物理化学

化学热力学:研究化学反应能量转化，化学变化的方向和限度；与化学变化密切相关的相变化、表面现象和电化学等变化过程的万向和限度是其重要的应用。

物理化学

• 绪论
  • 化学热力学:研究化学反应能量转化，化学变化的方向和限度；与化学变化密切相关的相变化、表面现象和电化学等变化过程的万向和限度是其重要的应用。
  • 化学动力学:研究化学反应的反应速率和反应机理问题，以及不条件对反应速率的影响。
  • 结构化学:研究物质内部微观结构和宏观化学性质的关系。
  • 化学热力学:应用热力学基本原理和方法，研究化学反应的能量转换，判断反应的方向和限度，解决化学反应可能性问题。
  • 相平衡:应用热力学基本原理，通过相图研究多相系统的相变化、相平衡规律，指导生产实践。
  • 电化学:研究电能和化学能的相互转化及规律。
  • 化学动力学:研究化学反应的机理和速率，不同反应条件对反应速率的影响，解决化学反应现实性问题。
  • 表面现象:应用热力学原理，研究表面上发生的物理化学过程及规律。
  • 胶体分散系统:研究胶体分散系统的性质。
  • 大分子溶液:研究大分子溶液的基本性质及规律。
  • 物理化学在医药领域应用:天然药化，制药工程，药物制剂，药物合成，纳米科学，介观领域
• 第一章 热力学第一定律
  • 第一节 热力学概论
    • 研究内容: 利用热力学第一定律解决化学变化的热效应问题。利用热力学第二定律解决指定的化学和物理变化实现的方向限度问题。利用热力学第三定律，根据热力学的数据解决有关化学平衡计算问题。
  • 第二节 热力学基本概念
    • 一、系统与环境
      • 系统与环境关系: 敞开系统，封闭系统孤立系统。
      • 体系和环境的选择是人为的，只取决于研究问题的方便。
    • 二、系统的性质
      • 广度性质:性质的数值与系统的物质的数量成正比。这种性质具有加和性。
        • 整个系统的广度性质是系统中各部分该性质的总和，如质量，体积，热容，热力学能，熵等。
      • 强度性质:性质的数值与系统的物质的数量成反比。这种性质不具有加和性。
        • 如温度，压力，密度，粘度等。
      • 广度性质和强度性质的关系:
    • 三、热力学平衡态
      • 当系统的性质不随时间而变，则该系统就处于热力学平衡态，应同时存在下列几个平衡：
        • （1）热平衡:一系统各部分温度相等。
        • （2）力学平衡:一系统各部分之间、系统与环境之间没有不平衡的力存在。
        • （3）相平衡:一多相共存时，各相的组成和数量不随时间而改变。
        • （4）化学平衡:一反应系统中各物质的数量不随时间而改变。
    • 四、状态函数与状态方程
      • 系统的状态是系统一切性质的综合表现。
      • 实践表明:对于含有n种物质的均相封闭系统的定态，只要指定n＋2种系统的性质，系统的状态和其它的性质也就完全确定了。通常采用温度、压力和各种物质的物质的量。
      • 状态函数:
        • 特点:
        • 状态函数改变状态一定改变
    • 五、过程与途径
    • 六、热和功
      • 功的种类
      • 说明:从微观上看，热是大量质点以无序运动方式而传递的能量：而功则是大量质点以有序运动方式而传递的能量，热和功只出现在系统状态变化中，一旦过程终止，就无功和热可言。热和功与系统发生变化的具体途径有关，不是状态函数。
    • 七、热力学能
  • 第三节 热力学第一定律
    • 1 cal=4.1840J
    • 一、热力学第一定律数学表达式
      • 封闭系统
  • 第四节 可逆过程
    • 一、体积功
      • 一、公式推导
      • 二、不同过程的体积功
        • 多次膨胀做功多:(外压)
        • 准静态膨胀过程:(外压)，做功最大
          • 准静态膨胀过程定义:使系统内压与外压处于无限接近的情况下，即膨胀次数无限多，系统自始至终是对抗最大的阳力慎况下，所以此过程所作的功为最大功。这种过程又称为准静态过程。
        • 准静态膨胀过程(一次比多次所做功多）
        • 功与过程小结:
          • 从以上的膨胀与压缩过程看出，功与变化的途径有关。显然，准静态膨胀，系统对环境作最大功准静态压缩，环境对系统作最小功。
      • 三、可逆过程
        • 特点:
          • （1）可逆过程是以无限小的变化进行，系统始终无限接近于平衡态。
          • （2）系统在可逆过程中作最大功，环境在可逆过程中作最小功，即可逆过程效率最高。
          • （3）在反向的过程中，在相似条件下，循着原过程的相反方向进行，可使系统和环境完全恢复原态。
        • 等温可逆膨胀公式
  • 第五节 焓和热容
    • 一、等容热
    • 二、等压热和焓
    • 三、热容
  • 第六节 热力学第一定律在理想气体简单状态变化过程中的应用
    • 一、理想气体的热力学能和焓
      • 理想气体的焓与热力学能一样，仅是温度的函数
    • 二、理想气体绝热过程
      • 理想气体绝热可逆过程
  • 第七节 热力学第一定律在相变化过程中的应用
  • 第八节 热力学第一定律在化学变化中的应用
    • 一、热化学的基本概念
    • 二、反应热的计算
      • 标准摩尔生成焓
      • 标准摩尔燃烧焓
        • 气体标准状态下数值为零
      • 离子标准摩尔生成焓
    • 三、反应热与温度的关系——基尔霍夫方程
• 第二章 热力学第二定律与化学平衡
  • 第一节 自发过程
  • 第二节 热力学第二定律
  • 第三节 熵函数及热力学第二定律的数学表达式
    • 三、热力学第二定律的数学表达式
      • 可逆过程热温熵等于熵变
    • 四、熵增加原理和熵判据
    • 五、熵的物理意义
      • 2、熵与概率
  • 第四节 熵变的计算
    • 环境熵变的计算
    • 系统熵变的计算
    • 一、理想气体简单状态变化过程系统熵变的计算
      • 1、理想气体等温过程熵变计算
      • 2、理想气体变温过程熵变计算
      • 3、理想气体混合过程的熵变计算
    • 二、纯物质变温过程的熵变计算
    • 三、相变过程的熵变计算
    • 四、化学反应的熵变计算——热力学第三定律
      • 1、热力学第三定律
      • 2、规定熵
      • 3、化学反应的熵变计算
  • 第五节 亥姆霍兹自由能与吉布斯自由能
    • 一、热力学第一定律与第二定律的联合表达式
    • 二、 亥姆霍兹自由能与吉布斯自由能
      • 1、亥姆霍兹自由能
      • 2、吉布斯自由能
    • 三、过程方向和限度的判据——热力学判据
  • 第六节 吉布斯自由能变的计算
  • 第七节 热力学函数间的关系
    • 一、热力学基本公式
    • 二、对应系数关系式
  • 第八节 多组分系统热力学
    • 一、偏摩尔量
      • 偏摩尔量的加和公式
    • 二、化学势
    • 三、多组分系统中的化学势
      • 1、化学变化和相变化中的化学势