期末物理總復(fù)習(xí)課件

物理化學(xué)核心教程

總復(fù)習(xí)物理化學(xué)核心教程電子教案第10章膠體分散系統(tǒng)配有心形聚光器的顯微鏡顯微鏡物鏡膠體2/7/202310.1膠體分散系統(tǒng)概述10.2溶膠的動(dòng)力、光學(xué)以及電學(xué)性質(zhì)10.3溶膠的穩(wěn)定性和聚沉作用第10章膠體分散系統(tǒng)1.分散系統(tǒng)的分類

2.膠團(tuán)的結(jié)構(gòu)

(1)分子分散系統(tǒng)分子半徑大小在10-9m以下。通常把這種系統(tǒng)稱為真溶液，如CuSO4水溶液。（2）膠體分散系統(tǒng)分散相粒子的半徑在1~100nm的系統(tǒng)。目測是均勻的，但實(shí)際是多相不均勻系統(tǒng)。（3）粗分散系統(tǒng)分散相粒子大于1000nm，目測是混濁不均勻系統(tǒng)，放置后會(huì)沉淀或分層，如黃河水。10.1.1分散系統(tǒng)的分類10.1.3膠團(tuán)的結(jié)構(gòu)現(xiàn)以制備碘化銀溶膠為例過量的KI作穩(wěn)定劑膠團(tuán)的結(jié)構(gòu)表達(dá)式：膠核膠粒(帶負(fù)電)

膠團(tuán)(電中性)[(AgI)m膠核膠粒膠團(tuán)膠團(tuán)的圖示式：nI–(n-x)K+]x–xK+

10.1.2膠團(tuán)的結(jié)構(gòu)膠團(tuán)的圖示式：膠團(tuán)的結(jié)構(gòu)表達(dá)式：過量的AgNO3作穩(wěn)定劑膠核膠粒膠團(tuán)10.2溶膠的性質(zhì)1.動(dòng)力性質(zhì)2.光學(xué)性質(zhì)Brown運(yùn)動(dòng)擴(kuò)散沉降Tyndall效應(yīng)、瑞利散射定律3.溶膠的電學(xué)性質(zhì)電泳、電滲雙電層流動(dòng)電勢、

沉降電勢（電勢）

10.3.2雙電層和動(dòng)電電勢Stern雙電層x++++++++++++AB將AB面稱為Stern面AB面以左為Stern層層中離子會(huì)水合,切動(dòng)面是個(gè)曲面是曲面以右的電勢差

10.3電解質(zhì)對溶膠穩(wěn)定性的影響1.與膠粒帶相反電荷離子的影響與膠粒帶相反電荷離子的價(jià)數(shù)越高，其聚沉值越小，聚沉能力越強(qiáng)。2.感膠離子序例如，對膠粒帶負(fù)電的溶膠，一價(jià)陽離子硝酸鹽的聚沉能力次序?yàn)閷д姷哪z粒，一價(jià)陰離子的鉀鹽的聚沉能力次序?yàn)?/p>

10.3電解質(zhì)對溶膠穩(wěn)定性的影響453-8

0.01dm30.05mol?kg-1

KCI溶液和0.1dm3

0.002mol?kg-1

AgNO3溶液混合生成AgCl溶膠。若用電解質(zhì)KCl、AlCl3和ZnSO4將溶膠聚沉，請排出聚沉值由大到小的順序。

外加電解質(zhì)中正離子的電價(jià)越高，聚沉能力越強(qiáng)，聚沉值越小。

解：KCl過量，作穩(wěn)定劑。生成的AgCl膠核優(yōu)先吸附Cl-，膠粒帶負(fù)電。

⑵聚沉值排序：

⑴

10.3電解質(zhì)對溶膠穩(wěn)定性的影響453-9

在H3AsO3的稀溶液中通入略過量的H2S氣體生成As2S3溶膠。若用電解質(zhì)Al(NO3)3、MgSO4和K3Fe(CN)6將溶膠聚沉，請排出聚沉能力由大到小的順序。

