物化部分思维导图及总结

第八章电解质溶液1、电化学的基本概念装置电极电势高低电极反应电极确定原电池负极（阳极）低氧化反应易失电子正极（阴极）高还原反应易得电子电解池阴极（负极）低还原反应与电源负极相接阳极（正极）高氧化反应与电源正极相接2、法拉第定律在电极界面上物质发生化学变化物质的物质的量与通入的电荷量成正比。BQnzFBBBBQmnMMzF3、离子的电迁移和迁移数离子B所运载的电流与总电流之比。用符号Bt表示。BBdefItI如果溶液中有多种电解质，共有i种离子，则：+1ittt4、电解质溶液的电导、电导率和摩尔电导率及相互关系1GRIGU11llGARAmmdefVc电池常数celllKA电导率、摩尔电导率与浓度的关系（1）强电解质溶液的电导率随着浓度的增加而升高。弱电解质溶液电导率随浓度变化不显著，（2）摩尔电导率均随浓度的升高而降低强电解质的Kohlrausch经验式：(1)mmc可用外推法求强电解质的无限稀释摩尔电导率（弱电解质不适用）5、离子独立移动定律（强、弱电解质无限稀释溶液均适用）,,mmm推论：弱电解质的无限稀释摩尔电导率可由强电解质的无限稀释摩尔电导率求得）6、平均活度和平均活度因子Baaaa平均活度：1def()aaa+=离子平均活度因子；1def()lg||AzzI离子平均质量摩尔浓度：1def()mmmmam()Bmam7、电导测定的应用计算(1)计算弱电解质的解离度和解离常数+ABAB00(1)cccc起始平衡时mm22mmmm1()cccccKP26例题（2）测定难溶盐的溶解度2()()(HO)难溶盐溶液难溶盐饱和溶液的浓度极稀，可认为mm,的值可由离子无限稀释摩尔电导率相加得到2()(HO)()()mcc溶液难溶盐难溶盐8、离子强度和离子平均活度因子的计算2BBB12Imz德拜-休克尔极限定律的常用表示式：lg||AzzIP28例题作业199、强电解质溶液理论（1）Debye-Hückel离子互吸理论要点强电解质的稀溶液完全电解离子之间的相互作用可归结为中心离子与离子氛间的作用（2）Debye-Hückel-Onsager电导理论在Debye-Hückel离子互吸理论基础上解释了离子氛对中心离子运动的影响的两个原因：弛豫效应和电泳效应第九章可逆电池的电动势及其应用1、形成可逆电池的必要条件（1）化学反应可向正、反两个方向进行（2）电池工作时，通过的电流必须无限小2、可逆电极的类型及电极反应式（1）第一类电极及其反应（2）第二类电极及其反应-Cl()|AgCl(s)|Ag(s)a--AgCl(s)+eAg(s)+Cl()a作正极作负极2-OH()|AgO|Ag(s)a22--AgO(s)+HO+2e2Ag(s)+2OH()a作正极作负极++2H()|AgO(s)|Ag(s)a+2+2-AgO+2H()+2e2Ag(s)+HOa作正极作负极（3）第三类电极及其反应Fe3+(a1),Fe2+(a2)|PtFe3+(a1)+e-→Fe2+(a2)Cu2+(a1),Cu+(a2)|PtCu2+(a1)+e-→Cu+(a2)Sn4+(a1),Sn2+(a2)|PtSn4+(a1)+2e-→Sn2+(a2)z+z+++-M()|M(s)M()+zeM(s)aa作正极作负极金属电极+++2+2---222-H()|H(g)|Pt2H()+2eH(g)OH()|H(g)|Pt2HO+2eH(g)+2OH()aaaa作正极作负极作正极作负极氢电极--222-OH()|O(g)|PtO+2HO+4e4OH()aa作正极作负极氧电极+++