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基本公式和内容提要基本公式和内容提要1.单组分系统两相平衡单组分系统两相平衡(1)Clapeyron方程方程第五章第五章 相平衡(2)Clausius-Clapeyron方程方程(两相平衡中一相为气相两相平衡中一相为气相)微分式微分式积分式积分式第五章第五章 相平衡2.外压与蒸气压的关系外压与蒸气压的关系第五章第五章 相平衡f+=C+2f+=C+nC=S-R-R3.相律相律第五章第五章 相平衡1.相几个基本概念几个基本概念相是指系统中宏观上看来化学组成、物理性质和化学性质完全均匀的部分称为一个相2.物种数系统中能够单独存在的化学物质数叫物种数，用S表示。第五章第五章 相平衡3.独立组分数足以确定系统中各相组成所需要的最少的独立物种数称为独立组分数。用C C表示。4.自由度保持相平衡系统中相的数目不变时，系统独立可变强度因素的数目称为自由度，用字母f 表示。独立可变因素包括压力、温度和浓度等。第五章第五章 相平衡5.相律相律是相平衡系统中揭示相数，独立组分数C和自由度 f 之间关系的规律。第五章第五章 相平衡水的相图水冰水蒸气610.62单组分系统相图单组分系统相图第五章第五章 相平衡1.气液相图气液相图(1)完全互溶双液系完全互溶双液系二组分系统相图二组分系统相图 xBABTgl等压等压x1 xBABTgl等压等压第五章第五章 相平衡质量分数等压T/K单相两相(2)部分互溶双液系部分互溶双液系第五章第五章 相平衡二组分系统相图二组分系统相图(3)完全不互溶双液系完全不互溶双液系不互溶的双液系的特点不互溶的双液系的特点1)p=pA*+pB*系统的总蒸气压是两纯组分在系统的总蒸气压是两纯组分在该温度下单独存在时的蒸气压之和该温度下单独存在时的蒸气压之和2)混合系统的沸点恒低于任一纯组分的沸点混合系统的沸点恒低于任一纯组分的沸点第五章第五章 相平衡二组分系统相图二组分系统相图2.固液相图固液相图(1)固相完全不互溶的固液平衡图固相完全不互溶的固液平衡图1)有简单低共熔混合物有简单低共熔混合物第五章第五章 相平衡二组分系统相图二组分系统相图2)形成稳定化合物形成稳定化合物第五章第五章 相平衡二组分系统相图二组分系统相图3)形成不稳定化合物形成不稳定化合物第五章第五章 相平衡二组分系统相图二组分系统相图(2)固相完全互溶的固液平衡图固相完全互溶的固液平衡图第五章第五章 相平衡二组分系统相图二组分系统相图(3)固相部分互溶的固液平衡图固相部分互溶的固液平衡图1)有一个低共熔点有一个低共熔点第五章第五章 相平衡二组分系统相图二组分系统相图熔液熔液(单相单相)固固溶溶体体单单相相固固溶溶体体单单相相两两相相共共存存两两相相共共存存两两相相共共存存2)有一个转熔温度有一个转熔温度第五章第五章 相平衡二组分系统相图二组分系统相图习题习题22(P339)Zn(A)与与Mg(B)形成的二组分低共熔相图具有形成的二组分低共熔相图具有两个低共熔点，一个含两个低共熔点，一个含Mg的质量分数为的质量分数为0.032，温度为，温度为641K，另一个含，另一个含Mg的质量分数为的质量分数为0.49，温度为，温度为620K，在系统的熔液组成曲线上，在系统的熔液组成曲线上有一个最高点，含有一个最高点，含Mg的质量分数为的质量分数为0.157，温，温度为度为863K。已知。已知Zn(s)和和Mg(s)的熔点分别为的熔点分别为692K和和924K。(1)试画出试画出Zn(A)与与Mg(B)形成形成的二组分低共熔相图，并分析各区的相态和自的二组分低共熔相图，并分析各区的相态和自由度；由度；第五章第五章 相平衡(2)分别画出含分别画出含Mg的质量分数为的质量分数为0.80,0.49和和0.30的熔化物，在从的熔化物，在从973K冷却到冷却到573K过程中的步冷曲线。过程中的步冷曲线。第五章第五章 相平衡第五章第五章 相平衡Q=z+F 第八章第八章 电解质溶液基本公式和内容提要基本公式和内容提要1.法拉第电解定律法拉第电解定律第八章第八章 电解质溶液2.离子电迁移率和迁移数离子电迁移率和迁移数第八章第八章 电解质溶液3.离电导、电导率、摩尔电导率离电导、电导率、摩尔电导率4.科尔劳奇经验式科尔劳奇经验式5.离子独立移动定律离子独立移动定律第八章第八章 电解质溶液6.奥斯特瓦尔德稀释定律奥斯特瓦尔德稀释定律第八章第八章 电解质溶液7.