解：H2S過量，作穩(wěn)定劑。⑵聚沉值排序：

⑴453-11等體積的0.08mol?dm-3KI溶液和

0.1mol?dm-1

AgNO3溶液混合生成溶膠：①試寫出膠團(tuán)結(jié)構(gòu)式；②指明膠粒電泳的方向；③比較MgSO4、Na2SO4

和CaCl2電解質(zhì)對溶膠聚沉能力的大小。第9章表面現(xiàn)象液-液界面9.1.1表面現(xiàn)象及其本質(zhì)表面現(xiàn)象的本質(zhì)表面層分子與內(nèi)部分子相比，它們所處的環(huán)境不同，受力不等。

體相內(nèi)部的分子如紅球所示。它受四周鄰近相同分子的作用力是對稱的，各個(gè)方向的力彼此抵銷，沒有剩余的作用力。9.1.1表面現(xiàn)象及其本質(zhì)表面現(xiàn)象的本質(zhì)處在表面層的的分子如藍(lán)球所示。由于兩相密度不等，其作用力不能相互抵消。正由于這剩余價(jià)力的存在，界面層顯示出一些獨(dú)特的性質(zhì)。如表面張力表面吸附毛細(xì)現(xiàn)象小氣泡和液滴都呈球狀潤濕與鋪展等。9.2彎曲液面性質(zhì)1.彎曲液面的附加壓力、Laplace公式2.毛細(xì)管現(xiàn)象3.彎曲液面的蒸氣壓4.Kelvin公式的應(yīng)用9.2.1Laplace公式所以，凸面的附加壓力指向液體，凹面的附加壓力指向氣體，即附加壓力總是指向曲面的球心。Laplace公式給出了附加壓力、表面張力與曲率半徑之間的定量關(guān)系。9.2.2毛細(xì)現(xiàn)象玻璃毛細(xì)管插入汞中玻璃毛細(xì)管插入純水中9.2.3彎曲液面的蒸氣壓

Kelvin公式的這個(gè)形式用得更普遍因?yàn)楫?dāng)對于小液滴等凸面液體，其附加壓力與蒸氣壓力方向相同，總壓力是兩者加和。蒸氣壓與曲率半徑成反比所以，小液滴或小顆粒的蒸氣壓隨曲率半徑的變小而升高。9.2.4Kelvin公式的應(yīng)用(2)過飽和溶液(3)過熱液體(4)過冷液體(5)毛細(xì)凝聚(1)過飽和蒸氣9.3溶液的表面吸附1.表面活性物質(zhì)和非表面活性物質(zhì)2.Gibbs吸附等溫式9.3.1表面活性物質(zhì)與非表面活性物質(zhì)(1)(3)(1)非表面活性物質(zhì)

加入后,能使水的表面張力略有升高(2)(2)表面活性物質(zhì)

加入后，能使水的表面張力有所降低(3)表面活性劑

加入少量后，能使水的表面張力顯著降低9.3.2Gibbs吸附等溫式（1）增加溶質(zhì)B的濃度使表面張力下降，表面超額為正值，是正吸附。表面活性物質(zhì)屬于這種情況。（2）增加溶質(zhì)B的濃度使表面張力上升，表面超額為負(fù)值，是負(fù)吸附。非表面活性物質(zhì)屬于這種情況。Gibbs吸附等溫式9.4鋪展與潤濕1.鋪展2.潤濕9.4.1鋪展液體1的表面張力為液體2的表面張力為兩種液體的界面張力為液體2能否在液體1面上鋪展,取決于鋪展前后界面張力的改變能鋪展不能鋪展9.4.1鋪展

