天津大学物理化学教研室《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、编委
目录
第1章　气体的pVT关系
　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
　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　化学平衡
　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　相平衡
　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　电化学
　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　量子力学基础
　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　统计热力学初步
　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　界面现象
　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
　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　胶体化学
　12.1　复习笔记
　12.2　课后习题详解
　12.3　名校考研真题详解
                                                                                                                                                                                                    内容简介                                                                                            


　　天津大学物理化学教研室编写的《物理化学》（第5版）是我国高校化学类、化工类、制药类、环境类、材料类等广泛采用的权威教材之一，也被众多高校（包括科研机构）指定为考研考博专业课参考书目。
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内容预览
第1章　气体的pVT关系
1.1　复习笔记
一、理想气体
理想气体是指在任何温度、压力下符合理想气体模型，或服从理想气体状态方程的气体。
1．理想气体模型的微观特征
（1）分子间无作用力；
（2）分子本身不占有体积。
2．理想气体状态方程

或

式中，p、V、T、n的单位分别为Pa，m3，K和mol；

称为气体的摩尔体积，单位为m3·mol-1；R称为摩尔气体常数，适用于所有气体，其值为8.314472J·mol-1·K-1。
该方程适用于理想气体，近似地适用于低压的真实气体。
二、理想气体混合物
1．混合物的组成表示
（1）物质B的摩尔分数x或y定义为：

式中，

表示混合气体总的物质的量。
一般用yB表示气体混合物的摩尔分数，用xB表示液体混合物的摩尔分数。
（2）物质B的体积分数定义为：

式中，

表示在一定T、p下纯气体B的摩尔体积；

为在一定T、p下混合之前各纯组分体积的总和。
（3）物质B的质量分数定义为：

式中，

示混合气体的总质量；mB表示组分B的质量。
（4）混合物的平均摩尔质量为：

式中，

表示混合气体的总质量；

表示混合气体总的物质的量。
上述各式适用于任意的气体混合物。
2．道尔顿定律
（1）混合气体中某一组分B的分压力为：

式中，yB为组分B的摩尔分数；p为总压力。pB也称为B的分压。
而总压力为各种气体分压力之和，即

。
上述公式适用于所有气体混合物，包括高压下远离理想状态的真实气体混合物。
（2）对于理想气体混合物：

（道尔顿定律）
此公式适用于理想气体混合物，对于低压下的真实气体混合物也可近似适用。
3．阿马加分体积定律

式中，

为气体混合物中物质B的分体积。
阿马加定律表明理想气体混合物的体积具有加和性。
该定律适用于理想气体混合物，对于低压下的真实气体混合物也可近似适用。
三、真实气体的液化及临界参数
1．液体的饱和蒸气压
（1）人们把液体与其蒸气达成的一种动态平衡称为气-液平衡，将处于气-液平衡时的气体称为饱和蒸气，液体称为饱和液体，饱和蒸气所具有的压力称为饱和蒸气压；
（2）真实气体由于分子间的作用力才会产生液化现象；理想气体分子间没有相互作用，在任何温度、压力下都不可能液化。
2．真实气体特征
（1）分子间有相互作用力；
（2）分子本身占有体积。
3．临界参数
（1）临界温度Tc：液体在某个特殊温度以上，不论加多大压力，都不能使气体液化，这个温度为临界温度；
（2）临界压力pc：临界温度

Tc时的饱和蒸气压；
（3）临界摩尔体积Vm：在临界温度和临界压力下物质的摩尔体积；
（4）临界状态：物质处于临界温度、临界压力下的状态。
四、真实气体状态方程
1．真实气体的pVm -p图及波义尔温度
不同气体pVm-p曲线随压力的变化可以分为三种类型：
（1）pVm随p的增加而单调增加；
（2）随p增加，pVm开始不变，然后增加；
（3）随p增加，pVm先下降，后上升。
同一种气体在不同温度下，pVm –p曲线也可以出现这三种类型，任何气体都有一个特殊的温度，称为波义尔温度。
定义：当满足

的温度TB称之为波义尔温度，波义尔温度一般为临界温度的2～2.5倍。
2．范德华方程
采用硬球形模型处理真实气体，导出适于中低压力下的真实气体状态方程-范德华方程为：

将

代入范德华方程，得出适用于气体物质的量为n的范德华方程：

式中，a，b称为范德华常数，

的单位为Pa·m6 ·mol-2，b的单位为m3·mol-1。

和b只与气体的种类有关，与温度无关。
适用于最高压力为几个MPa的中压范围内的真实气体p，V，T，n的相互计算。
3．维里方程

及

式中，B, C, D, …及B’,C’,D’, …分别称为第二、第三、第四……维里系数，维里系数是温度T的函数，并与气体本性有关。
适用于最高压力为1 MPa至2 MPa范围内的气体，不适用于高压下的气体。
4．对应状态原理及压缩因子图
（1）定义：

，称pr为对比压力；Vr为对比体积；Tr为对比温度。三者统称为气体的对比参数，三者量纲均为一。
（2）对应状态原理：当不同气体有两个对比参数相等时，第三个对比参数也将相等。
（3）压缩因子Z

压缩因子Z的量纲为一，但不是常数，而是T，p的函数，Z＞1说明真实气体比理想气体难压缩；Z＜1，真实气体比理想气体易于压缩；对于理想气体，Z＝1。
压缩因子图可用于查找在任意条件下实际气体的压缩因子，但计算结果常产生较大的误差，因此只适用于近似计算。

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