傅献彩《物理化学》（第5版）笔记和课后习题（含考研真题）详解

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内容简介
目录
第1章　气体
　1.1　复习笔记
　1.2　课后习题详解
　1.3　名校考研真题详解
第2章　热力学第一定律
　2.1　复习笔记
　2.2　课后习题详解
　2.3　名校考研真题详解
第3章　热力学第二定律
　3.1　复习笔记
　3.2　课后习题详解
　3.3　名校考研真题详解
第4章　多组分系统热力学及其在溶液中的应用
　4.1　复习笔记
　4.2　课后习题详解
　4.3　名校考研真题详解
第5章　相平衡
　5.1　复习笔记
　5.2　课后习题详解
　5.3　名校考研真题详解
第6章　化学平衡
　6.1　复习笔记
　6.2　课后习题详解
　6.3　名校考研真题详解
第7章　统计热力学基础
　7.1　复习笔记
　7.2　课后习题详解
　7.3　名校考研真题详解
第8章　电解质溶液
　8.1　复习笔记
　8.2　课后习题详解
　8.3　名校考研真题详解
第9章　可逆电池的电动势及其应用
　9.1　复习笔记
　9.2　课后习题详解
　9.3　名校考研真题详解
第10章　电解与极化作用
　10.1　复习笔记
　10.2　课后习题详解
　10.3　名校考研真题详解
第11章　化学动力学基础（一）
　11.1　复习笔记
　11.2　课后习题详解
　11.3　名校考研真题详解
第12章　化学动力学基础（二）
　12.1　复习笔记
　12.2　课后习题详解
　12.3　名校考研真题详解
第13章　表面物理化学
　13.1　复习笔记
　13.2　课后习题详解
　13.3　名校考研真题详解
第14章　胶体分散系统和大分子溶液
　14.1　复习笔记
　14.2　课后习题详解
　14.3　名校考研真题详解
                                                                                                                                                                                                    内容简介                                                                                            


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内容预览
第1章　气体
1.1　复习笔记
一、气体分子动理论
1．理想气体
理想气体：在任何压力、任何温度下都符合理想气体状态方程pV=nRT的气体。
理想气体状态方程中，p为气体压力，单位是Pa；V为气体的体积，单位是m3；n为物质的量，单位是mol；T为热力学温度，单位是K；R是摩尔气体常数，R＝8.3145J·mol-1·K-1。
2．气体分子动理论的基本公式
（1）气体分子运动的微观模型
①气体是大量分子的集合体；
②气体分子不断地作无规则的运动，均匀分布在整个容器之中；
③分子彼此的碰撞以及分子与器壁的碰撞是完全弹性的。
（2）气体的根均方速率

式中，u称为气体的根均方速率；

。
（3）气体压力和根均方速率的关系（根据气体分子动理论导出的基本方程式）

式中，p为N个分子与器壁碰撞后所产生的总效应，具有统计平均的意义；V为气体体积；m为气体质量；N为气体分子个数；u为气体的根均方速率，也是一个微观量的统计平均值。
3．压力和温度的统计概念
（1）压力是大量分子集合所产生的总效应。
（2）温度与大量分子的平均平动能具有函数关系，反映了大量分子无规则运动的剧烈程度。
二、摩尔气体常数（R）
各种气体在压力趋于零时，

均趋于一个共同的极限值R，R为摩尔气体常数，可以利用外推法求得：R＝8.3145 J·mol-1·K-1。
三、理想气体的状态图
一定量的理想气体状态点在p，V，T空间坐标中可构成一个曲面，所有符合于理想气体的气体都出现在这个曲面上，且都满足关系式：

