物理化学电子教案.doc

物理化学电子教案 绪 论 *物理化学 是化学的分支学科。 建立在物理学理论（热力学、统计力学、量子力学）的基础上： 依靠物理学理论。 依靠物理学的研究方法。 通过研究物理现象与化学现象的联系寻找化学变化的一般规律。 研究对象：物质的变化（相变化、化学变化） *课程研究内容 化学热力学 学科内容 化学动力学 物质结构：量子化学、结构化学 化学热力学：研究物质变化引起的能量转化及变化可能性问题 状态 状态函数 与时间无关（不涉及时间量） 与变化途径无关 化学动力学：研究化学变化的速率问题 直接与时间有关 与变化途径有关（反应历程） *学习方法 追求对物理化学理论的认识、理解 基本概念 理论建立在基本概念基础之上 定义一些基本量（物理概念） 建立形成模型 以内能为例 强调对基本概念的深入理解至关重要 基本原理 规律（主要内容要求理解） 公式 实验 理论的证实、理论的修正依靠实验手段 *物理量 物理量大小表示成 数值×单位 物理量=数量×量纲 单位与量纲概念的差别 单位：单位大小的物理量（尺子） 量纲：代表物理量的属性（除大小以外的内涵） 物理量的运算规则：（与量纲有关） ①量纲不相同的物理量之间不可以做加减运算。 ②带有量纲的物理量不可以直接做对数和指数运算。 Ch 1.气体的PVT关系 纯物质:压力P、体积V与温度T三者相关（其中两个量是独立的） 若其中两个量确定，第三个量随之确定 V＝f（P，T） 找到明确的函数关系，称为状态方程 对气体这一简单方式进行研究 §1.1理想气体状态方程 PV＝nRT 或＝RT ＝V/n R：摩尔气体常数（R＝8.3145J?mol-1?K-1） 普通气体常数 理想气体模型：（1）分子间无相互作用 (2) 分子本身不占有体积 真实气体的压力趋于零时可以看成理想气体 理想气体状态方程一般用于低压（常压）下气体 真实气体与理想气体存在差距 §1.2理想气体混合物 A－B 混合物 摩尔分数, ＝/（＋），＝/（＋）， ＝1 分压 PA＝??P , PB=?P A：理想气体，B：理想气体，A-B：理想气体 PA V＝, PB V＝ 道尔顿定律 PVA＝， PVB＝ 阿玛加定律 §1.3气体的液化及临界参数 液体的饱和蒸汽压 临界参数与气体液化 C点-临界点 是一个状态 临界温度 （ 能液化的最高极限温度） 时气体不能液化 临界压力 临界摩尔体积 ， ， 为临界参数 ＝0，＝0 为临界点应满足的条件 §1.4真实气体状态方程 V＝f（P，T）或f（P，T，V）＝0 具体表示这种函数关系的方程式 －P图 范德华方程 用理想气体模型加以简单修正 ＝RT →－b 气体分子本身占有体积 气体分子自由活动空间体积小于 b与气体分子本身占据的体积有关 P→P+ a与气体分子间有相互吸引作用 若相互吸引作用不存在将导致压力更大 修正后 范德华方程（a,b 为范德华参数） 还原成理想气体状态方程 范德华方程应用与中压（10几个大气压以下）的条件下 3.维里方程 用级数式表示～或～P的函数关系 ＝RT（1+…） ＝RT(1＋B′P＋C′P2＋D′P3＋…） B、B′ 第二维里系数 C、C′ 第三维里系数 D、D′ 第四维里系数 时，还原成理想气体状态方程 §1.5对应状态原理及普遍化压缩因子图 普遍化 对所有气体都适用的 1 压缩因子 若一般情况下RT， 设Z＝，=ZRT ， Z为压缩因子 理想气体Z＝1 维里方程 Z＝1+… Z＝1＋B′P＋C′P2＋D′P3＋… 对应状态原理 ， ＝/, =T/ 对比压力 对比体积 对比温度 统称对比参数 ，，代表对应状态 各种不同的气体，只要对比参数中的两个相同，则第三个大致相同， 这就是对应状态原理。 ＝f（，）或f（，，）＝0 对各种不同气体是同一个函数关系 具体函数关系为 普遍化状态方程 其中不存在与物性有关的参数 普遍化压缩因子图 Z＝＝＝ ＝ 在0.27～0.29之间近似为常数 ＝f（，） Z是，的函数 不同气体，相同，Z大致相同 普遍化压缩因子图