第一篇:物理化學基礎(chǔ)知識總結(jié)上冊
物理化學基礎(chǔ)知識總結(jié)上冊
第一章 熱力學第一定律及其應(yīng)用
1.體系與環(huán)境:我們用觀察,實驗等方法進行科學研究時,必須先確定所要研究的對象,把一部分物質(zhì)與其余的分開(可以是實際的,也可以是想像的)。這種被劃定的研究對象,就稱為體系或系統(tǒng),而在體系以外與體系密切相關(guān),影響所能及的部分,則稱為環(huán)境。根據(jù)體系和環(huán)境之間的關(guān)系,可以把體系分為三種:體系完全不受環(huán)境的影響,和環(huán)境之間沒有物質(zhì)或能量的交換者,稱為隔離體系或孤立體系;體系與環(huán)境之間沒有物質(zhì)的交換,但可以發(fā)生能量的交換者,稱為封閉體系;體系不受上述限制,即體系與環(huán)境之間可以有能量以及物質(zhì)交換者,稱為敞開體系。明確所研究的體系屬于何種體系是至關(guān)重要的。由于處理問題的對象不同,描述他們的變量不同,所適用的熱力學公式也有所不同。描述體系宏觀性質(zhì)的熱力學變量可分為兩類:廣度性質(zhì)(容量性質(zhì))和強度性質(zhì)。廣度性質(zhì)的數(shù)值與體系的數(shù)量成正比。此種性質(zhì)具有加和性,即整個性質(zhì)的某種廣度性質(zhì)是體系中各部分該種性質(zhì)的總和。廣度性質(zhì)在數(shù)學上是一次齊函數(shù)。強度性質(zhì)此種性質(zhì)不具有加和性,其數(shù)值取決于體系自身的特性,與體系的數(shù)量無關(guān)。強度性質(zhì)在數(shù)學上是零次齊函數(shù)。體系的某種廣度性質(zhì)除以總質(zhì)量或物質(zhì)的量(或者把體系的兩個容量性質(zhì)相除)之后就成為強度性質(zhì)。若體系中所含物質(zhì)的量是單位量,即一摩爾,則廣度性質(zhì)就成為強度性質(zhì)。
2. 熱力學平衡態(tài)和狀態(tài)函數(shù):熱平衡,力學平衡,相平衡,化學平衡。當體系處于一定的狀態(tài)時,其廣度性質(zhì)和強度性質(zhì)都具有一定的數(shù)值。但是體系的這些性質(zhì)彼此之間是相互關(guān)聯(lián)的,通常只需要指定其中的幾個,其余的也就隨之而定了。也就是說,在這些性質(zhì)之中只有部分是獨立的。體系的某些性質(zhì)的改變只與始態(tài)和終態(tài)有關(guān),而與變化時所經(jīng)歷的途徑無關(guān)。在熱力學中,把具有這種特性的物理量叫做狀態(tài)函數(shù)。熱和功與其改變的途徑有關(guān),是過程函數(shù),從微觀角度來說,功是大量質(zhì)點以有序運動而傳遞的能量,熱量是大量質(zhì)點以無序運動方式而傳遞的能量。3. 熱力學第一定律:熱力學第一定律是建立內(nèi)能函數(shù)的依據(jù),它既說明了內(nèi)能、熱和功可以相互轉(zhuǎn)化,又表述了它們轉(zhuǎn)化時的定量關(guān)系,所以這個定律是能量守恒與轉(zhuǎn)化定律在熱現(xiàn)象領(lǐng)域內(nèi)所具有的特殊形式。如果將體系的內(nèi)能擴展為一切能量,則熱力學第一定律就是能量守恒與轉(zhuǎn)化定律。熱力學第一定律也可以表述為:第一類永動機是不可能造成的。內(nèi)能是體系內(nèi)部能量的總和。由于人們對物質(zhì)運動形式的認識有待于繼續(xù)不斷的深入探討,認識永無窮盡。所以內(nèi)能的絕對值是無法確定的,但這一點對于解決實際問題并無妨礙,我們只需要知道在變化中的改變量就行了。熱力學正是通過外界的變化來衡量體系狀態(tài)函數(shù)的變化量,這是熱力學解決問題的一種特殊方法。4. 準靜態(tài)過程與可逆過程:功的計算方法分為以下幾種:自由膨脹、外壓始終維持恒定、多次等外壓膨脹、可逆膨脹,但是功的計算最基本的思路是其基本公式外壓乘以體積的膨脹,其中根據(jù)過程的不同其具體形式不同,但都是在這基本公式的基礎(chǔ)上演化而來的。根據(jù)熱力學第一定律,內(nèi)能的改變量決定于始、終狀態(tài),由于功的數(shù)值與過程有關(guān),顯然熱的數(shù)值也必于變化的途徑有關(guān)。同樣,不能說體系中含有多少熱量和功。功和熱是被傳遞的能量,/ 8 都不是狀態(tài)函數(shù),只有在過程發(fā)生時,才有意義,也只有聯(lián)系某一具體的變化過程時,才能求出功和熱來,也就是說功和熱是體系的過程函數(shù),在其具體的變化過程中才能體現(xiàn)出來,計算出來,不是狀態(tài)函數(shù)。準靜態(tài)過程:整個過程可以看成是由一系列極接近于平衡的狀態(tài)所構(gòu)成,這種過程稱為準靜態(tài)過程。準靜態(tài)過程是一種理想化的過程,實際上是辦不到的。因為一個過程必定引起狀態(tài)的改變,而狀態(tài)的改變一定破壞平衡。但一個過程進行的非常非常慢,速度趨于零時,這個過程就趨于準靜態(tài)過程。
5. 可逆過程:某一體系經(jīng)過某一過程,由狀態(tài)1變到狀態(tài)2之后,如果能使體系和環(huán)境都完全復原(即體系回到原來的狀態(tài),同時消除了原來過程對環(huán)境所產(chǎn)生的一切影響,環(huán)境也復原),則這樣的過程就稱為可逆過程。反之,如果用任何方法都不可能使體系和環(huán)境完全復原,則稱為不可逆過程。在可逆膨脹過程中體系所做的功最大,而使體系復原的壓縮過程中環(huán)境做的功最小??赡孢^程是一種理想的過程,是一種科學的抽象,客觀世界中并不真正存在可逆過程,實際過程只能無限地趨近于它。但是可逆過程的概念卻很重要??赡孢^程是在體系接近于平衡的狀態(tài)下發(fā)生的,因此它和平衡態(tài)密切相關(guān)。以后我們可以看到一些重要的熱力學函數(shù)的增量,只有通過可逆過程才能求得。可逆過程這個概念很重要!
