物理化学期末总结_物理化学学期期末总结
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物理化学学期总结
绪论
1.物理化学的概念：
物理化学是从研究化学现象和物理现象之间的相互联系入手，从而探求化学变化中具有普遍性的基本规律的一门科学。在实验方法上主要采用物理学中的方法。
2.物理化学的研究内容
(1)化学变化的方向和限度问题。
(2)化学反应的速率和机理问题。
(3)物质的性质与其结构之间的关系问题。
第一章 气体
1.理想气体概念：
任何压力机任何温度下都严格服从理想气体状态方程的气体叫做理想气体。
2.分子热运动理论：
物质由大量分子构成，分子不停的做无规则的高速运动，热运动有使分子相互分散的倾向，分子间存在相互作用力：引力和斥力。
3.理想气体混合物：
（1）自然界的气体多数为混合气体。
（2）假设混合气体中，各气体组分均为理想气体。
（3）混合气体服从理想气体状态方程。
4.道尔顿分压定律：
在气体混合物中，混合气体的总压力等于各气体在相同温度和相同体积下单独存在时的分压力之和。ppB
B
5.阿马格分体积定律 :
在气体混合物中，混合气体的总体积等于各气体在相同温度和相同压力下单
RT独存在时的体积之和。VnBpB
6.真实气体对于理想气体的偏差的概念：
由于真实气体仅在压力很低、温度较高条件下才近似符合理想气体状态方程。而真实气体的压力、温度偏离理想气体条件时，就出现对理想气体状态方程的明显偏差。
7.偏差的原因
真实气体不符合理想气体的微观模型。（a真实气体分子占有一定体积；b分子间存在相互引力）。
8.液体的饱和蒸汽压概念 ：
是指在一定条件下，能与液体平衡共存的它的蒸汽的压力，通常也叫做蒸汽压。同一种液体，其蒸汽压决定决定于液体所处的状态，主要取决于液体的温度，温度升高，则蒸汽压增大。
第二章 热力学第一定律
1.热力学的研究对象：
（1）热力学是研究热、功和其他形式能量之间的相互转换及其转换过程中所遵循的规律；主要基础是热力学第一定律和热力学第二定律。
（2）热力学第一定律 研究各种物理变化和化学变化过程中所发生的能量效应；
（3）热力学第二定律研究化学变化的方向和限度。
2.热力学第一定律基本内容
热可以转变为功，功也可以转变为热；消耗一定的功必产生一定的热，一定的热消失时，也必产生一定的功。
热力学第一定律数学表述：△U=U2-U2=Q+W
3.热力学第一定律的两种文字表述方式：
（1）热力学第一定律就是能量守恒定律在热力学领域内的特殊形式。能量守恒定律就是“能量有各种各样的形式，能量既不能自生，也不能自灭，它只能从一种形式转变到另一种形式，在转变过程中能量总值保持不变”
（2）热力学第一定律的另一种说法：“不供给能量而又连续不断地对外做功的机器，叫第一类永动机，无数事实表明，第一类永动机是不可能制造出来的。
4.热力学的方法：
（1）研究对象是庞大数量分子的集合体，研究宏观性质，所得结论具有统计意义。
（2）只考虑变化前后的净结果，不考虑物质的微观结构和反应机理。
（3）能判断变化能否发生以及进行到什么程度，但不考虑变化所需要的时间。
5.热力学的局限性：
不知道反应的机理、速率和微观性质，只讲可能性，不讲现实性。
6.体系
在科学研究时必须先确定研究对象，把一部分物质与其余分开，这种分离可以是实际的，也可以是想象的。这种被划定的研究对象称为体系，亦称为物系或系统。
7.环境
与体系密切相关、有相互作用或影响所能及的部分称为环境。
8.体系的分类：
（1）敞开体系：体系与环境之间既有物质交换，又有能量交换。
（2）封闭体系：体系与环境之间无物质交换，但有能量交换。
（3）孤立体系：体系与环境之间既无物质交换，又无能量交换，故又称为隔离体系。
9.热力学变量：
可分为两类：广度性质，强度性质。
