CV(T2-T1)=pe(V2-V1)求出 T2, W= U=TC dV; H=TC dp2、相变化可逆相变化： H=Q=n H； p(V2-V1)=pVg=nRT ; U=Q+W名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 21 页 - - - - - - - - - 3、热化学物质的标准态；热化学方程式；盖斯定律；标准摩尔生成焓。摩尔反应热的求算：)298,()298(BHHmfBmr反应热与温度的关系基尔霍夫定律：)()(,pBCTHmpBBmr。第二章热力学第二定律一、基本概念自发过程与非自发过程二、热力学第二定律1、热力学第二定律的经典表述克劳修斯， 开尔文， 奥斯瓦尔德。 实质：热功转换的不可逆性。2、热力学第二定律的数学表达式（克劳修斯不等式）TQdS“=”可逆； “ ” 不可逆三、熵1、熵的导出：卡若循环与卡诺定理2、熵的定义：TQdSr名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 21 页 - - - - - - - - - 3、熵的物理意义：系统混乱度的量度。4、绝对熵：热力学第三定律5、熵变的计算（1）理想气体等温过程：2112lnlnppnRVVnRTQSr（2）理想气体等压过程：12,lnTTnCSmp（3）理想气体等容过程：12,lnTTnCSmV（4）理想气体pTV 都改变的过程：2112,lnlnppnRTTnCSmp（5）可逆相变化过程：THnS_（6）化学反应过程：)298,()298(BSSmBmr四、赫姆霍兹函数和吉布斯函数1、定义： A=U-TS；G=H-TS 等温变化： A=U -TS； G= H -TS2、应用：不做其他功时， AT,V0 ；自发、平衡 GT,V0 ；自发、平衡名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 21 页 - - - - - - - - - 3、热力学基本关系式dA=-SdT-Vdp；dG=-SdT+pdV4、 A 和 G 的求算（1）理想气体等温过程用公式： A=U -TS； G= H -TS用 基 本 关 系 式 ： dA=-SdT-Vdp；dG=-SdT+pdV（2）可逆相变过程 A=U -TS=W=-nRT； G=0 （3）化学反应过程的 G标准熵法： G= H -TS标 准 生 成 吉 布 斯 函 数 法 ：)2 9 8,()29 8(BGGmfBmr（4） G 与温度的关系 G=H -TS ，设 H、S不遂温度变化。五、化学势1、化学式的定义和物理意义)(,)(BccnpTBBnG；在 T、p 及其他物质的量保持不变的情况下， 增加 1molB 物质引起系统吉布斯函数的增量。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 21 页 - - - - - - - - - 2、化学势的应用在等温等压不作其他功时，BB0 自发； 0 平衡；逆向自发3、化学时表示式理想气体：)/ln(ppRT纯固体和纯液体：第三章化学平衡一、化学平衡常数与平衡常数表达式如 ： Zn+2HCl(aq)=H2+ZnCl2（ aq ）；)HCl()ZnCl(/)H(222ccppK二、 标准平衡常数的求算KRTTGmrln)(三、 范特荷夫等温方程KJRTJRTTGTGmrmr/lnln)()(四、平衡常数与温度的关系mrmrmrSTHTG)(；KRTTGmrln)(名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 21 页 - - - - - - - - - 五、各种因素对平衡的影响分压、总压、惰性气体、温度。第四章液态混合物和溶液一、拉乌尔定律和亨利定律1、拉乌尔定律pA=p*xA；pA=p* ax,A适用于液态混合物和溶液中的溶剂。2、亨利定律pB=kx,BxB=kb,BbB=k%,B%B ；pB=kx,Bax,B=kb,Bab,B=k%,Ba%,B适用于溶液中的溶质。二、液态混合物和溶液中各组分的化学势1、理想液态混合物xRTTmixpTxln)(),(标准态为： 同温下的液态纯溶剂。2、真实液态混合物xxaRTTmixpTln)(),(标准态为：同温下的液态纯溶剂。3、理想稀溶液溶剂：AAxAxRTTslnpTln)(),(标名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 21 页 - - - - - - - - - 准态为：同温下的液态纯溶剂。溶 质 ：BBxBxRTTslnpTln)(),(标准态为：同温下xB=1 且符合亨利定律的溶质（假想状态） 。4、真实溶液溶剂：AxAxAaRTTslnpT,ln)(),(；ax,A=fx,A x; 标准态为：同温下的液态纯溶剂。