物理化学复习课学习教案.pptx

《物理化学复习课学习教案.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《物理化学复习课学习教案.pptx（48页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、物理化学物理化学(w l hu xu)复习课复习课第一页，共48页。第七章 电化学电解质的定义，导电机理。电解质的定义，导电机理。原电池与电解池的组成原电池与电解池的组成(z chn)(z chn)、定义、区别，、定义、区别，表示方法。表示方法。一、法拉第定律及其数学表达式一、法拉第定律及其数学表达式 Q=ZF Q=ZF二、离子迁移数二、离子迁移数t t的定义式、计算公式及其测定方的定义式、计算公式及其测定方法法t+t-=1三、电导率k及摩尔(m r)电导率m 第1页/共48页第二页，共48页。1 1、定义、定义2 2、计算、计算(j sun)(j sun)（1 1）求电导池常数：）求电导池常

2、数：（2 2）求电导率：）求电导率：（3 3）求摩尔电导率：）求摩尔电导率：3、摩尔电导率与浓度(nngd)的关系4、科尔劳施离子独立运动定律5、电导(din do)测定的应用四、电解质的平均活度 及平均活度系数第2页/共48页第三页，共48页。1、从下述各公式(gngsh)计算：2、对强电解(dinji)稀溶液从德拜-许克尔极限公式计算五、电动势测定(cdng)的应用1、热力学函数和可逆反应热注意：德拜-休克尔极限公式适用范围c0.01mol.kg-1a，还可以利用能斯特方程计算第3页/共48页第四页，共48页。2、求标准(biozhn)平衡常数3、求pH值设计一与H+有关的电池(dinch

3、)，测定电动势即可求pH.4、求从能斯特方程(fngchng)可以求出 ，进一步求六、能斯特方程第4页/共48页第五页，共48页。七、电极电势的计算公式电极电势与电池(dinch)电动势：E=E右 E左 E=E右 E左九、电极(dinj)的极化与超电势八、电池(dinch)的设计与应用1、电池(dinch)设计的原则；2、设计电池(dinch)计算难溶盐的溶解度等。1、极化与超电势的定义2、电解时物质在电极上的析出顺序。第5页/共48页第六页，共48页。典型(dinxng)例题例1.电池 AgAgCl(s)KCl(b)Hg2Cl2(s)Hg(l).此电池的电动势与温度的关系(gun x)为:E

4、=0.0455 V+3.3810-4(t-25)V/。(1)写出电极反应及电池反应；(2)计算所写电池反应在298K时，G，S，焓变H。第6页/共48页第七页，共48页。解：负极反应解：负极反应 2Ag+2Cl-=2AgCl(s)+2e 2Ag+2Cl-=2AgCl(s)+2e 正极正极(zhngj)(zhngj)反应反应 Hg2Cl2(s)+2e=2Hg(l)+Hg2Cl2(s)+2e=2Hg(l)+2Cl2Cl 电池反应电池反应 2Ag+Hg2Cl2(s)=2Hg(l)+2AgCl(s)2Ag+Hg2Cl2(s)=2Hg(l)+2AgCl(s)25 25时时,E=0.0455 V,(,E=

5、0.0455 V,()=3.3810-4 V.K-1)=3.3810-4 V.K-1GG-zEF-zEF-20.045596500=-20.045596500=8.78 kJ.mol-18.78 kJ.mol-1SSzF(zF()=2965003.3810-4=65.2 J.mol-1.K-)=2965003.3810-4=65.2 J.mol-1.K-1 1 H H -zEF+zFT(-zEF+zFT()=-20.045596500+2965002983.3810-4 =-20.045596500+2965002983.3810-4 =1.066104J.mol =1.066104J.mol

6、1=10.66 kJ.mol-11=10.66 kJ.mol-1第7页/共48页第八页，共48页。例2.电电 池池：Pt Pt H2(100Kpa)H2(100Kpa)H2SO4(0.5mol.kg-1)H2SO4(0.5mol.kg-1)Hg2SO4(s)Hg2SO4(s)Hg(l)Hg(l)PtPt在在250C250C时电动势为时电动势为0.6960V0.6960V，已已知知E(SO42-E(SO42-Hg2SO4 Hg2SO4(s)(s)Hg)=0.6150VHg)=0.6150V。（1 1）写出电极反应和电池反应；）写出电极反应和电池反应；（2 2）计计算算250C250C时时，上上述