离子平均活度、平均活度因子和电解质平均质量摩尔浓度离子平均活度、平均活度因子和电解质平均质量摩尔浓度第八章第八章 电解质溶液8.离子强度离子强度9.德拜德拜-休克尔极限定律休克尔极限定律第八章第八章 电解质溶液基本概念基本概念负极：电势负极：电势低低的极称为的极称为负负极极正极：电势正极：电势高高的极称为的极称为正正极极阴极：发生阴极：发生还原作用还原作用的极称为的极称为阴极阴极阳极：发生阳极：发生氧化作用氧化作用的极称为的极称为阳极阳极电迁移率：单位电位梯度时离子的运动速率电迁移率：单位电位梯度时离子的运动速率迁移数：离子迁移数：离子B B所运载的电流与总电流之比所运载的电流与总电流之比第八章第八章 电解质溶液电导率：电阻率的倒数，在数值上相当于单位长度、电导率：电阻率的倒数，在数值上相当于单位长度、单位载面积的电解质溶液的电导单位载面积的电解质溶液的电导电导：电阻的倒数电导：电阻的倒数摩尔电导率：含有摩尔电导率：含有1mol1mol电解质的溶液，置于电极间距电解质的溶液，置于电极间距为单位距离的电导池中，这时溶液的电导就称为电解为单位距离的电导池中，这时溶液的电导就称为电解质的摩尔电导率质的摩尔电导率第八章第八章 电解质溶液第九章第九章 可逆电池的电动势及其应用(rG)T,P=-nEF(rGm)T,P=-zEF1.电化学与热力学的联系公式电化学与热力学的联系公式第九章第九章 可逆电池的电动势及其应用基本公式和内容提要基本公式和内容提要cC+dD=gG+hH2.还原电极电势和还原电极电势和Nernst方程方程第九章第九章 可逆电池的电动势及其应用3.用可逆电池的测定值计算热力学函数变化值用可逆电池的测定值计算热力学函数变化值第九章第九章 可逆电池的电动势及其应用4.电池电动势的计算电池电动势的计算第九章第九章 可逆电池的电动势及其应用5.pH操作定义操作定义第九章第九章 可逆电池的电动势及其应用基本概念基本概念可逆电池：可逆电池：(1)(1)电极上的化学反应可向正、反两个方电极上的化学反应可向正、反两个方向进行；向进行；(2)(2)不论是充电或放电，所通过的电流必须不论是充电或放电，所通过的电流必须十分微小，电池是在接近平衡状态下工作的十分微小，电池是在接近平衡状态下工作的可逆电极：可逆电极：(1)(1)第一类电极：金属浸在含有该金属离第一类电极：金属浸在含有该金属离子的溶液中构成子的溶液中构成(2)(2)第二类电极：金属及其表面覆盖第二类电极：金属及其表面覆盖一薄层该金属的难溶盐，然后浸入含有该难溶盐的负一薄层该金属的难溶盐，然后浸入含有该难溶盐的负离子的溶液中构成离子的溶液中构成(3)(3)第三类电极：惰性金属插入含第三类电极：惰性金属插入含有某种离子的不同氧化态的溶液中构成电极有某种离子的不同氧化态的溶液中构成电极第九章第九章 可逆电池的电动势及其应用电极电势：把所有电极与标准氢电极组成电池，让标电极电势：把所有电极与标准氢电极组成电池，让标准氢电极作阳极，待测电极作阴极，并规定标准氢电准氢电极作阳极，待测电极作阴极，并规定标准氢电极的电极电势为零，测定的电动势作为待测电极的电极的电极电势为零，测定的电动势作为待测电极的电极电势，称为氢标还原电极电势极电势，称为氢标还原电极电势第九章第九章 可逆电池的电动势及其应用第九章第九章 习题习题23常用的铅蓄电池可表示为：常用的铅蓄电池可表示为：已知在已知在060的温区内，电动势的温区内，电动势E与温度的关与温度的关系式为系式为E/V=1.91737+56.110-6(t/)+1.0810-8(t/)2，在，在25时，电池的时，电池的E=2.041V，试计，试计算这时电解质溶液算这时电解质溶液H2SO4(m=1.0molkg-1)的平的平均活度因子均活度因子。第九章第九章 可逆电池的电动势及其应用解：电池净反应为：第九章第九章 可逆电池的电动势及其应用解得，在298K时，E=1.9188V第九章第九章 可逆电池的电动势及其应用第九章第九章 例例1(P71，下册，下册)第九章第九章 例例2(P72，下册，下册)第九章第九章 可逆电池的电动势及其应用电解与极化极化曲线极化的原因超电势析出电势浓差极化电化学极化电解池极化曲线原电池极化曲线阳极析出电势阴极析出电势金属分离电化学腐蚀金属防腐第十章第十章 电解与极化作用E分解分解=E可逆可逆+E不可逆不可逆+IR阴=可逆,阴-不可逆,阴 阳=不可逆,阳-可逆,阳基本公式和内容提要基本公式和内容提要1.