已知293K時(shí)，水-空氣的表面張力為0.07288N·m-1,汞-水的界面張力為0.375N·m-1,汞-空氣的表面張力為0.4865N·m-1。判斷水能否在汞的表面上鋪展開來。409-16能鋪展汞水空氣9.4.3表面現(xiàn)象的應(yīng)用天然棉花纖維的表面也有不被水潤濕的“脂”，制藥棉時(shí)必須把這種“脂”脫掉，才能成為脫脂棉。如果要制造防水材料，就要在物體表面涂憎水的表面活性劑，使接觸角大于90°。農(nóng)藥潤濕帶蠟的植物表面，要在農(nóng)藥中加表面活性劑，使接觸角變小。蓮花效應(yīng)9.5固體表面的吸附1.吸附本質(zhì)2.物理吸附與化學(xué)吸附3.吸附等溫式9.5.1固體表面的吸附由于固體表面原子受力不對稱和表面結(jié)構(gòu)不均勻性，它可以吸附氣體或液體分子，使固體表面自由能下降。固體表面產(chǎn)生吸附現(xiàn)象的原因：9.5.2物理吸附和化學(xué)吸附物理吸附:1.vanderWaals力2.吸附熱小3.吸附無選擇性，可以單分子層，可以多分子層物理吸附僅是物理作用化學(xué)吸附:1.吸附力是化學(xué)鍵力2.吸附熱較高3.吸附有選擇性，吸附是單分子層相當(dāng)于發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)9.5.4吸附等溫式1.Langmuir吸附等溫式

Langmuir在推導(dǎo)該公式時(shí)，引入了幾個(gè)重要假設(shè)(1)吸附是單分子層的。(2)固體表面均勻，被吸附分子之間無相互作用。

描述吸附量與被吸附質(zhì)蒸氣壓力之間的定量關(guān)系公式，稱為吸附等溫式。(3)吸附平衡是吸附與解吸的動(dòng)態(tài)平衡。1.Langmuir吸附等溫式1.假設(shè)吸附是單分子層的，不符合所有吸附情況。2.假設(shè)表面是均勻的，其實(shí)大部分表面是不均勻的。3.在表面覆蓋度較大時(shí)，Langmuir吸附等溫式不適用。Langmuir吸附等溫式的缺點(diǎn)：2.BET吸附等溫式由Brunauer-Emmett-Teller三人提出的多分子層吸附公式，稱BET公式。他們接受了Langmuir理論中關(guān)于固體表面是均勻的觀點(diǎn)，但他們認(rèn)為吸附是多分子層的，已被吸附的分子依靠自身的vanderWaals力，可以再吸引同類分子。第一層吸附與第二層吸附不同，因?yàn)橄嗷プ饔玫膶ο蟛煌?，因而吸附熱也不同，第二層及以后各層的吸附熱接近于凝聚熱。?章電化學(xué)8.1基本概念1.電導(dǎo)、電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率2.強(qiáng)電解質(zhì)的離子平均活度和活度因子8.1電導(dǎo)、電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率示意圖濃度為m的BaCl2溶液，離子平均活度因子離子平均質(zhì)量摩爾濃度練習(xí)Al2(SO4)38.1.2電導(dǎo)率與濃度的關(guān)系電導(dǎo)率與溶液濃度的關(guān)系強(qiáng)電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)率隨著濃度的增加而升高。弱電解質(zhì)的電導(dǎo)率隨濃度變化不大，在定溫下電離常數(shù)有定值，離子數(shù)目變化不大，如醋酸。中性鹽由于受飽和溶解度的限制，濃度不會(huì)太高，如KCl當(dāng)濃度增加到一定程度后，解離度下降，離子運(yùn)動(dòng)速率降低，電導(dǎo)率也降低

在298K時(shí)，當(dāng)H2SO4溶液的濃度從0.01mol/kg增加到0.1mol/kg時(shí)，其電導(dǎo)率κ和摩爾電導(dǎo)率Λm的變化分別為P352-3

A.κ減小，Λm

增加

B.κ增加，Λm

增加

C.κ減小，Λm

減小

D.κ增加，Λm

減小

κ的定義只限定了單位體積內(nèi)，因此增加濃度，相當(dāng)于增加了導(dǎo)電離子，電導(dǎo)率增加。Λm

的定義中限定了1mol電解質(zhì)，當(dāng)濃度增加時(shí)，溶液體積減小，離子鍵相互作用增強(qiáng)，摩爾電導(dǎo)率減小。8.2可逆電池1.電極反應(yīng)、電池反應(yīng)2.Nernst方程3.求電池反應(yīng)中熱力學(xué)函數(shù)的變化量8.2.1可逆電池的書面表示法1.