6. 焓:引入了焓這個狀態(tài)輔助函數(shù),它的數(shù)學定義表達式。在不做非膨脹功的條件下,體系在等容過程中所吸收的熱量全部用于增加內(nèi)能;體系在等壓過程中所吸收的熱量,全部用于使焓增加。這個概念應(yīng)該予以理解,焓是體系的狀態(tài)函數(shù),不是在等壓條件下才存在,只是在等壓條件下吸收的熱量等于焓的改變量。由于一般的化學反應(yīng)大都是在等壓下進行的,所以焓更有實用價值。
7. 對封閉體系(均相且組成不變)加熱時,設(shè)從環(huán)境吸進熱量,體系的溫度從1升高到2,則定義平均熱容,溫度的變化很小時可以寫成微分的形式。對于不同的條件是等容或等壓條件是其公式不一樣,一個針對內(nèi)能,一個針對焓。等容熱容和等壓熱容一般視為常數(shù),但有時候也考慮是溫度的函數(shù),這時候就去積分。
8. 熱力學第一定律對理想氣體的應(yīng)用:蓋-呂薩克-焦耳實驗說明理想氣體的內(nèi)能和焓只是溫度的函數(shù),不考慮體積和壓力的影響,這在做題目時也是很好的一個思路。理想氣體的等壓熱容和等容熱容之間的關(guān)系相差一個氣體常數(shù)值。這個可以用公式進行推導,詳見課本35—36頁。絕熱過程的功和過程方程式,對于理想氣體絕熱可逆過程存在過程方程,這也是求解此類題目的關(guān)鍵所在,利用其過程方程和理想氣體狀態(tài)方程去求解一些量。在過程中完全理想的絕熱或完全理想的熱交換都是不可能的,實際上一切過程都不是嚴格地絕熱或嚴格地等溫,而是介于兩者之間。這種過程稱為多方過程,它的方程式也應(yīng)該介于等溫可逆和絕熱可逆過程之間,對于實際過程而言,但一般求解還是這兩個理想過程。
9. 實際氣體:理想氣體具有理想氣體狀態(tài)方程式,并且具有其特性,但對于實際氣體的考慮就較為復雜一些。實際氣體的狀態(tài)方程式有很多版本,例如范德華氣體方程式等等。對實際氣體的考慮一般要從最基本的公式結(jié)合具體的方程式去推導,理想氣體的一些結(jié)論只不過是很熟練而已,其實其具體的推導也是從基本公式來推導。例如對于理想氣體而言內(nèi)能和焓僅僅是溫度的函數(shù),但對于實際氣體而言就要考慮體積和壓力的影響。有關(guān)實際氣體的一些/ 8 求算應(yīng)該予以掌握。對于實際氣體的討論有一個節(jié)流實驗,這個過程是一個絕熱過程和等焓過程,在這的基礎(chǔ)上去推導焦耳-湯姆遜系數(shù),根據(jù)具體的實際氣體來討論該系數(shù)的正負,進而判斷節(jié)流前后的溫度的變化;對于理想氣體該系數(shù)為零,溫度前后不發(fā)生變化。
10. 赫斯定律:實驗證明,不管化學反應(yīng)是一步完成的,還是分幾步完成的,該反應(yīng)的熱效應(yīng)相同。換言之,即反應(yīng)的熱效應(yīng)只與起始狀態(tài)和終了狀態(tài)有關(guān),與變化的途徑無關(guān),著就是赫斯定律。這個定律是根據(jù)一些反應(yīng)求解某一反應(yīng)的狀態(tài)函數(shù)的數(shù)值的理論依據(jù),要靈活應(yīng)用有時候會結(jié)合電化學方面的內(nèi)容。
11. 幾種熱效應(yīng):焓的絕對值是無法測定的,可以通過一些數(shù)據(jù)來進行求其變化前后的改變量。例如:化合物的生成焓、自鍵焓估算生成焓、離子生成焓、燃燒焓等等,可以通過它們?nèi)デ蠼夥磻?yīng)的焓變。
12. 反應(yīng)熱與溫度的關(guān)系----基爾霍夫定律:在等壓下,若使同一化學反應(yīng)分別在兩個不同的溫度下進行,則所產(chǎn)生的熱效應(yīng)一般不同。等壓下的熱效應(yīng)也就是焓與溫度的關(guān)系,滿足基爾霍夫定律,但一般在溫度變化較小的情況下可以做簡單處理視為常數(shù)。對于熵也可以這樣處理,但注意的是在變化過程中沒有相的變化。
13. 絕熱反應(yīng)---非等溫反應(yīng):對于實際反應(yīng)而言既不是完全的等溫又不是完全的絕熱。這是兩個極限的過程,我們一般都做等溫處理,即反應(yīng)前后的溫度視為不變。絕熱反應(yīng)也是反應(yīng)的另一個極限,這個過程有幾點假設(shè)絕熱等壓過程,即焓變等于零,進而求該反應(yīng)的最高反應(yīng)溫度。
14. 熱力學第一定律的微觀說明:對于內(nèi)能的改變和功和熱之間的關(guān)系從微觀的角度進行解釋。內(nèi)能是體系內(nèi)部能量的總和。其中功的改變從微觀解釋是能級間隔發(fā)生了改變,但各能及間隔上的粒子數(shù)沒有改變;熱的改變從微觀解釋是能級的間隔并沒有發(fā)生改變,而粒子在能級上的數(shù)量發(fā)生改變。從微觀的角度去解釋內(nèi)能和功及熱之間的關(guān)系,即它們之間的微觀關(guān)系。15. 熱容---能量均分原理:經(jīng)典的能量均分原理是從自由度的角度來進行解釋的,平動、轉(zhuǎn)動、振動等都可以從自由度的角度來進行能量的估計,用能量均分原理。這個原理的缺點就是不能說明熱容與溫度的關(guān)系。其之間的關(guān)系應(yīng)該從量子理論來解釋。
第二章熱力學第二定律
---熱力學第二定律說明了反應(yīng)進行的方向和反應(yīng)的限度問題
1.自發(fā)變化的共同特征-----不可逆性:自發(fā)變化乃是熱力學的不可逆過程。這個結(jié)論是經(jīng)驗的總結(jié),也是熱力學第二定律的基礎(chǔ)。上述自發(fā)變化都不會自動逆向進行,但這并不意味著它們根本不可能倒轉(zhuǎn),借助于外力可以使一個自動變化發(fā)生后再逆向返回原態(tài)。熱力學第二定律的幾種文字表述:
一、克勞修斯的說法:不可能把熱從低溫物體傳到高溫物體,而不引起其他變化。
二、開爾文說法:不可能從單一熱源取出熱使之完全變?yōu)楣Χ话l(fā)生其它的變化。這兩種說法實際上是等效的??藙谛匏箯目ㄖZ定理(討論的是可逆機與不可逆機的熱機效率問題,但它具有非常重大的意義。它在公式中引入了一個不等號。就是這個不等號解決了化學反應(yīng)的方向問題,同時卡諾定理在原則上也解決了熱機效率的極限值問題)的推導中引入了一個非常重要的概/ 8 念即熵的概念。熵是一個狀態(tài)函數(shù),并且可以根據(jù)自身的變化來判斷絕熱體系和隔離體系的變化的方向問題。同時熵的引入也間接的引入了兩個重要的熱力學狀態(tài)函數(shù)亥姆霍茲函數(shù)和吉布斯函數(shù)。用它們可以判斷一定條件下體系的反應(yīng)方向問題和反應(yīng)限度問題。
2.克勞修斯不等式與熵增加原理:克勞修斯在卡諾不等式的基礎(chǔ)上經(jīng)過推導引入了熵這個狀態(tài)函數(shù),用克勞修斯不等式可以判斷反應(yīng)進行的方向即過程的可逆性,也可以作為熱力學第二定律的一種數(shù)學表達形式。對于絕熱體系和隔離體系不可逆變化過程的熵大于零即熵增加原理。