实际分解电压计算公式实际分解电压计算公式2.超电势超电势3.氢超电势氢超电势TafelTafel公式公式第十章第十章 电解与极化作用基本概念基本概念分解电压：使某电解质溶液能连续不断发生电解时所分解电压：使某电解质溶液能连续不断发生电解时所必需的最小外加电压，称为电解质溶液的分解电压必需的最小外加电压，称为电解质溶液的分解电压极化：在有电流通过电极时，电极电势偏离于可逆值极化：在有电流通过电极时，电极电势偏离于可逆值的现象称为电极的极化。偏离的数值称为超电势。的现象称为电极的极化。偏离的数值称为超电势。第十章第十章 电解与极化作用动力学基础（1）概念影响因素反应速率速率常数反应速率反应机理 浓度温度反应级数基元反应质量作用定律速率方程简单级数的反应复杂反应阿累尼乌斯方程选取控制步骤法稳（定）态近似法快速平衡法零级反应一级反应二级反应三级反应n级反应微分式积分式特征平行反应连串反应对峙反应各类反应的特征链反应其他反应第十一章第十一章 化学动力学基础(一)对于任意反应：对于任意反应：或或1.反应速率的定义式反应速率的定义式基本公式和内容提要基本公式和内容提要第十一章第十一章 化学动力学基础(一)级数速率公速率公式微分式微分式式速率公速率公式积分式积分式式浓度与浓度与时间的时间的线性关线性关系系半衰期半衰期t1/2速率常速率常数数k的的单位单位一级二级三级零级2.不同级数反应的公式不同级数反应的公式 3.用半衰期法确定反应级数用半衰期法确定反应级数第十一章第十一章 化学动力学基础(一)4.典型复杂反应的公式典型复杂反应的公式(1)对峙反应对峙反应式中式中第十一章第十一章 化学动力学基础(一)(2)平行反应平行反应第十一章第十一章 化学动力学基础(一)(3)连续反应连续反应第十一章第十一章 化学动力学基础(一)5.Arrhenius经验式经验式第十一章第十一章 化学动力学基础(一)基本概念基本概念基元反应：分子经一次碰撞后，在一次化学行为中就基元反应：分子经一次碰撞后，在一次化学行为中就能完成反应，称为基元反应能完成反应，称为基元反应非基元反应：经过若干个简单的反应步骤，最后才转非基元反应：经过若干个简单的反应步骤，最后才转化为产物分子，这种反应称为非基元反应化为产物分子，这种反应称为非基元反应质量作用定律：基元反应的速率与反应物浓度质量作用定律：基元反应的速率与反应物浓度(含有含有相应的指数相应的指数)的乘积成正比的乘积成正比反应级数：在化学反应的速率方程中，各物浓度项指反应级数：在化学反应的速率方程中，各物浓度项指数的代数和称为该反应的级数数的代数和称为该反应的级数第十一章第十一章 化学动力学基础(一)第十一章第十一章(p218，18题题)：N2O(g)的热分解反应为的热分解反应为2N2O(g)=2N2(g)+O2(g)，在一定温度下，在一定温度下，反应的半衰期与初始压力成反比。在反应的半衰期与初始压力成反比。在970K时，时，N2O(g)的初始压力为的初始压力为39.2kPa，测得半衰期为测得半衰期为1529 s；在；在1030K时，时，N2O(g)的初始压力为的初始压力为48.0kPa，测得半衰，测得半衰期为期为212s。第十一章第十一章 化学动力学基础(一)(1)判断该反应的级数；判断该反应的级数；(2)计算两个温度下的速率常数；计算两个温度下的速率常数；(3)求反应的实验活化能。求反应的实验活化能。第十一章第十一章 化学动力学基础(一)解解：(1)因为反应的半衰期与初始压力成反因为反应的半衰期与初始压力成反比，这是二级反应的特征，即该反应为二比，这是二级反应的特征，即该反应为二级反应。级反应。(2)第十一章第十一章 化学动力学基础(一)(3)第十一章第十一章 化学动力学基础(一)第十一章第十一章(p219，21题题)：在在673K时时,设反应设反应 可以进行完全可以进行完全,并设产物对反应速率无影响并设产物对反应速率无影响,经实验证明该反应是二级反应经实验证明该反应是二级反应,速率方程速率方程可表示为可表示为 ,速率常数速率常数k与反应温度与反应温度T之间的关系为之间的关系为第十一章第十一章 化学动力学基础(一)试计算试计算:(1)该反应的指前因子该反应的指前因子A及实验活化及实验活化能能Ea;(2)若在若在673K时时,将将NO2(g)通入反应器通入反应器,使其使其压力为压力为26.66kPa,发生上述反应发生上述反应,当反应器中当反应器中的压力达到的压力达到32.0kPa时所需的时间时所需的时间(设气体设气体为理想气体为理想气体)。