左邊為負(fù)極，起氧化作用，是陽極；2.“|”表示相界面，有電勢差存在。

“┆”表示半透膜或兩個(gè)液體之間的界面。4.要注明溫度，不注明就是298.15K；5.氣體電極和氧化還原電極要寫出導(dǎo)電的惰性電極，通常是用鍍有鉑黑的鉑電極。右邊為正極，起還原作用，是陰極。3.“||”或“”表示鹽橋，使液接電勢降到忽略不計(jì)要注明物態(tài)；氣體要注明壓力；溶液要注明濃度。8.2.2可逆電極的類型金屬與其陽離子組成的電極金屬-難溶鹽以及相應(yīng)陰離子溶液組成的電極氧化-還原電極⑴第一類電極⑵第二類電極⑶第三類電極氧電極氫電極鹵素電極金屬-氧化物與不同酸堿性溶液組成的電極離子選擇性電極,膜電極(4)第四類電極8.2.2可逆電極的電極反應(yīng)第二類電極的電極反應(yīng)電極電極反應(yīng)（還原）8.2.3可逆電池的書面表示法左邊，負(fù)極，氧化右邊，正極，還原凈反應(yīng)這個(gè)反應(yīng)的是自發(fā)電池凈反應(yīng)這個(gè)反應(yīng)的是非自發(fā)電池8.2.3可逆電池?zé)崃W(xué)函數(shù)寫出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)：負(fù)極：正極：總反應(yīng)：求8.2.4可逆電池電動(dòng)勢與各組分活度的關(guān)系對于任意反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量式這就是計(jì)算可逆電池電動(dòng)勢的Nernst方程這就是計(jì)算還原電極電勢的Nernst方程8.5.2用可逆電池的實(shí)驗(yàn)值求熱力學(xué)函數(shù)的變化值實(shí)驗(yàn)測定:可逆電池的電動(dòng)勢電動(dòng)勢隨溫度的變化率第7章化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)活化狀態(tài)反應(yīng)物生成物放熱反應(yīng)A+BCAB+CA+B+CRP第7章化學(xué)動(dòng)力學(xué)7.1動(dòng)力學(xué)的基本概念7.2具有簡單級(jí)數(shù)反應(yīng)的特點(diǎn)7.3溫度對反應(yīng)速率的影響7.4典型的復(fù)雜反應(yīng)7.5催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)7.1動(dòng)力學(xué)基本概念1.化學(xué)動(dòng)力學(xué)的研究對象4.化學(xué)反應(yīng)速率5.基元反應(yīng)和非基元反應(yīng)6.反應(yīng)的速率方程和速率系數(shù)7.反應(yīng)分子數(shù)和質(zhì)量作用定律8.反應(yīng)級(jí)數(shù)和準(zhǔn)級(jí)數(shù)反應(yīng)7.2一級(jí)反應(yīng)1.速率系數(shù)

k的單位為時(shí)間的負(fù)一次方，可表示為2.