3.熱力學第二定律的本質(zhì)和熵的統(tǒng)計意義:我們知道熱是分子混亂運動的一種表現(xiàn)。因為分子互撞的結(jié)果混亂的程度只會增加,直到混亂度達到最大程度為止(即達到在給定情況下所允許的最大值)。而功則是在與有方向的運動相聯(lián)系是有秩序的運動,所以功轉(zhuǎn)變?yōu)闊岬倪^程是規(guī)則運動轉(zhuǎn)化為無規(guī)則的運動,是向混亂度增加的方向進行的。而有秩序的運動會自發(fā)地變?yōu)闊o秩序的運動。反之,無秩序的運動卻不會自動地變?yōu)橛兄刃虻倪\動。對于氣體的混合和熱的傳遞都可以從這個方面去解釋,由此可見一切不可逆過程都是向混亂度增加的方向進行,而熵函數(shù)則可以作為體系混亂度的一種量度。這就是熱力學第二定律所闡明的不可逆過程的本質(zhì)。
4.熵和熱力學概率-----玻爾茲曼公式:熵和體系的微觀狀態(tài)數(shù)有關(guān),進而建立了宏觀熱力學和微觀之間的關(guān)系即統(tǒng)計熱力學。通過微觀的狀態(tài)數(shù)去分析和闡述宏觀的性質(zhì)。
5.亥姆霍茲函數(shù)和吉布斯函數(shù):在引入熵函數(shù)的基礎(chǔ)上,通過克勞修斯不等式間接引入了這兩個重要的熱力學函數(shù)。它們也可以對體系變化的方向在一定條件的前提下進行判斷。
6.化學變化中的吉布斯自由能變----化學反應(yīng)的等溫式:對于一個化學反應(yīng)方向的判斷不是用標準吉布斯自由能變來進行判斷,而是通過吉布斯自由能變來進行判斷,這個之間的關(guān)系就是化學反應(yīng)的等溫式。通過此式可以判斷化學反應(yīng)進行的方向。當達到平衡時吉布斯自由能變等于零,通過標準吉布斯自由能變和標準平衡常數(shù)之間的關(guān)系可以求平衡時的組成。這就涉及到兩個問題一是反應(yīng)方向的判斷問題二是平衡時的組成問題。
7.幾個熱力學函數(shù)間的關(guān)系:一是熱力學函數(shù)之間的關(guān)系即推導出的輔助函數(shù)和一個吉布斯函數(shù)和亥姆霍茲函數(shù)之間的關(guān)系式。以及熱力學的四個基本公式。并且通過麥克斯韋關(guān)系式推導出的一些關(guān)系式是非常重要的,在一些公式的推導中是很有用的。課本上的(1)----(7)個關(guān)系式的推導是很重要的,它考慮了一般情況下的函數(shù)之間的關(guān)系。比如在實際氣體的討論中內(nèi)能和焓不僅僅是溫度的函數(shù)還要考慮體積和壓力的影響,這些之間的關(guān)系就要結(jié)合基本公式和麥克斯韋關(guān)系式以及全微分的內(nèi)容去推導。熵的計算中我們一般不考慮體積和壓力的影響,在其需要考慮時就要去推導。等等。。8.吉布斯自由能與溫度的關(guān)系------吉亥方程式:吉亥方程式是吉布斯自由能和亥姆霍茲自由能與溫度之間的關(guān)系的方程式,在前面說過焓和熵也是溫度的函數(shù),但在溫度變化很小的情況下可視為常數(shù),但吉布斯函數(shù)和亥姆霍茲函數(shù)則不能忽略溫度的影響。從吉亥方程式可以推導范特霍夫方程式即標準平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系和電化學章節(jié)的溫度系數(shù)即電動勢與溫度的關(guān)系。這是很重要的。吉亥公式-----范特霍夫公式----溫度系數(shù)。
9.吉布斯自由能與壓力的關(guān)系:由熱力學基本方程式可以知道吉布斯是溫度和/ 8 壓力的特性函數(shù),所以有時候也要考慮壓力對吉布斯函數(shù)的影響,對于化學勢與壓力的關(guān)系就是從這得來的。
10. 單組分體系的兩相平衡----熱力學對單組分體系的應(yīng)用:對于純物質(zhì)而言,結(jié)合熱力學基本方程推導出壓力和溫度之間的關(guān)系即克拉貝龍公式,在一些假設(shè)的基礎(chǔ)上得出克勞修斯-克拉貝龍方程。關(guān)于克克方程的一些計算是很重要的并且會結(jié)合拉烏爾定律和亨利定律的相關(guān)內(nèi)容出題。關(guān)于摩爾蒸發(fā)熱,有一個近似的規(guī)則稱為楚頓規(guī)則,用它可以大致的估算蒸發(fā)熱的大小。克克方程、范特霍夫方程和阿侖尼烏斯方程在求解的技巧方面有很大相同之處。
11. 外壓與蒸汽壓的關(guān)系----不活潑氣體對蒸汽壓的影響:這方面的內(nèi)容見課本147-148頁。
12. 多組分體系中物質(zhì)的偏摩爾量和化學勢:在討論兩種或兩種以上的物質(zhì)所構(gòu)成的均相體系時,必須引入新的概念來代替對于純物質(zhì)所用的摩爾量的概念,于是就引入了偏摩爾量這個概念。它考察的是多組分體系中物質(zhì)的量對廣度性質(zhì)的影響。存在兩個重要的公式一是偏摩爾量的集合公式二是吉布斯-杜亥姆公式。引入偏摩爾量這個概念都是在等溫等壓條件,因此這兩個公式也是在等溫等壓條件下成立。吉布斯-杜亥姆公式表明了偏摩爾量之間不是彼此無關(guān)的,而是具有一定的聯(lián)系。在討論溶液問題時,它是一個很重要的公式。
13. 在討論多組分體系中,熱力學基本方程也要考慮到物質(zhì)的量即組成的因素,對內(nèi)能、焓、亥姆霍茲和吉布斯對組成求偏導即得化學勢這個概念,但一般我們用到的是偏摩爾吉布斯自由能。注意偏摩爾量要求的條件必須是等溫等壓的條件,所以在化學勢的定義中只有偏摩爾吉布斯?jié)M足這個條件才是偏摩爾量,才能滿足上面的兩個公式。
14. 化學勢在相平衡中的應(yīng)用:某組分在兩相中分配達平衡時的條件是該組分在兩相中的化學勢相等?;瘜W勢就是等溫等壓下的偏摩爾吉布斯,所以自發(fā)變化的方向是物質(zhì)從化學勢較大的相流向化學勢較小的相,直到化學勢相等為止,即達到兩相平衡。
15. 化學勢與溫度、壓力的關(guān)系:根據(jù)偏微商的規(guī)則,可以導出化學勢與溫度、壓力的關(guān)系?;瘜W勢與壓力的關(guān)系可以根據(jù)熱力學基本方程推導出來,等于偏摩爾體積?;瘜W勢與溫度的關(guān)系也可以根據(jù)熱力學基本方程推導出來,等于偏摩爾熵的負數(shù)。這對于純物質(zhì)而言就是吉布斯函數(shù)與溫度和壓力的關(guān)系。對于純物質(zhì)來說,不存在偏摩爾量,它的偏摩爾量就是摩爾量。
16. 熱力學第三定律與規(guī)定熵:熱力學第二定律引入了熵這個函數(shù),可以求得其改變量但其絕對值也沒有給出。熵在熱力學和統(tǒng)計熱力學中都沒有給定絕對值。第三定律規(guī)定:在零K時任何完整晶體的熵等于零。我們一般給出的是在標準狀態(tài)下溫度為298K時的數(shù)值與吉布斯和焓的給定值條件相同。熵規(guī)定的是零K時的值為零,通過公式求出在298K時的數(shù)值考慮相變的過程。有時候不是完美晶體其零K時的熵值不等于零,和統(tǒng)計熱力學求出的統(tǒng)計熵相比較得出的差值稱為殘余熵。熱力學第三定律的演化過程值得注意。詳見課本161—163頁。
第三章統(tǒng)計熱力學基礎(chǔ)