22+2-H()|O(g)|PtO(g)+4H()+4e2HOaa作正极作负极22---Cl()|Cl(g)|PtCl(g)+2e2Cl()aa作正极作负极卤素电极3、电极反应、电池反应及电池表示式的正确书写（互译）4、标准电极、标准电池表示式及反应标准氢电极：2HPt|H(p)|H(a1)2()2(1)2HHPHae作负极作正极5、计算（1）用Nernst方程计算电极电势和电池电动势RedOx|RedOx|RedOxlnaRTzFa对任意反应：cCdDgGhHOx|Red()Ox|Red()lnghGHcdCDaaRTEEzFaa（2）由电池电动势求反应的热力学函数rmGzEFlnrmaGRTKlnaRTEKzFrrmSm由电动势E及其温度系数求反应的H和（3）求难溶盐的溶度积第十章电解与极化作用1.理论分解电压等于可逆电池电动势,,EE理论可逆阳可逆阴可逆2.实际分解电压电解池不断工作所必需外加的最小电压。,,E分解阳不可逆阴不可逆3.超电势不可逆电极电势与平衡电极电势之间的差值称为超电势极化作用的分类浓差极化和电化学极化极化曲线电极的极化及极化结果：阴极的电势比可逆电势更负一些，阳极的电势比可逆电势更正一些即:,,阴析出阴可逆,,阳析出阳可逆4、金属的析出电势不考虑氢超电势时ZZZ(M|M)(M|M)M1lnRTzFa(H|H)H1lnRTFa考虑氢超电势时,,阴阴不可逆阴可逆,,阳阳不可逆阳可逆5、通过计算，判断电极上析出物质的先后顺序、金属的分离和金属的同时析出阴极上：阳离子或氢离子还原，电极电势最大的首先析出。从大到小依次析出阳极上：阴离子或氢氧根离子氧化，电极电势最小的首先析出。从小到小依次析出为了使分离效果较好，后一种离子反应时，前一种离子的活度应减少到10-7以下10.41VzE20.21VzE30.14VzE两种金属的析出电势相同，才能同时析出6.金属腐蚀的类型及防止腐蚀的方法化学腐蚀电化学腐蚀腐蚀时阳极上的反应,以铁为例:22FeFeeFe2+与溶液中OH-结合:222()FeOHFeOH22234()24()FeOHHOOFeOH腐蚀时阴极上的反应析氢腐蚀+212HeH(g)2+2+H(H|H)HlnaRTFa设21Ha，710Ha则20.413HHV吸氧腐蚀-22O(g)4H4e2HO227(O|HO,H)1ln410RTF1.229V第十一章化学动力学基础(一)1、动力学的基本概念（1）化学反应速率表示法对任何反应：EFGHefghBBd1d1ddcrVtt1d[E]1d[F]1d[G]1d[H]1ddddBdBretftgthtdt1111EFGHrrrrrefgh2、反应速率方程的一般形式根据质量作用定律写出基元反应的速率方程对基元反应：aAbBgGhH有:abrkAB3、基元反应、非基元反应、反应级数、反应分子数、反应的速率常数概念4、一级、二级、零级反应的特点5、对峙反应、平行反应、连续反应的特点简单对峙反应（正、逆反应为一级反应）的速率方程6、阿累尼乌斯公式的积分形式及计算21a1211ln()TTkEkRTT7、反应速率理论碰撞理论、过渡态理论的要点和假设8、催化反应的特征酶催化反应的特点9、根据一级、二级反应的速率公式计算反应时间、速率常数反应的半衰期例：习题1第十三章表面物理化学一.基本概念、基本知识1、表面自由能保持相应的特征变量不变，每增加单位表面积时，相应热力学函数的增值。BS,V,nU()AB,,()SPnHABT,V,nF()ABT,P,nG()A表面自由能狭义定义:保持温度、压力和组成不变，每增加单位表面积时，Gibbs自由能的增加值B,,()pTnGA2、表面张力:把液体表面收缩时,作用于单位边界线上的力。