復件印物理化學多媒體蘇09chap.0緒論

1、一二三緒論有關數(shù)學知識的復習有關氣體知識的復習緒論2主講老師: 孫愛靈 Tel: 66608431E-mail: 3一、緒論1. 物理化學及其研究方法 物理化學是化學學科中的一個重要分支，是化學科學的理論基礎。化學反應壓力p體積V溫度T能量轉化總結規(guī)律伴隨著物理化學變化熱光電40.2 物理化學的目的和內容什么是物理化學?化學反應原子、分子間的分離與組合熱電光磁溫度變化壓力變化體積變化化學物理學密不可分相態(tài)變化5物理化學從研究物理變化和化學變化的聯(lián)系入手，探求化學變化的基本規(guī)律。又稱理論化學。physical chemisty is the branch of chemistry that es

2、tablishes and develops the principles of the subject in terms of underlying concepts of physics and the language of mathmatics. 67研究方法 以物理學的基本原理和實驗手段為基礎，借助數(shù)學方法來研究化學反應的規(guī)律邏輯推理法。常用的研究方法有：實驗的方法、歸納和演繹的方法、模型化方法、理想化方法、假設的方法、數(shù)學的統(tǒng)計處理方法等等。熱力學方法（宏觀）化學熱力學；統(tǒng)計力學方法化學統(tǒng)計熱力學；量子力學（微觀）量子化學；光學光化學；電學電化學。82.物理化學所擔負的主要任務：

3、化學熱力學化學變化的方向和限度，以及伴隨發(fā)生的能量轉換關系；例如合成氨，常溫常壓下能否進行？產率？化學動力學化學反應的速率和機理；上例理論上可行。關鍵是尋找合適的催化劑和反應途徑（模擬生物固氮） 結構化學物質的性質與其微觀結構的關系例如研究與氮分子有關的配合物的結構，以及它們在不同條件下的變化，就有利于常溫常壓下尋找固氮的途徑。 93.物理化學的現(xiàn)況和發(fā)展目前物理化學研究的基本特點：宏觀微觀：測定空間結構；量子化學 體相表相：表面化學；催化 靜態(tài)動態(tài)：分子反應動力學 定性定量：計算機 單一學科交叉、邊緣學科：生物化學、藥物化學、地球化學、海洋化學、天體化學、材料化學、計算化學、表面化學、金屬有

4、機化學等 平衡態(tài)非平衡態(tài)。10目前化學研究的前沿陣地：催化基礎的研究；原子簇化學的研究；分子動態(tài)學的研究；生物大分子和藥物大分子的研究。11 擴大知識面，打好專業(yè)基礎： 掌握熱力學處理問題的方法；掌握動力學基本知識；了解動力學的新進展。 培養(yǎng)獨立思考、獨立工作能力，訓練邏輯推理的思維方法。通過實驗，掌握一些基本技能，提高理論聯(lián)系實際的能力。4.目的和意義意義：物理化學所研究的這些普遍規(guī)律適用于一切化學領域，具有很強的指導意義，有利于克服實際工作中的盲目性。125.如何學好物理化學第一環(huán)節(jié)：認真聽課預習。認真聽課：注意以下三點 基本概念； 公式推導過程和公式的限制條件； 基本概念和公式如何在例題

5、中應用。作好筆記。第二環(huán)節(jié)：課后復習和做習題復習：整理和補充筆記，注意及時總結做習題： 規(guī)律：一看、二仿、三做。13二、有關數(shù)學知識的復習函數(shù)：Z = f(x,y) 如理想氣體的壓力、溫度和體積三個物理量中： p=f1(T,V), 壓力是溫度和體積的函數(shù) V=f2(T,p), 體積是溫度和壓力的函數(shù) T=f3(p,V), 溫度是壓力和體積的函數(shù)偏微商的物理意義：如p=f (T,V)注意：其意義是變化率而不是變化值; 其幾何意義是變化曲線的斜率.表示等容條件下 p隨T的變化率; 表示等溫條件下 p隨V的變化率;14全微分: 若p=f(T,V)其物理意義：p是一個狀態(tài)函數(shù)，dp只與始、終態(tài)有關，而

6、與途徑無關。pT(p/T)VpV(p/V)T15全微分的性質：微分法則與積分法則（查數(shù)學手冊）16(1)證明：(2)已知p=f(T,V),證明練習題：(3)已知利用不定積分，導出p, V, T 函數(shù)關系17三、氣體（1）三個經(jīng)驗定律R.Boyle定律: 恒溫時，一定量的氣體的體積與壓力成反比。 ( )T,n p1/V, 即pV=CGay-lussac定律: 恒壓時，一定量的氣體的體積與絕對溫度成正比。 ( )p,n VT, 即V=CTAvogadro定律: 同溫同壓下，相同體積的氣體含有相同的摩爾數(shù)。 ( )T,p Vn, , 即V=Cn條件：壓力越低，實驗結果與三條經(jīng)驗定律吻合得越好。18（

7、2）理想氣體狀態(tài)方程1 理想氣體的規(guī)定：在任何溫度、壓力下都服從上述經(jīng)驗定律的氣體稱為理想氣體。2 什么叫狀態(tài)方程：能夠表示某物質p,V,T之間相互關系的方程式叫做該物質的狀態(tài)方程。3 理想氣體狀態(tài)方程：pV=nRT設 V = f (T, p, n)4 氣體常數(shù) R= 8.314 JK-1 mol-119由Boyle定律 pV=C 得到：由Galu-ssac定律 V=CT 得到：由Avogadro定律 V=Cn 得到：20移項：不定積分：即： pV= nRT21(3)混合理想氣體1 Dalton分壓定律: p(總)=pi2 Amagal分體積定律：V(總)=Vi 設一體積為V，溫度為T的容器中

8、，含有k種理想氣體,其組分為A, B,，而且相互之間不發(fā)生化學反應。 n(總)=nA + nB + = ni n(總)(RT/V)=nA (RT/V) + nB (RT/V) + = ni (RT/V) p(總)= pA + pB + = pi 或 pi = p(總) xi同理可證明： V(總)=Vi或 Vi = V(總) xi22(4) 實際氣體和理想氣體的比較1. 理想氣體的微觀模型 分子之間沒有相互作用力； 分子本身不占有體積，僅為幾何質點。 氣體分子之間的碰撞和氣體分子與器壁的碰撞均屬彈性碰撞。 而實際氣體的分子具有體積；分子之間還有相互作用力；因此需對氣態(tài)方程進行修正。 232. 范德華(Van der Waals)方程其中：a/Vm2是分子間吸引力，這種吸引力的存在削弱了分子向器壁施加的壓力，使實際氣體壓力減小，稱為內壓力。 a值越