1.玻爾茲曼統(tǒng)計:對微觀體系用玻爾茲曼進行統(tǒng)計分析。在滿足粒子總數(shù)相等/ 8 和總能量相同的前提下體系可能具有很多微觀分布。在大量粒子存在時,可能有一種分布所對應(yīng)的微觀狀態(tài)數(shù)幾乎等于體系總的微觀狀態(tài)數(shù)。這樣就可以用這種分布來代替體系總的微觀狀態(tài)。這種分布稱為玻爾茲曼最概然分布。在滿足前兩種條件的前提下,運用拉格朗日乘因子法去求微觀狀態(tài)數(shù)的最大值,進而求得對應(yīng)這個最大值的粒子的分布。此分布就稱為玻爾茲曼最概然分布。將其代入就可以求得體系的微觀狀態(tài)數(shù)即體系總的微觀狀態(tài)數(shù),根據(jù)玻爾茲曼公式就可以求得熵值。熵是體系體系混亂度的一種度量,它也是建立宏觀和微觀的一座橋梁。2.粒子配分函數(shù):粒子配分函數(shù)是對體系中一個粒子的所有可能狀態(tài)的玻爾茲曼因子求和。因此又稱為狀態(tài)和。由于是獨立粒子體系,任何粒子不受其他粒子存在的影響,所以配分函數(shù)這個量是屬于一個粒子的,與其余的粒子無關(guān),故稱為粒子的配分函數(shù)。粒子配分函數(shù)與熱力學函數(shù)之間的關(guān)系。通過玻爾茲曼公式得到熵與粒子配分函數(shù)之間的關(guān)系,進而得到亥姆霍茲函數(shù)與粒子配分函數(shù)之間的關(guān)系,進而可以推導出其他的熱力學函數(shù)與粒子配分函數(shù)之間的關(guān)系。對于定位體系和非定位體系有些關(guān)系式是不同的,其中亥姆霍茲、熵和吉布斯是不同的,內(nèi)能、焓和熱容是相同的,其實不同也無大礙,因為在求改變量的時候這些常數(shù)項可以互相消去。粒子配分函數(shù)也熱力學函數(shù)之間的關(guān)系是很重要的。
3.粒子配分函數(shù)的分離:粒子的運動一般可以分為核運動、電子運動、平動、轉(zhuǎn)動和振動5種。其中對于單原子分子而言只考慮核運動、電子運動和平動,沒有轉(zhuǎn)動和振動。同時一般情況下也不予以考慮核運動,電子運動是否考慮應(yīng)該具體問題具體去分析。粒子配分函數(shù)的析因子性質(zhì)應(yīng)該記住每個配分函數(shù)的推導由來,以及每個運動形式的能量表達形式和簡并度的概念,有些配分函數(shù)的推導會比較復雜一些,如平動和轉(zhuǎn)動的粒子配分函數(shù)的推導,由于其能級間隔較小,所以做近似連續(xù)處理用積分的方法,而對于振動而言能級間隔較大不能做以上處理,所以引用了一個公式簡化。根據(jù)粒子配分函數(shù)的析因子性質(zhì)和熱力學函數(shù)之間的關(guān)系可以得出熱力學函數(shù)可以看成是各個配分函數(shù)的貢獻之和。其中主要還是會要求解平動、轉(zhuǎn)動和振動對其的貢獻,其中主要掌握的是平動摩爾熵(沙克爾-特魯?shù)鹿剑?,轉(zhuǎn)動摩爾熵的計算公式。同時對于其他熱力學函數(shù)的貢獻,平動和轉(zhuǎn)動的公式比較重要一些,應(yīng)該會予以推導,其次是振動。
4.狀態(tài)方程式:用統(tǒng)計熱力學的方法可以導出氣體的狀態(tài)方程式。對于理想氣體狀態(tài)方程式的推導應(yīng)該予以掌握,它不僅僅適用與單原子理想氣體對于多原子的理想氣體仍然適用,因為其中是對體積求導,而對于配分函數(shù)而言只有平動配分函數(shù)中有體積項,所以不管是單原子或多原子都不考慮轉(zhuǎn)動和振動的影響。5.統(tǒng)計熱力學雜記:轉(zhuǎn)動特征溫度和振動特征溫度,以及在求解上的一些簡化。玻爾茲曼最概然分布公式的一些應(yīng)用:不同能級上的粒子數(shù)之比,某一能級上的粒子百分數(shù)以及最可能的分布。各粒子配分函數(shù)對熱力學函數(shù)的貢獻公式的推導應(yīng)用很重要,在一些計算和證明經(jīng)常用到。
第四章溶液—多組分體系熱力學在溶液中的應(yīng)用
1.溶液的概念:溶液從廣義而言可分為氣態(tài)溶液、固態(tài)溶液和液態(tài)溶液。它顯然是一個多組分的均相體系。我在這主要研究的是狹義的概念主要是液態(tài)溶液。溶液又可分為電解質(zhì)溶液和非電解質(zhì)溶液。第四章主要討論的是非電解質(zhì)溶液(電解質(zhì)溶液中離子間的作用力較非電解質(zhì)復雜。電解質(zhì)溶液考慮的是離子之間的靜電作用力是長程力,研究的方法不同。對于多組分均相體系來說,偏摩爾量是溶液的一個很重要的熱力學量,簡單地說,在溶液中偏摩爾量具有加和性,它/ 8 遵從偏摩爾量的集合公式?;瘜W勢是偏摩爾吉布斯自由能,在討論溶液問題時,它是一個非常重要的物理量,在溶液的許多性質(zhì)以及所涉及的公式都可以用化學勢來表示?;瘜W勢是解決溶液問題一個很重要的函數(shù)。
2.溶液組成的表示法:溶液組成的表示法有物質(zhì)的量分數(shù)、質(zhì)量摩爾濃度、物質(zhì)的量濃度和質(zhì)量分數(shù)。其中之間的關(guān)系尤其對于極稀溶液的近似等式對于一些計算中還是有用的。
3.稀溶液中的兩個經(jīng)驗定律:拉烏爾定律和亨利定律是稀溶液的兩個重要的經(jīng)驗定律。對于理想溶液而言拉烏爾定律和亨利定律是內(nèi)在統(tǒng)一的。對于稀溶液而言熔劑服從拉烏爾定律,溶質(zhì)服從亨利定律。在討論這方面的問題時一定要注意,分清溶劑和溶質(zhì)再利用其對應(yīng)的定律處理問題。
4.多組分體系化學勢的各種求法:混合理想氣體化學勢的求法、混合實際氣體化學勢的求法、理想溶液化學勢的求法、稀溶液化學勢的求法。一定要掌握各個化學勢的推導過程。這個推導過程是考慮等溫下化學勢與壓力的關(guān)系,對于理想氣體和實際氣體的推導都是根據(jù)最基本的等式具體分析的,代入理想氣體方程式和實際氣體的方程式去推導。在實際氣體的推導過程中引入了逸度這個概念。在理想溶液和稀溶液的推導過程中用到了拉烏爾定律和亨利定律,具體的推導見課本249-264頁。
5.理想溶液和稀溶液的微觀說明:理想溶液的定義是凡是溶液中任一組分的化學勢在全部濃度范圍內(nèi)都滿足化學勢的求算公式即為理想溶液。從微觀的角度去闡明理想溶液應(yīng)該滿足兩個假定:一是混合前后總體積不變,二是分子間的作用能不變?nèi)艏僭O(shè)A和B混合,A-A和B-B以及混合后的A-B之間的作用能相等,不能理解為理想氣體沒有作用力。對于理想溶液從微觀討論滿足以下幾個公式:混合體積、分子間的作用能、混合熵、混合焓、混合內(nèi)能、混合亥姆霍茲和混合吉布斯。這幾個公式應(yīng)該掌握,并且會予以推導。對于稀溶液而言有些不同,需要進行修正。
6.稀溶液的依數(shù)性:在本章中只討論非揮發(fā)性質(zhì)二組分溶液的依數(shù)性如沸點升高、凝固點降低及滲透壓等,稱為依數(shù)性。何謂依數(shù)性是指在指定溶劑的種類和數(shù)量后,這些性質(zhì)只取決于所含溶質(zhì)分子的數(shù)目,而與溶質(zhì)的本性無關(guān)。即只與溶劑的數(shù)量有關(guān)與溶質(zhì)的種類無關(guān),應(yīng)該理解,(西安交大的一個選擇題)。對于關(guān)于稀溶液的一些公式必須掌握,了解部分推導過程。