单位是N·m-1表面张力与表面自由能的异同点表面张力：2Fl221...mNmmNmJ.相同点：都反映了表面分子受力不均匀的情况，两者数值相同，通常都用同一符号γ表示。不同点：两者的物理意义不同，所用单位不同。3、弯曲表面下的附加压力液面水平，附加压力Ps等于零。液面为凸形，附加压力PS大于零液面为凹形，附加压力PS小于零杨-拉普拉斯公式:'2SpR曲率半径R’越小，附加压力越大凸面R’大于零，凸面下液体所受压力比平面下要大凹面R’小于零，凹面下液体所受压力比平面下要小附加压力与毛细管中液面高度的关系:2cosghR如液体能润湿毛细管,液面呈弯月凹面,液面上升如液体能不能润湿毛细管,液面呈弯月凸面,液面下降4、弯曲表面上的蒸汽压——开尔文公式02ln'rpMRTpRPr和p0分别是小液滴液体和平面液体的饱和蒸气压6、溶液的表面吸附溶液的表面吸附-Gibbs吸附公式222ddaΓRTaG2为溶质的表面超量。单位为mol.m-2,可以是正值或负值它的物理意义是：在单位面积的表面层中，所含溶质的物质的量与具有相同数量溶剂的本体溶液中所含溶质的物质的量之差值。a2是溶液中溶质的活度，dg/da2是在等温下，表面张力g随溶质活度的变化率。正吸附：C表＞C本，dg/da20，增加溶质2的浓度使表面张力下降，G2＞0。表面活性物质属于这种情况。负吸附：C表＜C本，dg/da20，增加溶质2的浓度使表面张力升高，G2＜0。非表面活性物质属于这种情况。吉布斯吸附公式通常也表示为如下形式：222ddcΓRTc7、液-液界面的铺展设液体1和2的表面张力和界面张力分别为g1,3,g2,3和g1,2若g2,3＞g1,3+g1,2，则液体1能在液体2上铺展。若g2,3＜g1,3+g1,2，则液体1不能在液体2上铺展。8、液-固界面的润湿作用0粘程接触角180湿过程润湿过0浸程接触角90湿过0展程接触角0铺过接触角的大小判断液体对固体的润湿程度s-gl-sl-gcos如sglslg，接触角θ＝0°，cosθ=1，说明液体能完全润湿固体，如毛细管中上升的液面呈凹型半球状；如sglslg，接触角θ＜90°，1＞cosθ＞0，固体能被液体所润湿，如水在洁净的玻璃表面如sgls，接触角θ＞90°，cosθ＜0说明固体不能被液体润湿，如汞在玻璃表面；9、表面活性剂及其应用表面活性剂的结构特点：具有不对称性、表面定向排列表面活性剂分类：表面活性剂1.离子型:阳离子型;阴离子型;两性型121,31,22,32.非离子型表面活性剂的性质：表面吸附、表面定向排列、浓度达到CMC时形成胶束表面活性剂的一些重要作用：润湿作用、起泡作用、增溶作用、乳化作用、洗涤作用10、固体表面的吸附固体表面的特点：固体表面分子移动困难、固体表面不均匀、固体表面层的组成不同于体相内部Langmuir吸附等温式：1apap适用于单分子层吸附1.当p很小，或吸附很弱时，ap1，q=ap，q与p成线性关系。2.当p很大或吸附很强时，ap1，q≈1，q与p无关，吸附已铺满单分子层。3.当压力适中，q∝pm，m介于0与1之间。Langmuir吸附等温式另一形式：1mVapVap重排后可得：1mmppVVaV11、化学吸附和物理吸附物理吸附化学吸附吸附力范德华引力化学键力吸附热较小较高选择性吸附无选择性有选择性吸附稳定性不稳定，易解吸较稳定，不易解吸分子层单分子层或多分子层单分子层吸附速率较快，不受温度影响较慢，受温度