7、述(shngsh)(shngsh)电电池池反反应的平衡常数应的平衡常数KK及及 （3 3）计计 算算 250C250C时时，b b=0.5 0.5 mol.kg-1mol.kg-1的的H2SO4H2SO4水水溶溶液液中中H2SO4H2SO4的的活活度度a(H2SO4)a(H2SO4)及及离子的平均活度离子的平均活度 。第8页/共48页第九页，共48页。解：（1）、阳极(yngj)：H2 2H+2e-阴极：Hg2SO4(s)+2e-2Hg(l)+SO42-电池(dinch)反应：Hg2SO4(s)+H2=2Hg(l)+H2SO4 （2）、E=E(SO42-Hg2SO4(s)Hg)E(H2 H+)

8、=E(SO42-Hg2SO4(s)Hg)=0.615V 得：=-134.3KJ.mol-1 第9页/共48页第十页，共48页。(3)、由能斯特方程(fngchng)：得：a(H2SO4)=1.8210-3（bb)ab(b+b-)1/=可以计算平均(pngjn)活度因子第10页/共48页第十一页，共48页。例3、25时测得电池的电动势E为1.136V。已知在此温度下标准还原电极电势为：（1）求25时该电池反应的（2）当该电池的电动势E=1.2V时氯气的压力(yl)应为多少？你认为这时的电动势有没有实用价值。（3）求AgCl(s)的活度积（或溶度积）。第11页/共48页第十二页，共48页。解：（1

9、）电池(dinch)反应：（2）可算得：压力(yl)过大，无实用价值。（3）把 设计(shj)成电池，则阳极：阴极：第12页/共48页第十三页，共48页。标准(biozhn)电动势：而可通过给定(i dn)电池：进行(jnxng)计算。所以：第13页/共48页第十四页，共48页。第十章 界面(jimin)现象一、表面张力的定义及其影响因素一、表面张力的定义及其影响因素二、附加压力二、附加压力(yl)(yl)的定义及拉普拉斯方程的定义及拉普拉斯方程表面(biomin)张力、表面(biomin)功及表面(biomin)吉布斯函数对空气中的气泡，如肥皂泡：拉普拉斯方程拉普拉斯方程三、毛细现象第14页

10、/共48页第十五页，共48页。四、开尔文公式(gngsh)注意：此式常与其他公式(gngsh)联用：（1）与拉普拉斯方程联用，则(2)与 联用，则第15页/共48页第十六页，共48页。五、掌握吸附的定义，物理吸附和化学(huxu)吸附的区别。六、掌握朗缪尔吸附理论的要点；朗缪尔吸附等温方程：=V a/Vam七、了解(lioji)溶液吸附的概念；吉布斯等温吸附方程：第16页/共48页第十七页，共48页。八、理解表面活性剂的定义、分类、应用(yngyng)及其在溶液中的排布方式；理解临界胶束浓度的概念。九.对润湿(rn sh)现象的判断第17页/共48页第十八页，共48页。用接触角判断用接触角判断

11、(pndun)润湿的程度润湿的程度将杨氏方程将杨氏方程 代入上述几种润湿代入上述几种润湿(rn sh)现象的式子中：现象的式子中：沾湿沾湿(zhn sh)过程：过程：浸湿过程：浸湿过程：铺展过程：铺展过程：根据根据G0，则有：，则有：沾湿过程：沾湿过程：浸湿过程：浸湿过程：铺展过程：铺展过程：第18页/共48页第十九页，共48页。例1、水的表面张力与温度的关系为：今将10kg纯水在303K及100kPa条件下等温等压可逆分散成半径r=10-8m的球形雾滴。计算：（1）该雾滴所受到的附加压力。（2）小雾滴的饱和蒸气压。（3）环境(hunjng)所消耗的非体积功（即表面功）。已知303K、100k

12、Pa 时水的密度为995kg.m-3饱和蒸气压为4.24kPa.不考虑分散度对水的表面张力的影响。典型(dinxng)例题第19页/共48页第二十页，共48页。解：（1）先求出303K（30）时的表面张力(biominzhngl)附加(fji)压力（2）利用(lyng)开尔文公式第20页/共48页第二十一页，共48页。（3）非体积功即为表面(biomin)功 ，A是半径为r、N个雾滴的总表面(biomin)积，雾滴为球形，故：第21页/共48页第二十二页，共48页。例例2 2、2525时乙醇时乙醇(y chn)(y chn)水溶液的表面张力与水溶液的表面张力与溶液溶液 中乙醇中乙醇(y chn