7.吉布斯-杜亥姆公式和杜亥姆-馬居耳公式:在討論溶液問題時,有兩個重要的熱力學公式即吉布斯-杜亥姆公式和杜亥姆-馬居耳公式,前者更具有一般性,后者是前者的延伸和具體應(yīng)用。這兩個公式屬于較理論的內(nèi)容,有些難度。吉布斯-杜亥姆公式是各組分偏摩爾量之間的關(guān)系這里主要講到的是化學勢存在的關(guān)系;杜亥姆-馬居耳公式是吉布斯-杜亥姆公式的延伸,它主要討論二組分體系中各組分的蒸汽壓之間的關(guān)系。根據(jù)杜亥姆-馬居耳公式可知:一若組分A在某一濃度區(qū)間遵從拉烏爾定律,則在該濃度區(qū)間內(nèi)組分B必遵從亨利定律。具體推導見課本285-285頁。二是倘若在溶液中增加某一組分的濃度后,使它在氣相中的分壓上升,則在氣相中另一組分的分壓必下降。這個不要自己憑空想像,應(yīng)該根據(jù)具體的理論去推導結(jié)論才可以。三是可以求得總蒸汽壓與組成的關(guān)系,這也稱為柯諾瓦洛夫的第二規(guī)則。柯諾瓦洛夫最初是由實驗總結(jié)出這兩個規(guī)則的,而根據(jù)杜亥姆-馬居耳公式則可以從熱力學上予以證明。在相圖中可以得到具體的應(yīng)用。這兩個公式比較理論,抽象具體理解見課本內(nèi)容。
8.非理想溶液:前面講述了理想溶液的化學勢的推導和從微觀角度的討論,這/ 8 里講解非理想溶液,是在與理想溶液對比的基礎(chǔ)上進行討論,在推導化學勢的時候引入了活度的概念,也就是對理想溶液的修正。從微觀角度的討論,注意與理想溶液的一些結(jié)論進行比較,有異同。
9.超額函數(shù):若要衡量整個溶液的不理想程度,則用超額函數(shù)較為方便。一般分兩種情況:一是正規(guī)溶液:超額熵等于零,超額吉布斯等于超額焓,此時的非理想性完全由混合熱效應(yīng)而引起的,這種非理想溶液稱為正規(guī)溶液,正規(guī)溶液中各組分活度系數(shù)的對數(shù)與溫度成反比。二是無熱溶液:超額焓等于零,超額吉布斯等于超額熵乘以溫度的負數(shù),此時的非理想性完全由熵效應(yīng)而引起的,這種溶液稱為無熱溶液。無熱溶液中各組分的活度系數(shù)均與溫度無關(guān)。
10.分配定律---溶質(zhì)在兩互不相容溶液中的分配:該定律的推導過程是根據(jù)某一組分在互不相容的兩相中的化學勢相等?;瘜W勢是一個很重要的概念。分配定律的一個重要的應(yīng)用就是計算萃取效率的問題。掌握萃取效率的公式。
第六章化學平衡
1.化學平衡是一種動態(tài)平衡。熱力學基本原理和規(guī)律應(yīng)用于化學反應(yīng)可以從原則上確定反應(yīng)進行的方向,平衡的條件,反應(yīng)所能達到的最高限度,以及導出平衡時物質(zhì)的數(shù)量關(guān)系,并用平衡常數(shù)來表示。從化學熱力學的角度來推導化學反應(yīng)的方向問題和平衡問題,是較理論的內(nèi)容,具體見課本380-387頁。這也是對化學平衡最根本的認識。這章主要討論化學平衡的方向問題和條件以及化學反應(yīng)的平衡問題以及平衡時的組成問題。平衡常數(shù)是溫度的函數(shù),溫度不變平衡常數(shù)是定值。這符合范特霍夫方程。范特霍夫方程是在標準平衡常數(shù)與吉布斯函數(shù)關(guān)系的基礎(chǔ)上根據(jù)吉布斯-亥姆霍茲公式推導而來的。這方面的計算應(yīng)予以掌握。2.用配分函數(shù)計算標準吉布斯自由能變和反應(yīng)的標準平衡常數(shù)。從統(tǒng)計熱力學的觀點來看,化學平衡是體系中不同粒子的運動狀態(tài)之間達成的平衡,宏觀狀態(tài)的改變必定伴隨著能量的變化。因此,化學平衡的計算在統(tǒng)計力學中歸結(jié)為計算粒子的各種運動狀態(tài)和能量的問題,而配分函數(shù)正是反映了粒子的各種運動狀態(tài)和能量的分布。由于粒子之間的作用力是十分復雜的,因此,我們只能引用近獨立粒子體系的一些結(jié)果,即只處理理想體系。這也是統(tǒng)計熱力學章節(jié)的一些假設(shè),研究的也是粒子之間沒有作用力的獨立粒子體系,又分為獨立粒子定位體系和非獨立(離域)粒子體系。掌握從統(tǒng)計熱力學的角度求解平衡常數(shù)的一些公式和計算。
3.溫度、壓力及惰性氣體對化學平衡的影響:在知道這些因素對化學平衡的具體影響時,應(yīng)該會從理論上給予理解才行。根據(jù)范特霍夫方程可以分析溫度對平衡常數(shù)的影響。如果焓變不是常數(shù),也看作溫度的函數(shù),可以求出平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系式,再進行分析。在這里還有一點就是:用壓力表示的平衡常數(shù)和用濃度表示的平衡常數(shù)之間的關(guān)系,具體見課本419頁。壓力和惰性氣體對化學平衡的影響,可以從壓力對吉布斯函數(shù)的影響來進行考慮,因吉布斯函數(shù)與平衡常數(shù)存在關(guān)系,因此就可以得出壓力對平衡常數(shù)的影響。從這個角度去考慮問題會更加簡單一些。壓力對平衡常數(shù)的影響,對于氣相反應(yīng)我們一般不能忽略,對于凝聚相反應(yīng)一般不予以考慮。對于這方面的計算應(yīng)該掌握,對于氣相反應(yīng)平衡常數(shù)的表示應(yīng)該掌握,用分壓來表示。尤其注意有惰性氣體參加時的平衡常數(shù)的表示法。這方面的計算也是化學平衡這一章節(jié)的重點題。對于凝聚相反應(yīng)有時候也要考慮壓力的影響,例如:石墨變成金剛石的反應(yīng)的討論。同時對于高壓下的反應(yīng)還要進行修正,用道爾頓-路易斯規(guī)則。/ 8
第二篇:物理化學上冊知識點總結(jié)
第一章:氣體
pV1、掌握理想氣體的狀態(tài)方程(?nRT)及分壓力、分體積等概念,會進行簡單計算
2、理解真實氣體與理想氣體的偏差及原因,了解壓縮因子Z的定義及數(shù)值大小的意義,熟悉范德華方程(理想氣體基礎(chǔ)上引入壓力、體積修正項)
第二章:熱力學第二定律;第三章:熱力學第三定律
1、系統(tǒng)性質(zhì)(廣度、強度性質(zhì))
2、狀態(tài)函數(shù)特性(如:異途同歸,值變相等;周而復始,數(shù)值還原及在數(shù)學上具有全微分的性質(zhì)等)
3、熱力學第一定律:ΔU =Q+W(Q、W取號的規(guī)定及各種過程對應(yīng)計算)
4、恒容熱、恒壓熱及之間的關(guān)系式,能進行簡單計算,掌握焓的定義式,會應(yīng)用赫斯定律
5、掌握各種不同過程的熱力學函數(shù)計算(單純PVT變化時自由膨脹、等溫、等壓、等容及絕熱可逆或不可逆等過程的U、H、A、G、S 等函變以及正常、非正常相變過程焓變、吉布斯函變和熵變計算(狀態(tài)函數(shù)法)
6、理解理想氣體的一些性質(zhì)(如U、H僅為溫度函數(shù)、Cp與Cv的差值及單原子、雙原子理想氣體的CV,m和絕熱可逆過程過程方程式等)、實際氣體—節(jié)流膨脹過程(等焓過程,了解焦-湯系數(shù)等)
7、反應(yīng)進度
8、如何由標準摩爾生成焓、燃燒焓計算標準摩爾反應(yīng)焓變以及相關(guān)規(guī)定
9、反應(yīng)焓變與溫度的關(guān)系(基爾霍夫定律)
10、自發(fā)過程及其共同特征;熱力學第二定律文字描述
11、卡諾循環(huán)、卡諾定理、熱機效率;熵的定義式及克勞修斯不等式
12、判斷過程可逆性及自發(fā)變化方向的各種判據(jù)
13、了解熱力學第三定律,掌握根據(jù)規(guī)定熵、標準摩爾生成焓、標準摩爾生成吉布斯函變計算化學變化過程中對應(yīng)函數(shù)的變化值
