天津大学公开课物理化学(下)-2024鲜版.ppt

天津大学公开课物理化学(下)2024/3/281

目录课程介绍与背景热力学基础相平衡与相图化学平衡与反应动力学电化学基础及应用表面现象与胶体化学物质结构与性质关系探讨2024/3/282

01课程介绍与背景Chapter2024/3/283

物理化学是化学学科的一个重要分支，研究物质的物理性质和化学性质之间的相互关系，以及物质在发生化学反应时遵循的基本规律。物理化学的研究领域广泛，包括热力学、动力学、电化学、光化学、胶体化学等，为化学、化工、材料、生物、医学等学科提供理论基础和实验手段。物理化学的研究方法包括宏观测量和微观理论计算，通过实验和理论计算相结合，揭示物质性质和化学反应的本质。物理化学学科概述2024/3/284

掌握物理化学的基本概念、基本原理和基本方法，理解物质性质和化学反应的本质。培养分析和解决物理化学问题的能力，能够运用物理化学知识解释和预测实验现象。了解物理化学在化学、化工、材料、生物、医学等领域的应用，提高综合素质和创新能力。课程目标与要求2024/3/285

教材及参考书目教材：《物理化学（下册）》，天津大学出版社。《物理化学教程》，高等教育出版社。《物理化学解题指南》，科学出版社。参考书目2024/3/286

02热力学基础Chapter2024/3/287

系统与周围环境交换能量的两种方式。描述系统状态的物理量，如温度、压力、体积等。研究对象，与周围环境相互作用的物体或物质体系。系统状态变化所经历的过程，可分为可逆与不可逆过程。状态与状态函数热力学系统过程与途径热与功热力学基本概念2024/3/288

热力学第一定律能量守恒热力学第一定律的数学表达式内能焓热力学第一定律的实质，表明能量不能创造也不能消灭，只能从一种形式转化为另一种形式。ΔU=Q+W，其中ΔU为内能变化，Q为热量，W为功。系统内部所有微观粒子热运动的动能和势能之和。内能与压力体积乘积之和，用于描述等压过程中的能量变化。2024/3/289

热力学第二定律热力学第二定律的实质热力学第二定律的数学表达式熵可逆与不可逆过程热量不可能自发地从低温物体传向高温物体，而不引起其他变化。对于可逆过程，dS=δQ/T；对于不可逆过程，dSδQ/T，其中S为熵，T为温度。描述系统无序度的状态函数，其增加表示系统无序度的增加。可逆过程指系统经历的过程可以逆向进行而不留下任何痕迹；不可逆过程则不能逆向进行。2024/3/2810

03相平衡与相图Chapter2024/3/2811

相平衡条件在恒温恒压下，当多相系统中各相的性质和数量均不随时间变化时，称系统处于相平衡状态。此时，各相中的组元在相际之间的迁移达到动态平衡，即各相中组元的浓度不再改变。相平衡分类根据系统中组元数量的不同，相平衡可分为单组分系统相平衡和多组分系统相平衡两大类。相平衡条件及分类2024/3/2812

单组分系统只含有一个组元的系统称为单组分系统。如水、氧气、氮气等纯净物均可视为单组分系统。单组分系统相图表示单组分系统相平衡状态的图形称为单组分系统相图。它通常以温度T和压力p为坐标，用一条曲线表示气-液平衡线，该线将图分为气、液两个区域。单组分系统相图2024/3/2813

含有两个或两个以上组元的系统称为多组分系统。如溶液、合金、岩石等均为多组分系统。多组分系统表示多组分系统相平衡状态的图形称为多组分系统相图。由于多组分系统的复杂性，其相图通常比单组分系统相图更为复杂。多组分系统相图可用于指导实际生产过程中的分离、提纯等操作。多组分系统相图多组分系统相图2024/3/2814

04化学平衡与反应动力学Chapter2024/3/2815

表达式即为等于沉淀溶解平衡时，各离子浓度幂的乘积，例如Ksp(AgCl)=[Ag+][Cl-]，Ksp(Ag2CrO4)=[Ag+]^2*[CrO4^2-]。沉淀溶解平衡常数（Ksp）改变离子浓度，可使沉淀溶解平衡发生移动，例如向AgCl饱和溶液中加入NaCl固体，由于[Cl-]增大，沉淀溶解平衡向左移动，产生AgCl沉淀。沉淀溶解平衡的移动化学反应平衡常数及影响因素2024/3/2816

化学反应速率表示化学反应进行的快慢。通常以单位时间内反应物或生成物浓度的变化值（减少值或增加值）来表示。影响化学反应速率的因素内因是参加反应物质的性质；外因包括浓度、压强、温度、催化剂等。化学反应速率及影响因素2024/3/2817

反应动力学模型简介反应动力学模型用于描述化学反应速率与反应物浓度、温度等参数之间关系的数学模型。反应动力学模型的作用可以预测反应速率、优化反应条件、研究反应机理等。常见的反应动力学模型包括零级反应、一级反应、二级反应等。2024/3/2818

05电化学基础及应用Chapter2024/3/2819

03电