Physical Chemistry 白守礼（教授） 北京化工大学理学院 Physical Chemistry Introduction Chapter 1 The properties of gases Chapter 2 The first law of thermodynamics Chapter 3 The second law of thermodynamics Chapter 4 The thermodynamics of mixtures Chapter 5 Chemical equilibrium Chapter 6 Phase equilibrium 绪论 Introduction ?§0.1 什么是物理化学 ?§0.2 物理化学的内容 ?§0.3 物理化学的研究方法 ?§0.4 学习物理化学的意义 ?§0.5 如何学好物理化学 ?§0.6 物理量的表示及运算 ? §0.7 教材与参考书 总目录 §0.1 什么是物理化学 物理化学定义 z 物理化学又称理论化学，是化学类的基础学 科也是一门边缘学科。 z 定义：应用物理学原理和方法研究有关化学 现象和化学过程的一门科学。 z 它是从物质的化学现象与物理现象的联系入 手来研究化学变化基本规律的一门科学。 §0.1 什么是物理化学 化学变化总伴随着物理变化 z化学反应中常伴有能量的吸收或放出， 有压力 、温度、密度、形态等的变化，有光的发射或吸 收，有声响，有电动势、电流等…… z放烟火：火药燃烧的化学变化过程中，伴随有 彩色光、声响等物理现象 zNaOH+HCl ：中和反应，伴随放热的物理现象 z电池：电池反应，伴随电流的物理现象 §0.1 什么是物理化学 化学变化可以通过改变物理变化进行控制 z物理条件的变化也影响着化学变化，如：压力 、温度、浓度等变化的影响。 z加热可以使NaHCO3发生分解反应。 2NaHCO3→ Na2CO3+H2O+CO2 z加压可以提高合成氨的产率 N2+3H2 →2NH3 §0.1 什么是物理化学 物理化学研究的切入点 z化学现象与物理现象之间存在着密切联系 z物理化学研究的正是这种联系 z从这种联系中找出化学反应具有普遍性的规律 z物理化学是研究普遍性的规律的科学，而不是 研究具体的某个反应。 §0.2 物理化学的内容 １化学热力学 ２化学动力学 z 化学变化的能量效应—— 热力学第一定律 z 化学变化的方向和限度—— 热力学第二定律 z 化学反应进行的速度 z 化学反应进行的具体步骤 ３结构化学 z 化学性质与微观结构之间的关系 本课程不涉及结构化学内容 §0.3 物理化学的研究方法 物理化学研究的特点 z 理论与实验相结合，理论与实验并重 z 理论上、实验上均采用与物理学近似的方法 z 如实验常采用：测温度、压力、浓度，观颜 色、声现象，测电流、磁场等…… §0.3 物理化学的研究方法 物理化学研究的主要理论 ①经典热力学 研究物质的宏观性质，经验的 研究物质的微观与宏观的联系， ②统计热力学 用统计平均，半经验半理论的 ③量子力学 研究物质的微观性质，纯理论的 本课程不涉及量子力学内容 §0.4 学习物理化学的意义 对实际应用的意义 ①直接的: 直接的应用于实际过程 z 化学反应：如何提高产率、如何提高速率 z 下雪天马路上撒盐，可以使雪融化 ②间接的: 学会物理化学的思维方法 z a 实践→归纳总结→理论→实践 z b 模型→演绎推理→理论→实践 z c 理想化→修正→实际过程 §0.4 学习物理化学的意义 对学习其他课程的意义 ①对先行课：巩固加深已学课程的印象 z 解决如何应用高等数学、大学物理的理论 z 解决如何从理论上解释无机化学、有机化学 和分析化学的某些结论 ②对后序课：是化工、轻工、材料、生物、制 药等类专业的专业课程的理论基础 z 解决化工原理、化工热力学主要理论基础 §0.4 学习物理化学的意义 什么是学好了物理化学 ①及格水平： z 掌握了物理化学课程内容、会作物理化学题 ②中等水平： z 掌握物理化学原理，并会应用物理化学原理 （会应用到其它课程） ③优良水平： z 学会物理化学的科学思维方法，并能灵活应用 §0.5 如何学好物理化学 《物理化学》课的特点 首先要了解《物理化学》课程的特点： z 1 理论性强、有的概念相当抽象。 z 2 各章节相互联系密切。 z 3 理论与计算并重。 z 4 大部分公式都有使用条件和适用范围。 §0.5 如何学好物理化学 学好《物理化学》课的要求 要学《物理化学》课程就要做到： z1 认真听讲、及时复习，做好习题、思考题。 z2 了解各章节重点、难点，注意概念之间的联 系，有问题不能积累到下一章。 z3 注意每个公式的应用条件，切忌死记硬背。 z4 要有一定的数学、物理基础。 §0.6 物理量的表示及运算 物理量=数值×单位 物理量=数值×单位 如:压力 P=101.325kPa 注意事项： z 1物理量不是纯数，是有量纲的。 z 2 用物理量表示的方程式中，有加、减、比较 时，要求量纲、单位相同。 如：CP,M={58+75.5x10-3(T/K)-17.9x10-6(T/K)2}J/mol/K §0.6 物理量的表示及运算 物理量=数值×单位 注意事项： z 3对数、指数中的变量应当是纯数而不是物 理量 ln（X/[X]）、ｅx/[x] ，有时侯X/[X] 也用X代替但仍是纯数。 z 4作图、列表应当用纯数，不能用物理量。 §0.6 物理量的表示及运算 物理量=数值×单位 注意事项： z 5采用国际单位制，可用词头。 如：J、 kJ z 6“物质的量”n，不能叫摩尔数。 如：n=4mol 称为物质的量等于4摩尔 §0.7 教材与参考书 使用教材 教材： 《物理化学》上、下册，天津大学物理化学教 研室编，高教出版社，第五版 辅助教材： 《物理化学例题与习题》北京
