物理化学演示教案.ppt

《物理化学》课程教学教案 达州职业技术学院 王刚 教学内容及学习目的 一、教学内容及学习目的 1、教学内容（1）热力学 （2）相平衡 （3）电化学 （4）化学动力学 （5）表面性质 二、学习目的 1、为学习后继课程服务。 2、专业技术人员必备的理论基础。 三、物理化学研究的方法 1、统计学的方法（平均意义）。 2、研究状态及状态函数。 3、状态函数都具有全微分的概念。 4、在热力学的研究中没有时间概念。 5、物理化学在本专业中的地位。 第一章 热力学第一定律 一、热力学基本概念 1、体系与环境 2、体系的性质 3、热力学平衡和状态函数 4、过程和途径 5、热（Ｑ）与功（Ｗ） 二、热力学第一定律 1、内能（Ｕ）的概念 2、热力学第一定律 （1）热力学第一定律经典描述 （2）热力学第一定律的数学表达 3、焓（Ｈ） （1）焓的定义 （2）焓是状态函数 4、可逆过程与最大功 （1）理想气体向真空膨胀 （2）理想气体在恒外压下膨胀 1）外压维持恒定：Ｗ＝Ｐ（Ｖ2－Ｖ1） 2）多次等外压膨胀：Ｗ＝Ｐ1△Ｖ１＋Ｐ2△Ｖ２ （3）理想气体的等温可逆膨胀 Ｗ＝ｎＲＴ㏑Ｖ２／Ｖ１ 5、热容（Ｃ表示） （1）等容热容与等压热容： 1）等容热容（ＣＶ）：ＣＶ＝δＱＶ／ｄＴ 2）等压热容（ＣＰ）：ＣＰ＝δＱＰ／ｄＴ 3）等容和等压过程中的热： 　　 等容过程中的热： △Ｕ＝ＱＶ＝∫ＣＶｄＴ 　　 等压过程中的热： △Ｈ＝ＱＰ＝∫ＣＰｄＴ （2）热容与温度的关系： CP.m=a+bT+cT2 CP.m=a+bT+c′T-2　 6、热力学第一定律在理想气体中的应用 1、理想气体的内能与焓： （１）理想气体的内能只是温度的函数，与气体的体积或压力无关：Ｕ＝ｆ（Ｔ）。 （２）理想气体的焓也只是温度的函数，与气体的体积或压力无关：Ｈ＝ｆ（Ｔ）． ２．理想气体的Cp和CV之间的关系：CP.m-CV.m=R （１）气体在等容过程中，不作体积功，吸收的热量只是增加体系的内能． （２）气体在等压过程中，吸收的热量，除增加体系的内能外，还要作膨胀功． ３．理想气体的内能和焓的计算 ： ｄＵ＝ｎＣＶ．ｍｄT ｄＨ＝ｎＣＰ．ｍｄT 4、可逆过程的特点： （１）完成过程需要无限长的时间． （２）使体系和环境都完全恢复原来状态． （３）在等温可逆膨胀过程中体系作最大功． 说明：可逆过程是一个理想的过程． P14 例4 分析说明 过程中有相变时的分析方法 100度 水 1 100度 水 2 100度 汽 3 150度 汽 2mol 2mol 2mol 2mol 说明：（1）.1、3是等压过程，2是相变过程。 （2）.Q1、Q3利用nCp.m（T2-T1），而Q2=相变热。 四、热化学 1、化学反应的热效应 （1）化学反应的热效应的概念 　１）反应过程中除体积功外不做其它功． 　２）反应物和产物的温度相同． ３）体系所吸收或放出的热量． （2）等容和等压过程中的热效应 　　　△ｒＵ＝（∑Ｕ）产物－（∑Ｕ）反应物 　　　△ｒＨ＝（∑Ｈ）产物－（∑Ｈ）反应物 　　　△ｒＨ＝△ｒＵ＋Ｐ△Ｖ（等压过程） 　　　△ｒＨ＝△ｒＵ＋ＲＴ△ｎ（理想气体） 2、热化学方程式 １）必须注明物质的物态． ２）固体的晶型不同亦须注明． ３）仅仅代表一个已知完成的反应．　　　　　　 ４）必须注明温度和压力． ５）溶液中的溶质参加了反应，须注明溶剂． ６）反应的热效应是指产物的总焓与反应物的总焓之差． ７）正向、逆向进行时热效应的大小相等、符号相反． ８）反应热效应的大小与化学方程式的书写形式有关． 3、热效应的测量 Ｑ＝Ｃ（Ｔ２－Ｔ１） 其中：Ｃ为体系的平均热容． 4、盖斯定律 （１）．化学反应的热效应仅与反应的初始状态和终了状态有关，与中间步骤无关． （２）．热化学方程式可以像代数方程式那样进行运算． （３）．利用盖斯定律可以求那些难以测定或无法测定的化学反应的热效应． 5、反应热效应的计算 （１）．生成焓 １）在标准压力下，由稳定的单质生成１mol纯物质的等压热效应，称为该物质的标准摩尔生成热． ２）化学反应热效应的计算： △ｒＨθ＝（∑ｒＢ△ｆＨθｍ．Ｂ）产物－（∑ｒＢ△ｆＨθｍ．Ｂ）反应物