14、熱力學函數(shù)間的關(guān)系及麥克斯韋關(guān)系式的應(yīng)用(應(yīng)用于各函數(shù)間的相互計算以及一些證明),了解各函數(shù)特征變量
15、了解Clapeyron方程,掌握Clausius-Clapeyron方程各種形式
第四章:多組分系統(tǒng)熱力學及其在溶液中的應(yīng)用
1、熟悉偏摩爾量、化學勢表示,了解偏摩爾量加和公式和吉布斯-杜亥姆公式,掌握相平衡、化學平衡條件
2、了解各種不同情況化學勢的表達式,假想標準態(tài)等概念
3、掌握稀溶液中兩個經(jīng)驗定律:拉烏爾、亨利定律表達式及簡單計算
4、掌握理想液態(tài)混合物的通性
5、了解依數(shù)性的一些結(jié)論
第五章:化學平衡
1、會表示任意化學反應(yīng)的標準平衡常數(shù)、其它各種平衡常數(shù),并能相互換算
2、熟悉化學反應(yīng)等溫方程,并能應(yīng)用其判斷反應(yīng)方向
3、掌握范特霍夫方程各種形式并進行相關(guān)計算
4、了解溫度、壓力等各種因素對化學平衡影響的相關(guān)結(jié)論
5、掌握使用標準平衡常數(shù)定義式以及熱力學相關(guān)公式進算平衡組成的計算。
第六章:相平衡(相圖分析)
1、掌握相律的形式并會計算其中各個量
2、杠桿規(guī)則、對拉烏爾定律發(fā)生正負偏差,從而相圖上出現(xiàn)最高、最低點、恒沸混合物、蒸餾或精餾基本原理等(完全互溶雙液系)
4、、能看懂相圖并會使用相律分析相圖,并繪制步冷曲線(如較復雜的低共熔二元相圖、形成化合物系統(tǒng)及固態(tài)部分互溶的二組分相圖)
第三篇:物理化學總結(jié)[推薦]
物理化學總結(jié)
一、簡史
隨著化學與物理學兩個學科的發(fā)展,二者之間相互結(jié)合滲透并吸收其他學科(如計算機、數(shù)學等)的科研成果逐步形成比較成熟的現(xiàn)代的物理化學。熱力學第一定律和第二定律被廣泛地應(yīng)用于化學系統(tǒng)。1840年,蓋斯(Hess)建立了熱化學定律。1876年,美國的化學家吉布斯(Gibbs),對化學熱力學貢獻最大,引出了吉布斯自由能,定義了化學勢,形成一套完整的處理方法,對相平衡、化學平衡等進行了嚴密地數(shù)學處理。1884年范特荷夫(Van'tHoff),創(chuàng)立了稀溶液理論,推導出化學平衡的等溫方程式。1886~1893年間F.M.拉烏爾發(fā)表了關(guān)于系列物質(zhì)蒸氣壓與溶液濃度、溶液凝固點與溫度方面論文提出了拉烏爾定律和非揮發(fā)溶質(zhì)溶劑凝固點降低規(guī)律。J.W.吉布斯對多相系統(tǒng)平衡的研究并建立了相律,奠定了化學熱力學重要理論基礎(chǔ)。1886年,阿侖尼烏斯(S.Anhencus)建立電離理論,揭了電解質(zhì)水溶液的本性。在化學動力學上作出很大貢獻。提出了阿侖尼烏斯方程式。1906年能斯特(W.Nernst)發(fā)現(xiàn)了熱定律,建立了熱力學第三定律,他還對電化學作出很大的貢獻,提出了能斯特方程?;瘜W熱力學基本理論已經(jīng)臻于成熟。
二、物理化學的特殊研究方法:
1、熱力學方法。以熱力學二個定律為基礎(chǔ),研究宏觀體系。
2、統(tǒng)計力學方法。以幾率定律為基礎(chǔ),核心是配分函數(shù),是微觀方法。
3、量子力學方法。以薛定諤方程為基礎(chǔ),是微觀方法。
三、學習內(nèi)容
1、關(guān)于熱力學定律和熱力學基本方程
熱力學基本方程是熱力學理論框架的中心熱力學基本方程將p、V、T、S、U、H、A、G 等八個狀態(tài)函數(shù)及其變化聯(lián)系起來,它是一種普遍聯(lián)系,可以由一些性質(zhì)預(yù)測或計算另一些性質(zhì)。
主要公式:熱力學第一定律:△U=Q—W焓H=U+pV
熱力學第二定律Clausius不等式:?SA?B—B?A?QT?0
Gibbs自由能定義:G=H-TS
熵函數(shù)的定義:dS=δQR/TBoltzman熵定理:S=klnΩ
Maxwell關(guān)系:???S?=??p??????V?T??T?V??S???V? =-??????p??T??p??T
dlnpClausius-Clapeyron方程式(兩相平衡中一相為氣相)dT=?vapHm
RT2
在等溫過程中,一個封閉體系所能做的最大功等于其Helmbolz自由能的減少。等溫等壓下,一個封閉體系所能做的最大非膨脹功等于其Gibbs自由能的減少。要注意:
I.理想氣體的pVT變化;Ⅱ.實際氣體、液體或固體的pVT變化;Ⅲ.相變化;Ⅳ.化學 變化;Ⅴ.上述各種類型的綜合。⑶ 過程的特征:a.恒溫可逆過程;b.恒溫過程;c.絕熱可逆過程;d.絕熱過程;e.恒壓過程;f.恒容過程;g.上述各種過程的綜合;h.循環(huán)過程。⑷ 確定初終態(tài)。⑸ 所提供的物質(zhì)特性,即pVT關(guān)系和標準熱性質(zhì)。
2、統(tǒng)計熱力學基礎(chǔ)
研究由大量均為摩爾級微觀粒子組成的宏觀系統(tǒng)。統(tǒng)計熱力學認為宏觀系統(tǒng)性質(zhì)取決微觀組成、粒子的微觀結(jié)構(gòu)和微觀運動狀態(tài)??煞譃槠胶鈶B(tài)統(tǒng)計熱力學和非平衡態(tài)統(tǒng)計熱力學。著重討論麥克斯韋-玻耳茲曼(Maxwall-Boltzmann)分布原理,通過粒子的配分函數(shù)把粒子的微觀性質(zhì)與系統(tǒng)的宏觀性質(zhì)聯(lián)系起來,用以闡述宏觀系統(tǒng)的平衡規(guī)律。主要公式:波茲曼公式:S=klnΩ
giNigiNi
一種分布的微觀狀態(tài)數(shù):定位體系:ti=N!?非定位體系:ti=?
N!N!iiii
波茲曼分布:
Ni
N
=
gie-?i
kT
g
i
i
e
-?ikT
gAe-?A/kTgBe
-?B/kT
在A、B兩個能級上粒子數(shù)之比:
NA
=NB
-?i/kTge分子配分函數(shù)定義:q=?i-?i為能級能量
i
-?i/kTeq=?-?i為量子態(tài)能量
i3、化學動力學
化學熱力學是解決物質(zhì)變化過程的可能性,而化學動力學則是解決如何把這種可能性變
為現(xiàn)實性的科學。主要是反應(yīng)速率的定義及測定。濃度對反應(yīng)速率的影響:元反應(yīng)、復雜反應(yīng),質(zhì)量作用定律、速率方程,溫度對反應(yīng)速率的影響:阿侖尼烏斯公式及其應(yīng)用。復雜反應(yīng):平行反應(yīng)、對行反應(yīng)、連串反應(yīng),復雜反應(yīng)近似處理方法。
?t2?lg?'??t2??? 主要公式:半衰期法計算反應(yīng)級數(shù):n=1+
?a’?lg??a????
Ea=RT2
dlnkEk
ln2=a
dTk1R
?11
?-?TT2?1?t1
?=ln?t2?
4、溶液-多組分體系體系熱力學在溶液中的應(yīng)用
組成可變的多組分系統(tǒng)熱力學基本方程與組成不變的相應(yīng)方程的區(qū)別,就在于多了一項系數(shù)Σμidni。主要公式:拉烏爾定律
?
pA=p亨利定律:p=kxx=kmmB=kccB AxA
?