13、)(y chn)的浓度的浓度c c（单位（单位mol.dm-3)mol.dm-3)的关系为：的关系为：计算c=0.6mol.dm-3时（1）溶液的表面张力。（2）乙醇在液面的表面过剩。（3）将半径为10-3m的玻璃毛细管垂直插入该溶液中（设乙醇水溶液完全润湿毛细管），溶液在毛细管中上升高度(god)是多少？已知该液体的密度为986kg.m-3,重力加速度g=9.80N.kg-1.第22页/共48页第二十三页，共48页。解：（1）c=0.6mol.dm-3时（2）由吉布斯吸附(xf)公式：第23页/共48页第二十四页，共48页。（3）由公式(gngsh)：因为(yn wi)乙醇水溶液完全润湿毛细

14、管，所以(suy)第24页/共48页第二十五页，共48页。第十一章 化学(huxu)动力学一、理解化学反应速率的定义(dngy)及表示式1、第一种定义、第一种定义(dngy)（基于反应进度）（基于反应进度）2、第二种定义、第二种定义（基于浓度）3、恒容反应的反应速率第25页/共48页第二十六页，共48页。4、消耗(xioho)速率及生成速率A的消耗的消耗(xioho)速率速率Z的生成的生成(shn chn)速率速率5、与A（或Z）的关系二、理解基元反应和非基元反应的定义，掌握基元反应的质量作用定律。对于基元反应：aA+bB+cC yY+zZ第26页/共48页第二十七页，共48页。二、掌握(zh

15、ngw)速率方程的一般表示式对于一般(ybn)化学反应：aA+bB+=+yY+zZ三理解反应分子数反应级数及反应速率常数的概念(ginin)。四掌握零级一级二级反应速率方程的积分公式半衰期公式及其特征；n 级反应的积分通式及半衰期公式。（书上有表）五掌握速率方程的确定方法:微分法积分法（试差法）半衰期法和隔离法等。第27页/共48页第二十八页，共48页。六掌握温度影响反应速率(sl)的公式阿累尼乌斯公式（微分式定积分式和不定积分式）。第28页/共48页第二十九页，共48页。七理解活化分子(fnz)活化能的概念基元反应活化能与非基元反应活化能（表观活化能）的区别。八掌握典型复合反应（一级的对行反

16、应平行(pngxng)反应和连串反应）的动力学特征动力学公式。如：对行反应(fnyng)：，KC=k1/k-1第29页/共48页第三十页，共48页。平行(pngxng)反应：，CY/CZ=k1/k2九掌握复合反应(fnyng)的近似处理方法。1控制步骤法在连串反应中速率最慢的一步，称为在连串反应中速率最慢的一步，称为(chn wi)控制控制步骤。步骤。控制步骤法只有在连串反应中才适用。例如：连串反应如果k1k2，则第二步为控制步骤。第30页/共48页第三十一页，共48页。2、平衡态近似(jn s)法k1 k-1(快速(kui s)平衡）（慢）3、稳态近似(jn s)法在连串反应中：A B Yk

17、1 k2若 k1 k2,第一步为控制步骤;中间产物中间产物 B 的浓度是很小的浓度是很小的,近似看做不随时间而变化不随时间而变化：dCB/dt=0第31页/共48页第三十二页，共48页。在非基元反应的各个基元步骤中，往往有些活泼的中间物生成，如自由(zyu)原子或自由(zyu)基等，它们在反应中消失很快，可以用稳态法处理。十、了解链反应及其特征、怎样用稳态法推导链反应的动力学方程。十一(ShY)、掌握催化剂的基本特征，催化反应的一般机理。第32页/共48页第三十三页，共48页。例1、298K时N2O5气相分解的半衰期为342 min，此值与N2O5起始压力无关。求：（1）反应速率常数。（2）反

18、应物反应了90%所需的时间。（3）若N2O5初始(ch sh)压力po=105Pa,反应10min后总压力为多少？（设开始只有N2O5。）典型(dinxng)例题第33页/共48页第三十四页，共48页。解：（1）从题意(t y)知 与po无关，故为一级反应。t=0 po 0 0 t=t pt 2(po-pt)第34页/共48页第三十五页，共48页。从一级反应(fnyng)积分式可求出pt。第35页/共48页第三十六页，共48页。例2、恒定体积的反应器中，进行(jnxng)下列反应：A(g)B(g)k1 k-1在300K时k1=0.2min-1，k-1=0.005min-1。温度增加10K，正逆

19、反应(fnyng)的速率常数k1和k-1分别为原来的2和2.8倍。求：（1）300K时的平衡常数。（2）正、逆反应(fnyng)的活化能及反应(fnyng)热效应。（3）在300K恒温下，系统中反应(fnyng)开始时只有A物质，测得压力pAo=150kPa,问达到平衡时，系统中A、B各占多少？（4）若使系统中pA=10 kPa，需经过多长时间？（5）完成距平衡浓度一半的时间。第36页/共48页第三十七页，共48页。解：可算出正反应(fnyng)：同理可算出逆反应：第37页/共48页第三十八页，共48页。联合(linh)求解可得：（4）一级对行反应(fnyng)代入数值(shz)可得：（5）（

