大学化学期末复习提纲

体

（2）原电池图示

用“||”表示盐桥，负极在左，发生氧化反应；正极在右，发生还原反应正负极中电解质溶液紧靠盐桥写，用“│”表示界面，注明组成电极的物质的状态、组成、正负极 (－) Zn│Zn(c1)‖Cu (c2)│Cu（+） （3）可逆电池

可逆电池必须满足的条件

A.电极反应和电池反应必须可以正、逆两个方向进行，且互为可逆反应； B.通过电池的电流必须无限小，电极反应是在接近电化学平衡的条件下进行的。 （4）可逆电池热力学

2+

2+

ΔrGmθ=-nFEθ（公式30）

E原电池标准电动势 E=?+-?- n：电池反应中转移的电子数 F：法拉第常数 96485C·mol

θ

θ

-1

三、电极电势

1、标准电极电势

（1）标准氢电极Pt∣H2(100kPa)∣H(1.0mol·L) ?（H/H2）=0V

+

-1

+

θ

（2）标准电极电势的测定E=?（待测电极）- ?（H/H2）

+

θθ

（3）?θ(电极)值大:电对中的氧化型物质氧化性强； ?θ(电极)值大:电对中的氧化型物质氧化性强；

?θ(电极)值小:电对中的还原性物质还原性强。θ(电极)值小:电对中的还原性物质还原性强。

??

（4）参比电极 Hg2Cl2(s)+ 2e2Hg(l) +2Cl 2、影响电极电势的因素

（公式31）

n：电极反应中所转移的电子数

a、b：分别代表电极反应中氧化态、还原态的化学计量系数

电极反应中的固体或液体的浓度不列入方程式，电极反应中的气体（视为理想气体）：用相对分压来表示，公式中c（氧化型）、c（还原型）：应包括参加电极反应的所有物质浓度。

四、电极电势的应用

1、计算原电池电动势 E=E+-E- 2、判断氧化还原反应进行的方向

根据ΔrGm(T)=－nFE，若计算得到的E为正值，则ΔrGm<0，说明电池反应是自发的；

若计算得到的E为负值，则ΔrGm>0，则电池反应是非自发的，或者说电池的正、负极位置换一下，电池反应才是自发的

3、确定氧化还原反应进行的限度

θθθ

氧化还原反应的K值大小由下面因素决定：E（氧化剂电对）－E（还原剂电对）；反应方

θ

程式的书写形式不同，K值不同

4、比较氧化剂和还原剂的相对强弱

第五章 相平衡

一、相律

1、相和相数

（1）相：系统中物理性质和化学性质完全相同的均匀部分。

相与相之间有明显的界面存在；在界面的两侧系统的性质有着明显的突变 （2）相数

气相：Ф=1 系统中不论有多少种气体，都只有一个相

液相：纯液体Φ=1 混合溶液：完全互溶Φ=1 不互溶Φ=2,3····· 固相：一般一种固体物质为一相，同一物质的不同晶型也是不同的相 2、独立组分数和自由度数 （1）独立组分数

化学物种数（S）：系统中所含的化学物质种类的数目。 独立组分数（C）：用于描述平衡系统中各相组成所需要最少的独立物种数。

系统中的独立组分数和化学物种数不一定相同。

独立组分数的确定

独立组分数＝物种数－独立化学平衡反应数－独立浓度限制条件数

C＝S－R－R′（公式32）

独立化学平衡反应数R：不包括以线型的组合形式由其它反应导出来的反应方程式； 浓度限制条件：几种物质在同一相中的浓度之间存在的某种比例关系，不同相的物种间不考虑浓度限制条件。

（2）自由度（数）f 在已达平衡的系统中，可以在一定范围内任意改变，而不使系统原有的相数和形态发生变化（即不引起旧相的消失和新相的产生）的独立强度变量，又称独立变量。 3、相律

相律的数学表达式：f=C－Φ+2（公式33）

文字叙述：只受温度和压力影响的平衡系统的自由度数，等于系统的独立组分数减去相数再加上2。

系统独立组分数C增大，相数Ф减少，f 增大。 2：指影响系统平衡状态的外界条件：温度、压力 相律只适用于平衡系统：

若指定温度或指定压力：f*＝C－Ф + 1 f最小值：零；C、Ф最小值：1

二、克拉贝龙-克劳修斯方程

1、克拉贝龙方程

ΔΔ

βα

（公式34）

Vm ：物质由α相转变到β相时系统的摩尔体积变 β

αHm：物质由α相转变到β相时系统的摩尔相变焓

2、克拉贝龙—克劳修斯方程

（公式35）

三、单组分系统的相平衡——水的相图

水的相图分析（其他单组分相图也可照此分析）

1、OA,OB,OC三条实线将平面分为BOC,COA,AOB三个区域，每个区域成为一个相区。这三个相区分别是水蒸气、液态水和固态冰的稳定存在区域，都是单相区Φ=1.由相律可知，三个单相区的自由度都是2，在这些区域内，必须同时指定温度和压力，系统的状态才能完全确定

2、OA,OB,OC三条曲线分别表示固液、固气、气液两相平衡，Φ=2.由相律，f=1，只有一个自由度，即温度和压力两个变量中确定了一个，另一个也随之确定。 3、OA,OB,OC三条曲线的交点O，是气、液、固三相平衡共存点。

4、由水的相图可以看出，OC,OB线的斜率是正值，而OA线的斜率是负值，从而有克拉贝龙方程可以得出冰的摩尔体积大于水的摩尔体积。

5、通过相图可以了解外界条件变化时，系统状态变化的情况，根据要求做平行于T轴或P轴的直线，分析直线与相图曲线的交点即可。 四、完全互溶的二组分气液平衡相图

1、理想溶液气液平衡相图

理想溶液压力—组成图 理想溶液温度—组成图

（公式36，yB是B的蒸汽在气相中

的分数）

相图分析：（1）理想溶液的压力—组成图。图中p为系统的总蒸汽压，xB(yB）为液相（气相）中B的摩尔分数。气相线和液相线把全图分为三个区，气相线和液相线之间的区域是气液两相平衡共存的区域。相图中表示系统组成的点成为系统点。如图m点，它表示系统中B组分的摩尔分数xm。当系统处于m点时气液两相平衡，此时气液两相的组成可由过m点并与横轴平行的平行线分别与气相线和液相线相交于l点和g点来确定，它们分别表示液相中B组分的摩尔分数为xl，气相中B组分的摩尔分数为xg。L点和g点表示相的组成，成为相点。在单相区系统点与相点是一致的，在多相区是不一致的 （2） 理想溶液的沸点—组成图同理 2、杠杆规则

总量守恒n=nl+ng

nlCD=ngEC（公式37）

3、非理想溶液气液平衡图的分析方法与理想溶液气液平衡图相同

第六章 界面化学

一、液体表面张力和表面自由能

1、表面自由能

（公式38）使膜面积增加过程中所做的功，应等于系统表面自由能的增加，

故称为表面自由能 2、表面张力

??F 在液体表面上，与液体表面相切，并垂直液体表面“边缘”，单位长度上的收缩力 2l表面张力和表面自由能：同一数值的两个不同的概念。 影响表面张力的因素 σ与物质的本性有关，σ与温度有关温度升高，表面张力减小，所有界面层分子受力不对称，都存在着界面张力。

二、凝聚相的表面自由能