??T,p p?=???T?+RTlp
氣體:純理想氣體的化學勢
混合理想氣體中組分B的化學勢?B
?
?T,p?=?B?T,p?+RTlnxB
溶液:理想溶液組分的化學勢
?B?T,pp, x?=??B?T?+RTlnB
?
?T,p?=?A?T,p?+RTlnxA
稀溶液中各組分的化學勢溶劑:?A
稀溶液依數(shù)性:(1)凝固點降低:?Tf=KfmB
(2)沸點升高:(3)滲透壓:
?Tb=KbmB
?V=nBRT5、相平衡和化學平衡
相平衡為兩大部分,一是實驗規(guī)律,二是理論推導與計算,它們是研究多組分系統(tǒng)相平
衡相輔相成的兩個方面。相律的推導及應(yīng)用,單組分系統(tǒng)相圖。二組分系統(tǒng)典型相圖的特點及應(yīng)用,杠桿規(guī)則。
化學平衡:等溫方程及標準平衡常數(shù)。標準摩爾反應(yīng)吉布斯函數(shù)的計算。各種因素對平衡的影響,平衡組成的計算。
6、電化學
內(nèi)容: 電解質(zhì)溶液的導電機理,活度與活度系數(shù)。原電池、電解池和法拉第定律。
原電池熱力學,電極電勢、電池電動勢、能斯特方程。電池電動勢的測定及應(yīng)用。超電勢、電解與極化。公式:(I)法拉第定律:Q=nzFr?=U?
?
?
dEdE1
r-=U-Kce= R=kRll
dldl?
?
離子獨立移動定律:?m=?m,?+?m,-=U++U-F
?
??
?
c2
?m?
?
奧斯特瓦兒德稀釋定律:Kc=? ?
?m?m-?m
平均活度系數(shù):?
?
vv-
=?+??-
??
v
平均活度:a?=
?a
v?+
a
v--
?
v
=??
m?
? m
離子強度:I=
mizi2?2i
德拜-休克爾公式:lg??=-A|z+z--|
I
(ΔrGm)T,p=zEF
標準電動勢E與平衡常數(shù)K的關(guān)系:E=
φ
φ
φ
RT
lnK? zF
還原電極電勢的計算公式:?=?-
?
aRT
ln還原態(tài) zFa氧化態(tài)??E?
??T??p
電池反應(yīng)的有關(guān)熱力學函數(shù):?rSm=zF?
??E?
?rHm=-zEF+zFT??
??T?p
(II)電解與極化作用E分解=E可逆+ΔE不可逆+IRΔE不可逆=η
陰+η陽
η陰=(φ可逆-φ不可逆)陰η陽=(φ不可逆-φ可逆)陽
φ陽,析出=φ陽,可逆+η
η=a+blnj
E(實際分解)=E(理論分解)+η(陰)+η(陽)+IR
對電解池,由于超電勢的存在,總是使外加電壓增加而多消耗電能;對原電池,由于超電勢的存在,使電池電動勢變小而降低了對外作功的能力。在陰極上,(還原)電勢愈正者,其氧化態(tài)愈先還原而析出;同理,在陽機上,則(還原)電勢愈負者其還原態(tài)愈先氧化而析出。(需外加電壓?。?/p>
四、物化總結(jié):
隨著科學的進展,今后物理化學發(fā)展趨勢將沿著從宏觀態(tài)向微觀態(tài)、從平衡態(tài)向非平衡態(tài),從體相向表相、從靜態(tài)向動態(tài)研究方向發(fā)展。分子動態(tài)學、激光化學、表面結(jié)構(gòu)化學、原子簇化學、生物及藥物大分子結(jié)構(gòu)等代表著物理化學前沿性研究課題。物理化學將采用近代各種譜儀、物理化學實驗、計算機、自動化技術(shù),不斷吸收主要是化學還有物理學、數(shù)學、分子生物學、材料科學等學科研究成果,諸多學科相互交叉滲透從不同側(cè)面聯(lián)系起來,愈加深刻地揭示出錯綜復雜的化學物質(zhì)性質(zhì)和行為,闡明其本質(zhì)。
陽
φ陰,析出=φ陰,可逆-η
陰
第四篇:《物理化學》學總結(jié)
XXX學校
2013—2014學年第一學期《物理化學》
教
學
總
結(jié)
XXX2013年12月18日
XXX學校2013—2014學年第一學期
《物理化學》教學總結(jié)
一學期即將過去,可以說緊張忙碌而收獲多多??傮w看,認真執(zhí)行學校教育教學工作計劃,轉(zhuǎn)變思想,積極探索,改革教學,在繼續(xù)推進我?!白灾鳌獎?chuàng)新”課堂教學模式的同時,把新課程標準的新思想、新理念和數(shù)學課堂教學的新思路、新設(shè)想結(jié)合起來,轉(zhuǎn)變思想,積極探索,改革教學,收到很好的效果。
一、業(yè)務(wù)學習
加強學習,提高思想認識,樹立新的理念。堅持每周的政治學習和業(yè)務(wù)學習,緊緊圍繞學習新課程,構(gòu)建新課程,嘗試新教法的目標,不斷更新教學觀念。注重把學習新課程標準與構(gòu)建新理念有機的結(jié)合起來。通過學習新的《課程標準》,認識到新課程改革既是挑戰(zhàn),又是機遇。將理論聯(lián)系到實際教學工作中,解放思想,更新觀念,豐富知識,提高能力,以全新的素質(zhì)結(jié)構(gòu)接受新一輪課程改革浪潮的“洗禮”。
二、新課改
通過學習新的《課程標準》,使自己逐步領(lǐng)會到“一切為了人的發(fā)展”的教學理念。樹立了學生主體觀,貫徹了民主教學的思想,構(gòu)建了一種民主和諧平等的新型師生關(guān)系,使尊重學生人格,尊重學生觀點,承認學生個性差異,積極創(chuàng)造和提供滿足不同學生學習成長條件的理念落到實處。將學生的發(fā)展作為教學活動的出發(fā)點和歸宿。重視了學生獨立性,自主性的培養(yǎng)與發(fā)揮,收到了良好的效果。
三、教學研究
教學工作是學校各項工作的中心,也是檢驗一個教師工作成敗的關(guān)鍵。一學期來,在堅持抓好新課程理念學習和應(yīng)用的同時,我積極探索教育教學規(guī)律,充分運用學校現(xiàn)有的教育教學資源,大膽改革課堂教學,加大新型教學方法使用力度,取得了明顯效果,具體表現(xiàn)在:
(一)發(fā)揮教師為主導的作用、備課深入細致。平時認真研究教材,多方參閱各種資料,力求深入理解教材,準確把握難重點。在制定教學目的時,非常注意學生的實際情況。教案編寫認真,并不斷歸納總結(jié)經(jīng)驗教訓。、注重課堂教學效果。針對高二年級學生特點,以愉快式教學為主,不搞滿堂灌,堅持學生為主體,教師為主導、教學為主線,注重講練結(jié)合。在教學中注意抓住重點,突破難點。、堅持參加校內(nèi)外教學研討活動,不斷汲取他人的寶貴經(jīng)驗,提高自己的教學水平。經(jīng)常向經(jīng)驗豐富的教師請教并經(jīng)常在一起討論教學問題。聽公開課多次,在校內(nèi)聽課8 節(jié)。、在作業(yè)批改上,認真及時,力求做到全批全改,重在訂正,及時了解學生的學習情況,以便在輔導中做到有的放矢。
四、工作中存在的問題、教材挖掘不深入。、教法不靈活,不能吸引學生學習,對學生的引導、啟發(fā)不足。3、新課標下新的教學思想學習不深入。對學生的自主學習, 合作學習, 缺乏理論指導。、差生末抓在手。由于對學生的了解不夠,對學生的學習態(tài)度、思維能力不太清楚。上課和復習時該講的都講了,學生掌握的情況怎樣,教師心中無數(shù)。導致了教學中的盲目性。
五、今后努力的方向、加強學習,學習新課標下新的教學思想。、學習新課標,挖掘教材,進一步把握知識點和考點。、多聽課,學習同科目教師先進的教學方法的教學理念。4、加強轉(zhuǎn)差培優(yōu)力度。、加強教學反思,加大教學投入。
XXX2013年12月18日
第五篇:物理化學實驗大總結(jié)
物理化學實驗總結(jié)
實驗一 液體飽和蒸氣壓的測定
本實驗方法是否用于測定溶液的蒸汽壓,為什么?