20、3）因反应前后总物质的量不变，故恒容反应时总压不变第38页/共48页第三十九页，共48页。例3、反应C2H6+H2=2CH4的机理如下：其中CH3.、H.为活泼中间(zhngjin)物，请导出以 表示的速率方程。第39页/共48页第四十页，共48页。证明(zhngmng)：由稳态近似(jn s)法：+得：第40页/共48页第四十一页，共48页。代得：代得：第41页/共48页第四十二页，共48页。第十二章 胶体化学(jio t hu xu)1、理解分散系统的定义和分类2、了解溶胶及高分子溶液各自的主要特征（热力学与动力学稳定性）。3、理解溶胶的制备方法。4、了解丁铎尔现象（瑞利公式的应用）、布朗

21、运动等的实质。5、掌握斯特恩双电层理论的要点，双电层的结构，区分热力学电势(dinsh)、斯特恩电势(dinsh)及 电势(dinsh)，了解 电势(dinsh)的应用。6、理解胶核、胶体粒子及胶团的的概念，第42页/共48页第四十三页，共48页。掌握胶团结构的表示方法。7、了解(lioji)溶胶稳定理论的基本思想。8、理解电解质对溶胶的聚沉作用。聚沉值、聚沉能力的概念；掌握判别电解质聚沉能力大小的方法（价数规则和感胶离子序）。判断电解质聚沉能力 的方法、与胶粒带电相反的离子（反离子）是主要起聚沉作用的离子，即反离子是起主要聚沉作用。、聚沉离子价数愈高，聚沉能力愈强。、电解质所含聚沉离子的个数

22、及价数皆相同的不同离子，聚沉能力取决于感交离子序。第43页/共48页第四十四页，共48页。、电解质所含聚沉离子价数及种类、电解质所含聚沉离子价数及种类(zhngli)皆相同，但个数不同时，离子个数皆相同，但个数不同时，离子个数愈多的电解质，聚沉能力愈强。愈多的电解质，聚沉能力愈强。、若外加电解质中反离子的个数、价数及、若外加电解质中反离子的个数、价数及种类种类(zhngli)全相同时，则需看另外一种离全相同时，则需看另外一种离子。此离子对带异号电荷胶粒的聚沉能力越强，子。此离子对带异号电荷胶粒的聚沉能力越强，则对带同号电荷胶粒聚沉能力愈弱。则对带同号电荷胶粒聚沉能力愈弱。9、了解高分子溶液的渗

23、透压和黏度，唐南平、了解高分子溶液的渗透压和黏度，唐南平衡衡第44页/共48页第四十五页，共48页。例、在浓度为例、在浓度为10mol.m-3 10mol.m-3 的的20cm3AgNO320cm3AgNO3溶液中，溶液中，缓缓滴加浓度为缓缓滴加浓度为15mol.m-315mol.m-3的的KBrKBr溶液溶液10cm310cm3，以制备以制备AgBrAgBr溶胶。溶胶。（1 1）写出）写出AgBrAgBr溶胶的胶团结构式。溶胶的胶团结构式。（2 2）在三个分别）在三个分别(fnbi)(fnbi)盛盛10cm3AgBr10cm3AgBr溶胶的烧溶胶的烧瓶中，各加入瓶中，各加入KNO3KNO3、

24、K2SO4K2SO4、K3PO4K3PO4溶液使其溶液使其聚沉，最少需加电解质的数量为：聚沉，最少需加电解质的数量为：1.0mol.dm-31.0mol.dm-3的的KNO35.8cm3KNO35.8cm3；0.01 mol.dm-30.01 mol.dm-3的的K2SO48.8cm-3K2SO48.8cm-3；1.510-3 mol.dm-31.510-3 mol.dm-3的的K3PO48.0 8cm-3K3PO48.0 8cm-3。计算各电解质的聚沉值以及。计算各电解质的聚沉值以及它们的聚沉能力之比。它们的聚沉能力之比。第45页/共48页第四十六页，共48页。解：（1）溶液中AgNO3和KBr的物质(wzh)的量分别为：因AgNO3过量，故AgBr溶胶(rngjio)的胶团结构为：（2）各电解质的聚沉值为：KNO3：K2SO4：第46页/共48页第四十七页，共48页。K3PO4：聚沉能力(nngl)之比为：KNO3：K2SO4：K3PO4第47页/共48页第四十八页，共48页。