第十一章第十一章 化学动力学基础(一)解解(1)根据阿仑尼乌斯公式根据阿仑尼乌斯公式lnA=20.27，解得，解得A=6.36108(moldm-3)-1s-1Ea/R=12886.7，解得，解得 Ea=107.1kJmol-1对比对比第十一章第十一章 化学动力学基础(一)(2)t=0 26.66KPa 0 0t=t 26.66KPa-p p 1/2pp总总=26.66KPa+1/2p=32.0kPa p=10.68kPa当当T=673K时时第十一章第十一章 化学动力学基础(一)因为是理想气体因为是理想气体对于二级反应对于二级反应=45.7s第十一章第十一章 化学动力学基础(一)例：第例：第11章，习题章，习题13.在一抽空的刚性容器中，引在一抽空的刚性容器中，引入一定量纯气体入一定量纯气体A(g)，发生如下反应：发生如下反应：A(g)B(g)+2C(g)设反反应能能进行完全，在行完全，在323K恒温一定恒温一定时间后开始后开始计时，测定系定系统的的总压随随时间的的变化情况，化情况，实验数据如下：数据如下：t/min03050P总/kPa53.3373.3380.00106.66求该反应的级数及速率常数。求该反应的级数及速率常数。第十一章第十一章 化学动力学基础(一)第十一章第十一章 化学动力学基础(一)第十一章第十一章 化学动力学基础(一)第十一章第十一章(p223，习题，习题36)：反应物反应物A同时生成主产物同时生成主产物B及副产物及副产物C，反应均，反应均为一级：为一级：已知已知k1=1.2103exp-90kJmol-1/(RT)；k2=8.9exp-80kJmol-1/(RT)(1)使使B含量大于含量大于90%及大于及大于95%时，各时，各需的反应温度需的反应温度T1和和T2；试回答：试回答：(2)可否得到含可否得到含B为为99.5%之产品？之产品？第十一章第十一章 化学动力学基础(一)解：解：(1)对于反应物对于反应物A为平行反应为平行反应,(k1/k2)=(x/y)，当，当x90%时，时，y(90%/10%)=9解得解得T444.4K当当x95%时，解得时，解得T613.8K第十一章第十一章 化学动力学基础(一)(2)当当x=99.5%时，时，y=0.5%，k1/k2=199，解得，解得T为负值。为负值。当当T时，时，x=99.26%第十一章第十一章 化学动力学基础(一)基本公式和内容提要基本公式和内容提要第十三章第十三章 表面物理化学1.表面张力表面张力第十三章第十三章 表面物理化学2.表面自由能的广义定义表面自由能的广义定义第十三章第十三章 表面物理化学3.弯曲表面上的附加压力弯曲表面上的附加压力4.弯曲表面上的蒸气压弯曲表面上的蒸气压2g g cosq q/R=DrDrgh5.Gibbs吸附公式吸附公式第十三章第十三章 表面物理化学粘湿：粘湿：浸湿：浸湿：铺展：铺展：6.粘湿功、浸湿功和铺展系数粘湿功、浸湿功和铺展系数第十三章第十三章 表面物理化学7.接触角的计算公式接触角的计算公式第十三章第十三章 表面物理化学7.Langmuir等温式等温式p/V=1/Vma+p/Vm8.弗伦德利希等温式弗伦德利希等温式第十三章第十三章 表面物理化学9.BETBET多层吸附公式多层吸附公式第十三章第十三章 表面物理化学第十三章第十三章 表面物理化学基本概念基本概念表面张力接触角表面活性剂 第十四章第十四章 胶体分散系统和大分子溶液基本公式和内容提要基本公式和内容提要1.Einstein-Brown运动公式运动公式2.Einstein-Brown位移方程位移方程第十四章第十四章 胶体分散系统和大分子溶液3.球形粒子的扩散系数球形粒子的扩散系数4.沉降平衡时粒子随高度分布公式沉降平衡时粒子随高度分布公式第十四章第十四章 胶体分散系统和大分子溶液5.沉降速度公式沉降速度公式6.超离心力场中的沉降平衡公式超离心力场中的沉降平衡公式第十四章第十四章 胶体分散系统和大分子溶液7.Rayleigh(瑞利瑞利)公式公式第十四章第十四章 胶体分散系统和大分子溶液基本概念基本概念胶体的分类溶胶的特性乳状液凝胶大分子溶液
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