10.热力学平衡态：
当体系的诸性质不随时间而改变，则体系就处于热力学平衡态，它包括下列几个平衡：
（1）热平衡---体系各部分温度相等。
（2）力学平衡---体系各部的压力都相等，边界不再移动。如有刚壁存在，虽双方压力不等，但也能保持力学平衡。
（3）相平衡---多相共存时，各相的组成和数量不随时间而改变。
（4）化学平衡---反应体系中各物的数量不再随时间而改变。
11.热力学能：
以前称为内能,它是指体系内部能量的总和，包括：分子运动的平动能、分子内的转动能、振动能、电子能、核能以及各种粒子之间的相互作用位能等。
12.功与变化的途径有关。虽然始终态相同，但途径不同，所做的功也大不相同。可逆膨胀时，体系对环境做最大功；可逆压缩时，环境对体系做最小功。
13.准静态过程：
在过程进行的每一瞬间，体系都接近于平衡状态，以致在任意选取的短时间dt内，状态参数在整个系统的各部分都有确定的值，整个过程可以看成是由一系列极接近平衡的状态所构成，这种状态称为准静态过程。准静态过程是一种理想过程，实际上是办不到的。无限缓慢地压缩和无限缓慢地膨胀过程可近似看作为准静态过程。
14.可逆过程：
体系经过某一过程从状态（1）变到状态（2）之后，如果能使体系和环境都恢复到原来的状态而未留下任何永久性的变化，则该过程称为热力学可逆过程。否则为不可逆过程。
15.可逆过程的特点：
（1）状态变化时推动力与阻力相差无限小，体系与环境始终无限接近于平衡态；
（2）过程中的任何一个中间态都可以从正、逆两个
方向到达；
（3）体系变化一个循环后，体系和环境均恢复原态，变化过程中无任何耗散效应；
（4）等温可逆过程中，体系对环境作最大功，环境对体系作最小功。
16.能量守恒定律：
自然界的一切物质都具有能量，能量有各种不同形式，能够从一种形式转化为另一种形式，但在转化过程中，能量的总值不变。
17.（1）体积功概念：热力学中体系膨胀或压缩产生体积变化而做功叫体积功。
（2）非体积功概念：体系没有发生体积变化做功叫非体积功。如：电功，表面功（表面张力做的功）等。
18.焓的定义式：H =U+PV
焓是状态函，定义式中焓由状态函数组成。
焓不是能量，虽然具有能量的单位，但不遵守能量守恒定律。
19.理想气体的热力学能只是温度的函数。
理想气体的焓只是温度的函数。
20.相：物质系统中物理、化学性质完全相同，与其他部分具有明显分界面的均匀部分称为 “相”。
相变：物质从一种相转变为另一种相的过程。
相变包括：熔化、凝固；升华、凝华；蒸发、冷凝；晶型转变等等。相变热：相变过程中，吸收或放出的热量，称为相变热。
相变焓：纯物质的相变是在恒温、恒压下进行的，当非体积功为零时，相变热Qp与相变焓在数值上相等。
第三章：热力学第二定律
1.自发过程：
某种变化有自动发生的趋势，一旦发生就无需借助外力，可以自动进行，这种变化称为自发变化过程。
2.自发过程的共同特征
不可逆性：任何自发（变化）过程的逆过程是不能自动进行的。
3.可逆过程定义:
系统经历某一过程后，如果能使系统与外界同时恢复到初始状态，而不留下任何痕迹，则此过程为可逆过程。
4．热力学第二定律的两种文字表述方式：
克劳修斯表述：“不可能把热从低温物体传到高温物体，而不引起其它变化。”开尔文表述：“不可能从单一热源取出热使之完全变为功，而不发生其它的变化。” l另一种表述方式：“第二类永动机是不可能造成的”。
5.热力学四个基本方程：
dU=TdS-pdV
dH=TdS+Vdp
dA=-SdT-pdV
dG=-SdT+Vdp
6.一切实际过程都是热力学不可逆过程，都具有不可逆性。
7.卡诺定理：
所有工作于同温热源和同温冷源之间的热机，其效率都不能超过可逆机，即可逆机的效率最大。
8.熵增加原理可表述为：
在绝热条件下，趋向于平衡的过程使体系的熵增加。或者说在绝热条件下，不可能发生熵减少的过程。