半衰期是一個(gè)與反應(yīng)物起始濃度無關(guān)的常數(shù)3.濃度與時(shí)間的線性關(guān)系為一級(jí)反應(yīng)的特點(diǎn):一級(jí)反應(yīng)的例子例7.1：某金屬钚的同位素進(jìn)行β放射，14d后，同位素活性下降了6.85%。試求該同位素的：解：(1)蛻變常數(shù)(2)半衰期(3)分解90%所需時(shí)間(4)活化能？7.3Arrhenius經(jīng)驗(yàn)式Arrhenius經(jīng)驗(yàn)式有不同的表述形式（1）微分式（2）不定積分式：（3）定積分式：（4）指數(shù)式：7.5典型的復(fù)雜反應(yīng)1.對峙反應(yīng)2.平行反應(yīng)3.連續(xù)反應(yīng)4.復(fù)雜反應(yīng)速率的近似處理法5.鏈反應(yīng)7.5.4復(fù)雜反應(yīng)速率的近似處理法3.平衡假設(shè)法如果某復(fù)雜反應(yīng)A+B→D有如下三個(gè)基元反應(yīng)組成這速率方程就有意義快平衡慢反應(yīng)，速控步這個(gè)速率方程無意義，因中間產(chǎn)物C的濃度無法測定假設(shè)對峙反應(yīng)能維持平衡狀態(tài)7.6鏈反應(yīng)鏈反應(yīng)的基本步驟（1）鏈的引發(fā)（chaininitiation）（2）鏈的傳遞（chainpropagation）（3）鏈的終止（chaintermination）7.7催化作用的基本特征1.催化劑不能改變反應(yīng)的方向和限度即不能改變，的值2.催化劑同時(shí)加速正向和逆向反應(yīng)的速率，使平衡提前到達(dá)，的比值不變3.催化劑加速反應(yīng)速率的本質(zhì)是改變了反應(yīng)的歷程，降低了整個(gè)反應(yīng)的表觀活化能也不能改變平衡轉(zhuǎn)化率的值催化劑物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)如何變化？物理化學(xué)核心教程電子教案第6章相平衡定壓T/K單相兩相第6章相平衡6.1相律6.2單組分系統(tǒng)的相圖6.3二組分理想液態(tài)混合物的相圖6.4二組分非理想液態(tài)混合物的相圖6.5部分互溶雙液系的相圖6.6完全不互溶雙液系6.7簡單的二組分低共熔相圖

6.8形成化合物的二元相圖6.9固態(tài)互溶的二元相圖6.1相律2.相數(shù)（P）1.自由度、條件自由度3.組分?jǐn)?shù)（C）NH4HS(s)=NH3(g)+H2S(g)求最大相數(shù)2.單組分系統(tǒng)的相圖1.水的相圖2.二氧化碳的相圖3.單組分系統(tǒng)的兩相平衡——Clapeyron方程4.Clausius-Clapeyron方程6.2.1水的相圖水相圖的示意圖水冰水蒸氣610.62三個(gè)單相區(qū)、三條兩相平衡線、一個(gè)三相點(diǎn)三相點(diǎn)和冰點(diǎn)的差別，原因？相圖分析：6.2.2二氧化碳的相圖CO2的相圖CO2(l)CO2(s)CO2(g)518三個(gè)單相區(qū)、三條兩相平衡線、一個(gè)三相點(diǎn)干冰，超臨界二氧化碳流體的萃取相圖分析：6.2.3Clapeyron方程Clapeyron方程Clausius-Clapeyron方程（引入兩個(gè)近似）:3.雙液系的相圖1.二組分理想液態(tài)混合物相圖1.1p-x相圖和T-x相圖1.2杠桿規(guī)則1.3蒸餾（精餾）原理2.二組分非理想液態(tài)混合物相圖2.1最低恒沸混合物2.2最高恒沸混合物3.部分互溶雙液系相圖3.1具有最高會(huì)溶溫度的相圖3.2具有最低會(huì)溶溫度的相圖4.完全不互溶雙液系相圖4.1水蒸汽蒸餾BA定溫

6.3.1p-x圖和T-x圖BA定壓兩個(gè)單相區(qū)、一個(gè)兩相平衡區(qū)兩條兩相線、泡點(diǎn)、露點(diǎn)相圖分析：總壓等于分壓之和

