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绪章绪论
介绍物理化学的建立、发展、目的、内容、研究方法以及课程的学习方法。
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●0.1绪论
介绍物理化学的建立、发展、目的、内容、研究方法以及课程的学习方法。
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第一章热力学第一定律
能量的守恒和转化以及在转化过程中功、热、热力学能(内能U)之间的相互关系。
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●1.1热力学第一定律的基本概念
介绍热力学中的一些基本概念,包括系统、环境、状态函数、功、热等。
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●1.2热力学第一定律
热力学能(U)的含义以及热力学第一定律的数学表达形式。
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●1.3准静态过程与可逆过程
不同过程体积功的计算以及准静态过程和可逆过程的含义。
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●1.4焓与热容
焓(H)的定义及特点,焓变与等压热效应的关系,热容的定义。
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●1.5热力学第一定律对理想气体的应用
盖-吕萨克-焦耳实验,理想气体的内能和焓与温度、压力、体积的关系,理想气体的Cp与CV的关系。
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●1.6绝热过程
绝热过程的功,绝热可逆过程方程式,等温可逆过程与绝热可逆过程的比较。
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●1.7卡诺循环
卡诺循环四个过程中的功、热交换,热机效率。
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●1.8Joule-Thomson效应
Joule-Thomson实验(节流膨胀)的内容及特点,焦-汤系数的定义,根据焦-汤系数判断节流膨胀之后气体温度的变化。
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●1.9热化学
化学反应热效应,反应进度,标准摩尔反应焓的含义。
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●1.10几种热效应
标准摩尔生成焓、标准摩尔燃烧焓的定义以及利用生成焓或燃烧焓计算化学反应的焓变。
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第二章热力学第二定律
热力学第二定律的内容、本质,熵(S)、吉布斯自由能(G)、亥姆霍兹自由能(A)等函数的含义以及判断化学变化的方向性和反应的限度。
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●2.1热力学第二定律
热力学第二定律的内容(Clausius的说法和Kelvin的说法)及证明。
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●2.2熵
熵的概念、特点及其与热温商的关系。
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●2.3Clausius 不等式与熵增加原理
熵变与热温商的关系,绝热或隔离系统中熵的变化特点。
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●2.4熵变的计算
等温(简单物理变化、等温等压可逆相变、等温等压混合过程)、变温过程中熵变的计算。
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●2.5热力学第二定律的本质—— 熵的统计意义
借助统计热力学阐述热力学第二定律的本质,熵与热力学概率的关系(玻尔兹曼公式)。
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●2.6Helmholtz自由能和Gibbs自由能
Helmholtz自由能和Gibbs自由能的定义以及运用这两个函数变化判断自发变化的方向和限度。
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●2.7几个热力学函数间的关系
U、H、A、G四个函数间的关系,Maxwell关系式及应用。
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●2.8ΔG的计算
等温(物理变化和相变)及变温过程中ΔG的计算
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第三章多组分系统热力学及其在溶液中的应用
多组分系统中的偏摩尔量、化学势等定义以及气体、混合物、溶液中各组分化学势的表示式。
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●3.1偏摩尔量
偏摩尔量的定义以及加和公式。
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●3.2化学势
化学势的广义定义、狭义定义,化学势在相平衡中的应用,化学势与温度、压力的关系。
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●3.3气体混合物中各组分的化学势
理想气体、非理想气体化学势的表示式,逸度的概念。
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●3.4稀溶液中的两个经验定律
Raoult定律和Henry定律的内容及适用条件。
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●3.5理想液态混合物
理想液态混合物的定义、通性以及其中组分的化学势。
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●3.6稀溶液的依数性质
理想稀溶液的定义以及溶剂、溶质的化学势,稀溶液依数性质的含义,凝固点降低公式的推导及应用。
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●3.7稀溶液的依数性—沸点升高
沸点升高公式的推导及应用。
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●3.8稀溶液的依数性—渗透压
渗透现象的原因,渗透压公式的推导及应用。
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●3.9活度与活度因子
非理想液态混合物以及非理想稀溶液中组分的化学势,活度及活度因子的定义。
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第四章相平衡
运用相律、相图等分析多相系统平衡时的特点以及系统状态如何随温度、压力、浓度等变量的改变而发生变化。
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●4.1相律
相平衡的基本概念(相图、相、自由度等),相律的推导及应用。
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●4.2单组分系统的两相平衡
克拉贝龙方程和克劳修斯-克拉贝龙方程。
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●4.3水的相图
水的相图的结构及运用相图分析相态变化,超临界流体的概念及应用。
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●4.4理想的二组分液态混合物的压力-组成图
理想二组分液态混合物的p-x相图的绘制、结构及应用。
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●4.5理想二组分液态混合物的沸点-组成图
理想二组分液态混合物的T-x相图的绘制、结构及应用,杠杆规则和蒸馏、精馏的原理。
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●4.6非理想的二组分液态混合物
非理想的二组分液态混合物的p-x图及T-x图的结构及应用,恒沸混合物的含义。
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●4.7简单的低共熔二元相图 ——热分析法
热分析法的具体内容,步冷曲线的含义,Cd-Bi二元相图的温度-组成图的结构、相态分析以及低共熔点的含义。
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●4.8水-盐系统的相图——溶解度法
水-硫酸铵二元相图的温度-组成图的结构、相态分析以及利用相图进行粗盐提纯。
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●4.9形成化合物的二组分系统
形成稳定化合物和不稳定化合物的二组分系统,其温度-组成图中的特点及相态分析。
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●4.10三组分系统的相图
等边三角形坐标表示法,部分互溶三液体系统、二固体和一液体的水盐系统的相图分析。
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第五章化学平衡
化学反应平衡的条件,平衡常数的表示式和计算以及温度、压力、惰性气体对化学平衡的影响。
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●5.1平衡常数和化学反应等温方程式
标准平衡常数及化学反应的等温方程式。
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●5.2化学反应的平衡条件
化学反应的平衡条件以及化学反应不能进行彻底的原因。
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●5.3平衡常数表示式
Kp、Kx、Kc等经验平衡常数的表示式以及平衡常数间的关系。
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●5.4复相化学反应
复相化学反应的平衡常数,解离压力。
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●5.5标准摩尔生成吉布斯自由能
化学反应的标准摩尔Gibbs自由能变化值和某物质的标准摩尔生成Gibbs自由能的含义及两者之间的关联。
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●5.6温度对化学平衡的影响
温度对化学平衡的影响,不同温度下平衡常数的计算。
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●5.7压力对化学平衡的影响
压力对化学平衡的影响(勒沙特列原理)。
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●5.8惰性气体对化学平衡的影响
不同条件下(总压一定或总体积一定时)惰性气体对化学平衡的影响。