第四章
1.单组分系统：即纯物质。
2.多组分系统：广义地说，两种或两种以上物质所形成的系统称作多组分系统。多组分系统可以是单相、或者是多相。
3.多组分单相系统：是由两种或者两种以上的物质以分子、原子或离子相互均匀混合所形成的均相系统。
4.溶质B的浓度表示法主要有如下四种
（1）物质的量分数(即：摩尔分数)（符号 XB）
（2）质量分数（符号 wB）
（3）物质的量浓度（符号CB）
（4）质量摩尔浓度（符号 mB）
5.化学势的物理意义：
化学势在判断相变和化学变化的方向和限度方面有重要作用。化学势是决定物质的传递方向和限度的强度因素，这就是化学势的物理意义。
6.拉乌尔定律适用于（稀溶液的溶剂和理想液态混合物的各组分）亨利定律适用于（稀溶液的溶质）
7.吉布斯函数作为系统变化过程的方向与限度的判据的适用条件（恒温、恒压、非体积功为零）
第五章
1.化学反应过程的特点
（1）系统中，原子的种类和数目是守恒的。
（2）系统中，分子的种类和数目是改变的。
（3）系统中，化学反应同时以不同的速率向正逆两方向进行的。
（4）当正逆反应速率相等时，系统反应达到平衡状态。虽然不同的体系达到平衡态所需时间不同，但是平衡后平衡体系中各物质的数量一定不再会随着时间的迁移而发生变化。
（5）平衡状态宏观上是静态，微观上为动态平衡。
（6）化学反应产物和反应物的数量之间有一定的关系。
（7）当外界状态发生改变时，平衡态就会相应的发生变化。
2.标准平衡常数KΘ仅是温度的函数 温度的改变直接引起KΘ的变化，使平衡发生移动
3.除温度之外的其他外界条件（例如压力，惰性组分等）的改变，不会影响平衡
常数的值，但是会改变平衡组成，使平衡发生移动，直到重新达到平衡为止。
4.平衡常数的测定(两类方法):
（1）物理方法：直接测定与浓度或压力呈线性关系的物理量，如折光率、电导率、颜色、光的吸收、定量的色谱图谱和磁共振谱等，求出平衡的组成。这种方法不干扰体系的平衡状态。
（2）化学方法：用骤冷、抽去催化剂或冲稀等方法使反应停止，然后用化学分析的方法求出平衡的组成。
第六章
1.(1)相图：表达多相体系的状态如何随温度、压力、组成等强度性质变化而变化的图形，称为相图。
2.相：体系内部物理和化学性质完全均匀的部分称为相。相与相之间在指定条件下有明显的界面，在界面上宏观性质的改变是飞跃式的。
第八章
1.研究一个实际的化学反应过程需要考察热力学和动力学两个方面。
2.化学动力学是研究化学反应速率、反应历程（机理）的学科。
3.一个实际的反应，需热力学、动力学均允许。
4.化学动力学的研究对象：化学动力学研究化学反应的速率和反应的机理以及温度、压力、催化剂、溶剂、光照等外界因素对反应速率的影响，把热力学的反应可能性变为现实性。
5.基元反应简称元反应。如果一个化学反应，反应物分子在碰撞中，相互作用直接转化为生成物分子，这种反应称为基元反应。（或者说，经过一次碰撞即可完成的反应, 叫基元反应。）
6.总包反应：我们通常所写的化学方程式只代表反应的化学计量式，而并不代
表反应的真正历程。如果一个化学计量式代表了若干个基元反应的总结果，那这种反应称为总包反应或总反应。
7.直链反应的三个步骤：链引发 链传递 链终止
8.反应阀能：又称反应临界能，两个分子相撞，相对动能在连心线上的分量必须大于一个临界值Ec，这临界值Ec称为反应阀能。
9.催化作用可以分为三类：均相催化 多相催化 酶催化
第九章
1.界面是指两相接触的，大约几个分子厚度的过渡区，若其中一相为气体，这种界面通常称为表面。
2.表面活性剂的重要作用
（1）润湿作用（2）起泡作用（3）增溶作用（4）乳化作用（5）洗涤作用
3.表面能（表面吉布斯函数）γ的物理意义：在恒温恒压可逆条件下，每增加单位表面积时系统吉布斯函数的增加量