，这个曲面就是理想气体的状态图，也称为相图。
四、分子运动的速率分布
1.Maxwell速率分布定律


2．分子速率的三个统计平均值——最概然速率、数学平均速率与根均方速率
（1）最概然速率

（2）分子的数学平均速率

（3）三种速率的比值

五、分子平动能的分布
1．分子能量处于E～（E+dE）之间的分子占总分子中的分数

能量分布函数f（E）


2．在二维平面能量大于某定值E1的分子分数


3．在三维空间能量大于某定值E1的分子分数

六、气体分子在重力场中的分布
假定气体符合理想气体状态方程，且在涉及高度范围内温度保持不变，则气体压力、密度、单位体积内气体的分子数与高度的关系分别为：





以上三个公式均称为Boltzmann（玻耳兹曼）公式。
七、分子的碰撞频率和平均自由程
1．自由程
在分子的每两次连续碰撞之间所经过的路程称做分子的自由程，用l表示。
2．平均自由程
自由程是在不断地无规则地改变着，其平均值称做平均自由程，用

表示。

式中，d表示有效直径，指的是两个分子的质心碰撞时所能达到的最短距离，其数值往往略大于分子本身的直径。
3．分子的互碰频率

式中，z为分子的互碰频率，为无量纲；μ为折合质量；dAB为A，B分子的有效半径之和。
4．分子与器壁的碰撞频率

式中，z的单位为mol。
5．分子隙流
气体分子通过小孔向外流出称为隙流。
隙流速度

八、实际气体
1．实际气体的行为
在压力较高或温度较低时，实际气体与理想气体的偏差较大。用压缩因子（Z）衡量偏差的大小。

理想气体的

，Z=1。对实际气体，若Z>1,则

，表示同温、同压下，实际气体的体积大于按理想气体方程计算的结果。即实际气体的可压缩性比理想气体小。当ZB。
3.van der waals方程式

式中，

的单位为Pa·m6·mol-2；b的单位为m3·mol-1。

和b都是只与气体的种类有关，而与温度无关的常数，称为范德华常数。
4．维利方程

式中，A、B、C、D称为第一、第二、第三Virial（维利）系数。
九、气液间的转变——实际气体的等温线和液化过程
1．实际气体的等温线
理想气体的等温线为一条光滑的等轴双曲线，实际气体的等温线与理想气体的等温线不同。
实际气体的等温线特点如下：
（1）低温时，在压力较高的条件下气体液化，在某一压力下气-液共存，曲线段为一条水平直线，在高压下状态为气态。
（2）当温度达到某一温度时，气-液共存的水平直线缩成一点，等温线在此出现拐点，在此温度以上，无论加多大的压力，气体均不能液化。此温度称为临界温度，用Tc表示。拐点对应的压力，也就是此温度下使气体液化的最小压力，称为临界压力pc。
（3）在高于Tc时，温度越高，曲线越接近于等轴双曲线，即在高温或低压下，气体越接近于理想气体。
2.van der waals方程式的等温线
范氏方程展开后，可得

在一定温度下，

和b有确定值。上式是体积的三次方程式，每一个p值可以得到三个Vm值，这三个Vm值可以有三种情况：（1）一实根两虚根；（2）三个相等的实根；（3）三个数值不同的实根,。因此可以绘制出p-V等温线，该曲线与实验曲线大致一样。
3．对比状态和对比状态定律
（1）对比状态
因范氏方程求得的曲线与实验曲线大致一样，从而可以通过曲线上临界点的特征（极大值，极小值，拐点三点重合）求出

和b的值。

　

将其代入van der Waals方程，整理得到

引入新变数，定义

　

　



代入上式，得到van der Waals的对比状态方程式，即

上式不含有因物质而异的常数a，b，且与物质的量无关。
（2）对比状态定律
任何适于van der Waals公式的气体都能满足式

，且在相同的对比温度和对比压力下，就有相同的对比容积。此时，各物质的状态称为对比状态，这个关系称为对比状态定律。
十、压缩因子——实际气体的有关计算
不同气体在相同的对比状态下，有大致相等的压缩因子。
用对比参数与临界参数替换p，V，T，可得

式中，van der waals气体的

接近于一常数。又根据对比定律，在相同的

，

下有相同的

，因此，在对比状态时，各气体也应有相同的压缩因子Z。
可以根据查压缩因子图计算高压下的p，V，T关系。

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