我覺得不能用來測定溶液的蒸汽壓,因為蒸汽中混有水蒸氣,影響測量結(jié)果(不知道對不對)
實驗的的改進:
采用蒸餾水代替異丙醇,因為異丙醇是有毒.有刺激性的氣體。如果長期使用會對師生的身體健康產(chǎn)生威脅,還會污染實驗室的環(huán)境。用蒸餾水代替異丙醇后不僅降低了原料的成本,又保護了實驗室的環(huán)境,對師生的身體健康也是有益的。
實驗二 燃燒熱的的測定
實驗關(guān)鍵:點火成功、試樣完全燃燒是實驗成敗關(guān)鍵,可以考慮以下幾項措施:
①試樣應(yīng)進行磨細、烘干、干燥器恒重等前處理,潮濕樣品不易燃燒且有誤差。
壓片緊實度:一般硬到表面有較細密的光潔度,棱角無粗粒,使能燃燒又不至于引起爆炸性燃燒殘剩黑糊等狀。
②點火絲與電極接觸電阻要盡可能小,注意電極松動和鐵絲碰杯短路
問題。
③充足氧(2MPa)并保證氧彈不漏氧,保證充分燃燒。燃燒不完全,還時常形成灰白相間如散棉絮狀。
實驗的的改進:
在此次實驗中,通常將點火電流控制旋鈕事先測試并固定在第十
個數(shù)據(jù),這種處理方法長會出現(xiàn)電流過小或過大.點火的時間過短或
過長的現(xiàn)象,可將點火電流控制旋鈕在點火之前至最小值,按下點火
鍵后,在將點火電流控制轉(zhuǎn)鈕勻速的向電流增加的方向旋轉(zhuǎn),并將點
火時間控制在5s以內(nèi),在點火指示點火結(jié)束后,終止點火。這樣控
制點火電流,使燃燒絲有一個在小電流下預(yù)熱.發(fā)亮的過程,同時也
使藥品受到預(yù)熱而易被點燃,在較高壓力氧氣存在的條件下,紅熱的燃燒絲立即被高溫氧化,耐火度迅速提高,在較高電流作用下,燃燒
絲才會熔斷,從而提高藥品連同燃燒絲一起被燒掉的機會,提高點火
功率。
實驗三 最大氣泡壓力法測定液體表面張力
最大氣泡法測表面張力實驗中,理論計算所得值與實驗測得數(shù)值存在偏差的因素是什么?
1:首先要保證裝置不能有一點點漏氣,所以在玻璃裝置的某些接口
處涂點凡士林。
2:要保證毛細管尖端的潔凈與完好無損,但實際中總是會有點缺陷,如果將毛細管尖端換成是一次性的東西,然后再與毛細管相連,但這
樣之后就可能不能保證整個毛細管的垂直,所以不知道可不可行。
3.本實驗還有一個問題,就是要求毛細管與液面相切,但實際中可能
做不到;但伸入液面△h的話,測出來的又不是表面的張力,所以不
知道這個問題還不知道怎么解決。
實驗四 蔗糖水解反應(yīng)速率常數(shù)的測定
1.WXG-4圓盤旋光儀的正確使用方法
1.準備工作
1)先把預(yù)測溶液配好,并混合均勻;
2)把預(yù)測溶液盛入試管待測。但應(yīng)注意試管兩端螺旋不能旋得太緊
(一般以隨手旋緊不漏水為止),以免護玻片產(chǎn)生應(yīng)力而引起視場亮
度發(fā)生變化,影響測定準確度,并將兩端殘液揩拭干凈;
3)接通電源,約點燃10min,待完全發(fā)出鈉黃光后,才可觀察使用;
4)檢驗度盤零度位置是否正確,如不正確,可旋松度盤蓋四只連接
螺釘、轉(zhuǎn)動度盤殼進行校正
2.測定工作:
1)打開鏡蓋,把試管放入鏡筒中測定,試管內(nèi)不應(yīng)有氣泡,否則會
影響觀察和測定;
2)調(diào)節(jié)視度螺旋至視場中三分視界清晰時止;
3)轉(zhuǎn)動度盤手輪,至視場照度相一致時止;
4)從放大鏡中讀出度盤所旋轉(zhuǎn)的角度;
2.蔗糖水解反應(yīng)速率常數(shù)的測定中為什么可以用粗天平稱取反應(yīng)物
蔗糖的用量 ?
答:因為蔗糖水解為一級反應(yīng),反應(yīng)物起始濃度不影響反應(yīng)速度常數(shù),還有實驗中用到的蔗糖是普通的食用蔗糖,品質(zhì)較差,里面混有比較
多的雜質(zhì),純度不是很高。所以,用粗天平稱取蔗糖用量。因為即使
用精密度很高的天平稱蔗糖也沒有太大意義。
實驗心得:通過這四個物理化學實驗使我掌握了物理化學實驗的的基本方法和技
能,根據(jù)所學的內(nèi)容設(shè)計實驗,正確的選擇和使用儀器。重要的是如何應(yīng)用計算
機軟件進行數(shù)據(jù)模擬.數(shù)據(jù)分析等(學會了originr軟件求斜率,excel繪圖等),培養(yǎng)了我們正確的觀察現(xiàn)象,記錄數(shù)據(jù)以及分析式樣的結(jié)果能力,還培養(yǎng)我們嚴
肅認真.實事求是的科學態(tài)度。通過物理化學的實驗加深和鞏固了對所學的知識的理解,還提高了我們團隊協(xié)作的能力。
至尊敬的方老師:當我們上第一節(jié)課的時候,您就給我留下了深刻的印象,您把
前幾屆學生的成績都寫在黑板上了,還分析了成績情況。從中可以看出方老師在教學方面的嚴謹。經(jīng)歷了這半年的相處,感覺方老師是個非常嚴謹?shù)娜耍绕涫?/p>
在時間方面。從高中到大學,從來沒有一個老師向您方老師半雙語式的教學方式,這種方式我們都感覺挺好的,在一定程度上提高了同學的學習熱情,但我感覺英
語有點少。希望方老師在以后的教學方面能多一點英語。方老師在講課方面有自
己的獨特的方法,因材施教,還有老師提問的方式也非常新穎,經(jīng)常能夠提問到
同學知識上的盲區(qū),而且涉及知識面特別廣,能讓同學了解到許多課本之外的東
西,但講課的語速有點快,希望老師在以后的教學過程中能把語速放慢些。
我是一個貪玩的學生,在開學之初對于物理化學這門學科沒有足夠的認識,上課也沒有完全投入,課堂筆記也不是非常細致,由于個人原因曾缺席兩節(jié)課,經(jīng)過二個月的學習之后,發(fā)現(xiàn)自己在知識方面有較多的漏洞,這是才意識到物理化學的重要性,我心里非常著急,不知道自己是否能把落下的知識補回來。這時老師上課提問的教學方式對我起到了很大的作用,在幾次的提問后我漸漸的開始彌補以前落下的知識,利用課余時間向其他同學請教不會的知識并且和他們一起討論研究。在最后的期末復習中,方老師還精心整理出非常細致的框架,對于我們復習給與了極大的幫助。最后的最后方老師還給我們一些人生經(jīng)驗。經(jīng)過這一學期的接觸,發(fā)現(xiàn)方老師是個非常值得我們尊敬和學習的人,在知識上一絲不茍,治學嚴謹,對學生嚴格但并不嚴厲,傳授知識的過程中細致而富有幽默感。最后說聲:謝謝您方老師。