溶质：BxBxBaRTTslnpT,ln)(),(; ax,B=x,BxB; 标准态为： 同温下 xB=1 且符合亨利定律的溶质（假想状态） 。BbBbBaRTTslnpT,ln)(),(; ab,B=b,BbB; 标准态为：同温下bB=1 且符合亨利定律的溶质（假想状态）。BBBaRTTslnpT%,%,ln)(),(;a%,B=%,B%B; 标准态为：同温下B%=1且符合亨利定律的溶质（一般为假想状态） 。三、各种平衡规律1、液态混合物的气液平衡pA=p*Aax,A ; pA=p*Aax,A ; p=pA+pB2、溶液的气液平衡名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 21 页 - - - - - - - - - pA=p*Aax,A；pB=kx,Bax,B=kb,Bab,B=k%,Ba%,B；p=pA+pB3、理想稀溶液的凝固点降低BAmfusfffxHTRTT,*4、分配定律5、化学平衡6、西弗特定律第五章相平衡一、相律1、物种数、独立组分数、相数、自由度数2、相律公式f=C- +2 二、单组分系统1、克 -克方程)11(ln2112TTRHppmvap2、水的相图三面、三线、一点。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 21 页 - - - - - - - - - 三、双组分系统1、相律分析根据 f=C- +1 （一般固定压力）， =2,f=1； =3,f=0 2、杠杆规则3、步冷曲线四、典型相图1、Mg-Ge 相图2、Na-K 相图3、Ag-Cu 相图第六章电解质溶液一、电解质溶液的电导1、电导G=1/R ; 单位： S(西门子 ) 2、电导率G=A/l 或 =G l/A ; 单位： S/m 3、摩尔电导率m= /c4、无限稀释摩尔电导率m名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 21 页 - - - - - - - - - 5、离子的电迁移lEU；UUUIIQQt；1tt二、电解质溶液的活度1、电解质的化学势（电解质溶液的浓度用 mB或 bB表示）BBBaRT ln;)(;)(;/)(;/1/1/1mmmmmaaaaaB2、离子强度221BBzmI3、德拜 休克尔极限公式Izz|5093.0lg；适用于25时的极稀水溶液。第七章电化学一、可逆电池的构成电池反应互为逆反应；充放电时电流无穷小。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 21 页 - - - - - - - - - 二、可逆电池热力学1、;zFEGmrC/mol96500;FzFEGmr2、pmrTEzFS)(3、mrmrmrSTGH4、mrrSTQ；电池反应做了其他功。三、能斯特方程1、电池反应的能斯特方程JzEElg0592.0；常用2、电极反应的能斯特方程)H()O(lg0592. 0aazEE；不常用四、可逆电极的种类1、第一类电极金属电极；气体电极2、第二类电极难溶盐电极；难溶氧化物电极3、氧化还原电极五、电极电势的应用1、测定电池反应的热力学函数2、测定电解质的3、测定溶液的pH 值名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 21 页 - - - - - - - - - 4、浓差定氧六、极化现象和超电势1、浓差极化电极反应速度比离子迁移速度快造成的。2、电化学极化电极反应速度比电子移动速度慢造成的。3、极化结果eiEE；对阳极总为正；对阴极总为负。七、金属腐蚀与防护1、金属腐蚀电化学腐蚀：析氢腐蚀，吸氧腐蚀2、金属防护阴极保护法： 牺牲阳极法， 外加电流法。阳极保护法：钝化。涂层保护法：热镀、电镀、有机涂层。第八章表面现象一、表面吉布斯函数名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 13 页，共 21 页 - - - - - - - - - 1、产生表面分子与内部分子的差别。2、定义及单位BnpTAG,)(；J/m2或 N/m；因此又称表面张力。3、影响因素物质本性、 温度、相邻相、 溶质的种类。4、表面热力学在温度、压力、组成不变的情况下，AddAdG缩小表面积和降低表面张力为自发方向。二、弯曲液面的表面现象1、附加压力rp/22、饱和蒸气压rKppr/)ln(03、毛细管现象gRhcos2三、新相生成与介安状态名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 14 页，共 21 页 - - - - - - - - - 1、过饱和蒸汽与人工降雨2、过冷现象与晶种3、过饱和溶液与种盐4、过热现象与沸石5、淬火与回火四、固体表面的吸附作用1、物理吸附与化学吸附范德华力与化学键力；又无选择性； 单分子层与多分子层。