6.3.2杠桿規(guī)則1.適用于任何兩相平衡區(qū)；2.注意橫坐標(biāo)是摩爾分?jǐn)?shù)還是質(zhì)量分?jǐn)?shù)注意事項(xiàng)：BA定壓6.3.3蒸餾（精餾）原理精餾是多次蒸餾一次簡單蒸餾不可能將兩組分完全分開6.4二組分非理想液態(tài)混合物的相圖1.最低恒沸混合物2.最高恒沸混合物用蒸餾方法不能把A和B分開組成在AC之間，蒸餾只能得到A和C，無B6.5部分互溶雙液系的相圖1.具有最高會(huì)溶溫度2.具有最低會(huì)溶溫度定壓T/K單相兩相1.0T/K

6.6完全不互溶雙液系1.完全不互溶雙液系的蒸氣壓和沸點(diǎn)2.水蒸氣蒸餾水溴苯水+溴苯總蒸氣壓恒大于任一組分的蒸氣壓沸點(diǎn)恒低于任一組分的沸點(diǎn)水蒸氣蒸餾降低了系統(tǒng)的沸點(diǎn)4.二組分固－液系相圖1.1Bi-Cd二元相圖分析1.簡單的二組分低共熔相圖2.1形成穩(wěn)定化合物2.2形成不穩(wěn)定化合物2.形成化合物的二元相圖3.1固態(tài)完全互溶3.2固態(tài)部分互溶3.固態(tài)互溶的二元相圖6.7.1熱分析法繪相圖4個(gè)相區(qū)，3條曲線，3個(gè)特殊點(diǎn)t/s6.7.3溶解度法繪相圖溶解度法主要繪制水-鹽系統(tǒng)相圖冰+溶液溶液l單相相圖的繪制T/K6.8形成化合物的二元相圖1.形成穩(wěn)定化合物的系統(tǒng)2.形成不穩(wěn)定化合物的系統(tǒng)6.8.1形成穩(wěn)定化合物的系統(tǒng)相圖分析與Bi-Cd相圖相同熔液單相有兩條三相線IEJ和KGL有三個(gè)熔點(diǎn)D,F和H有兩個(gè)低共熔點(diǎn)E和G6.8.1形成穩(wěn)定化合物的系統(tǒng)水合物是穩(wěn)定化合物有三種不同的水合物如相圖有4個(gè)低共熔點(diǎn)純硫酸熔點(diǎn)283K，易凝固與的低共熔點(diǎn)235K冬天輸送純硫酸易堵塞管道，應(yīng)適當(dāng)稀釋6.8.2形成不穩(wěn)定化合物的系統(tǒng)分別將a和b點(diǎn)的熔液冷卻，畫出相應(yīng)的步冷曲線T/KT/KP204讀相圖規(guī)律（二元平面相圖）

水平線都是三相共存線；

包含水平線的區(qū)都是兩相區(qū)；

沒有水平線的是單相區(qū)；垂直線表示化合物；

垂直線與曲線相交，表示為穩(wěn)定化合物；垂直線與直線相交，表示為不穩(wěn)定化合物；第5章化學(xué)平衡5.2標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)5.3各種因素對化學(xué)平衡的影響5.1化學(xué)反應(yīng)的方向和限度5.2.1標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)這個(gè)公式將兩個(gè)重要物理量聯(lián)系在一起，可用于任何化學(xué)反應(yīng)，包括電解質(zhì)溶液反應(yīng)。5.2.2平衡常數(shù)值與化學(xué)反應(yīng)式的關(guān)系設(shè)如下化學(xué)反應(yīng)的計(jì)量方程有兩種寫法當(dāng)反應(yīng)進(jìn)度都是1mol時(shí)所以因?yàn)榈闹蹬c計(jì)量方程的寫法有關(guān)5.3各種因素對化學(xué)平衡的影響1.溫度對化學(xué)平衡的影響2.壓力對化學(xué)平衡的影響3.惰性氣體對化學(xué)平衡的影響5.2.1溫度對化學(xué)平衡的影響根據(jù)van’tHoff公式1.對吸熱反應(yīng)平衡常數(shù)的值隨著溫度的升高而增大