2、吸附曲线等温线（判断单多层） ；等压线（判断吸附类型）、等量线（求吸附热）3、吸附等温式弗伦德里希：nkpmVa朗格谬尔：bpbpVV1五、溶液表面的吸附1、溶液的表面张力各类溶质对表面张力的影响。2、吉布斯吸附公式TcRTc)(六、润湿现象名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 15 页，共 21 页 - - - - - - - - - 1、接触角 =0， 完全润湿； 90 ， 润湿； 90 ，不润湿；=180，完全不润湿。2、杨氏方程cosgllsgs七、表面活性剂1、定义溶于水后能显著降低水的表面张力的物质。2、分类离子型、非离子型。3、结构特点一端亲水基一端亲油基。4、应用乳化、去污（增溶） 、浮选、改变润湿角。第九章化学动力学基础一、关于反应速率的基本概念名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 16 页，共 21 页 - - - - - - - - - 1、反应速率的表示dtdcBB12、反应速率的测定测定不同时刻的浓度（化学法、物理法） ，作 ct 曲线， t 时刻切线的斜率即为t时的反应速率。3、基元反应和非基元反应一步完成的反应为基元反应，基元反应遵守质量作用定律。是否基元反应只能通过实验确定。4、速率方程与速率常数质量作用定律是速率方程的特殊形式，对于非基元反应也有类似的式子。速率常数仅与温度和催化剂有关，而与浓度无关。5、反应级数速率方程中浓度幂之和称之。基元反应一定为正整数，非基元反应可为0 或小数。二、浓度对反应速率的影响1、一级反应名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 17 页，共 21 页 - - - - - - - - - 微分式：AAkcdtdc反应速率与浓度的一次方成正比；k 的单位为 S-1；积分式：ktcc0ln 以 lnct 作图得一直线；半衰期：kt2ln2/1 与起始浓度无关。2、二级反应与准一级反应微分式：2kcdtdc 反应速率与浓度的二次方成正比； k的单位为浓度-1时间-1；积分式：ktcc011 以 1/ct 作图得一直线；半衰期：02/11kct与起始浓度的一次方成反比。准一级反应：对于A+B=Y+Z ，当A大大过量或B 大大过量时， 可按一级反应处理。3、反应级数的测定名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 18 页，共 21 页 - - - - - - - - - 尝试法：将一组ct 数据代入不同积分公式求 k，若 k 为常数则所代公式正确；作图法：将一组ct 数据按 lnct、1/ct等作图，若得直线可判定反应级数；半 衰 期 法 ： 根 据nKct12/1得Kcntlglg)1(lg2/1，以2/1lg tclg作图可得直线，从斜率可求n。微分法：根据nkc得kcnlglglg，以lgclg作图可得直线，斜率即为n。四、温度对反应速率的影响1、阿仑尼乌斯公式微分式：2lnRTEdTkda积分式：)11(ln2112TTREkka2、活化能活化分子的平均能量与反应物分子的平均能量之差。第十章复合反应动力学一、复合反应基本类型名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 19 页，共 21 页 - - - - - - - - - 1、平行反应AAckkdtdc)(21；21kkcccB2、对行反应BAAckckdtdc11；11,kkccKeAeBc3、连串反应AAckdtdc1；BABckckdtdc21；Bcckdtdc2二、复合反应机理近似处理方法1、平衡态法对于DkkBA11CDk2；若211kkk，则反应物与中间物达成平衡。BAcDccKc；BABAcDCckcccKkckdtdc222、稳态法对于DkkBA11CDk2；若211kkk，则中间物的浓度维持微小量不变。DDBADckckcckdtdc2110；121kkcckcBADBADCcckkkkckdtdc12212名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 20 页，共 21 页 - - - - - - - - - 三、链反应与爆炸半岛1、链反应分为直链反应和支链反应；链引发、链传递、链终止。2、爆炸半岛常见可燃气体在空气中的爆炸限。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 21 页，共 21 页 - - - - - - - - -