物理化学为北航材料学院考研必考科目，考试内容为大二必修课《物理化学》，教材为天津大学出版的《物理化学》（第四版），习题答案在图书馆可以借到。本资料参考物理化学教材和课件整理，由王晓芳录入，期间侯琴，王焕芳，张文婷等同学提供了很大帮助。希望大家复习时仍以课件和教材为主
目录
第一章 气体的PVT关系 ............................................... 1
1.1理想气体状态方程 ............................................ 1
1.2理想气体分压、分体积定律 .................................... 1
1.2.1理想气体分压定律： .................................... 1
1.2.2理想气体分体积定律： .................................. 1
1.3饱和蒸汽压 .................................................. 1
第二章 热力学第一定律 ............................................... 2
2.1．基本概念 ................................................... 2
2.1.1系统和环境 ............................................ 2
2.1.4过程与途径 ............................................ 2
2.1.5相及相变化 ............................................ 3
2.1.6热和功 ................................................ 3
2.2体积功的计算(可逆过程) ...................................... 3
2.3热力学第一定律及热力学能 .................................... 4
2.3.1热力学能U ............................................. 4
2.3.2热一律 ................................................ 5
2.4恒容热、恒压热及焓 .......................................... 5
2.4.1恒容过程热： .......................................... 5
2.4.2恒压过程热及焓： ...................................... 5
2.5热容及热的计算 .............................................. 6
2.5.1热容定义 .............................................. 6
2.5.2分别利用恒容、恒压摩尔热容计算反应热公式： ............ 6
2.5.3热容与温度的关系 ...................................... 6
2.6热力学第一定律的应用 ........................................ 7
2.6.1理想气体的热力学能及焓只是温度的函数 .................. 7
2.6.2热一律对简单状态参量变化过程的应用（计算题） .......... 7
2.6.3热一律的另一应用——相变化过程热一律的计算 ............ 7
2.6.4热一律的应用Ⅲ——热化学 .............................. 7
第三章 热力学第二定律 ............................................... 9
3.1自发过程的共同特征及热二律的表述 ........................... 10
3.1.1自发过程的共同特征： ................................. 10
3.1.2热二律的表述 ......................................... 10
3.2卡诺热机及热机效率 ......................................... 10
3.3熵增加原理及热二律的数学表达式 ............................. 11
3.3.1熵的提出 ............................................. 11
3.3.2熵的定义及热二律的数学表达式 ......................... 11
3.3.3熵增加原理 ........................................... 12
3.4熵变的计算 ................................................. 12
3.4.1 单纯p、V、T 变化过程ΔS的计算 ....................... 12
3.4.2理想气体的混合过程 ................................... 14
3.4.3定T 定p下相变化过程 ................................. 14
3.4.4热力学第三定律及化学反应熵变的计算 ................... 14
3.5亥姆霍茨函数和吉布斯函数 ................................... 15
3.5.1 亥姆霍茨(Helmholtz)函数及其判据 ...................... 15
3.5.2 吉布斯(Gibbs)函数及其判据 ............................ 16
3.5.3引入A、G的意义 ...................................... 16
3.5.4定温过程ΔA、ΔG 的计算 .............................. 16
3.6热力学函数的重要关系式 ..................................... 17
3.6.1定义式 ............................................... 17
3.6.2热力学基本方程（4个） ................................ 17
3.6.3对应系数方程（8个） .................................. 17
3.6.4麦克斯韦方程（4个） .................................. 18
3.6.5其它关系 ............................................. 18
3.7克拉贝龙(Clapeyron)方程 .................................... 18
3.7.1克拉贝龙（Clapeyron）方程 ............................ 18
3.7.2克拉贝龙方程的应用 ................................... 19
3.8热力学能的本质及熵的统计意义 ............................... 20
3.8.1热力学能的本质 ....................................... 20
3.8.2熵的统计意义 ......................................... 20
3.8.3熵增加原理的限制 ..................................... 20
第四章 多组分系统热力学及相平衡 .................................... 20
4.1 理解偏摩尔量和化学势的概念 ................................. 20
4.1.1偏摩尔量 ............................................. 20
4.1.2化学势的概念,解并掌握化学势判据及其应用 .............. 23
4.2理解并掌握Clapeyron公式和 Clausius-Clapeyron方程，并能进行有关计算 ......................................................... 25
4.2.1克拉贝龙（Clapeyron）方程（含克-克方程） ............. 25
4.3理解理想液体混合物和理想稀溶液中各组分化学势的表达式 ....... 26
4.3.1理想液态混合物中各组分化学势等温式 ................... 26
4.3.2理想稀溶液中各组分的化学势等温式 ..................... 27
4.4理解并掌握形成理想液体混合物过程热力学函数变的计算方法 ..... 29
4.5掌握Raoult定律、Henry定律等相平衡规律的简单计算（如蒸汽压下降、凝固点降低等） ................................................. 30
4.5.1拉乌尔定律 ........................................... 31
4.5.2亨利定律 ............................................. 31
4.5.3两个定律的对比 ....................................... 31
4.6理解相律的意义：掌握单组分体系和二组分体系典型相图的特点 ... 32
4.6.1相率 ................................................. 32
4.6.2单组分（纯物质）系统的相平衡 ......................... 32
4.6.3纯组分系统的相图 ..................................... 32
4.6.4二组分体系典型相图 ................................... 33
第五章 化学平衡 .................................................... 34
5.1明了热力学标准平衡常数的定义，会用热力学数据计算标准平衡常数 ... 34
5.1.1平衡常数的热力学推导 ................................. 34
5.1.2平衡常数的计算 ....................................... 34
5.2理解并掌握Van’t Hoff等温方程及等压方程的含义及其应用，能够分析和计算各种因素对化学反应平衡组成的影响（如系统的温度、浓度、压力和惰性气体等） ................................................. 35
5.2.1、等温方程式 .......................................... 35
5.2.2 化学反应等压方程式 ................................... 37
第六章 电化学 ...................................................... 38
6.1 法拉第定律 ................................................. 38
6.2离子的平均活度和平均活度系数 ............................... 38
6.3离子强度及强电解质溶液的离子互吸理论 ....................... 39
6.4可逆电池热力学 ............................................. 40
6.5可逆电极的类型 ............................................. 40
6.6电极电势的Nernst方程 ...................................... 41
6.7浓差电池 ................................................... 42
6.8电池电动势和电极电势的应用 ................................. 42
6.9电极极化 ................................................... 44
第七章 界面现象 .................................................... 45
7.1比表面吉布斯函数和表面张力 ................................. 45
7.2界面现象热力学 ............................................. 46
7.3弯曲界面的附加压力 ......................................... 46
7.4拉普拉斯(Laplace)方程 ...................................... 47
7.5分散度对物质性质的影响 ..................................... 47
7.6润湿 ....................................................... 49
第八章 化学动力学 .................................................. 50
8.1反应速率、速率常数等基本概念 ............................... 50
8.2简单级数反应方程及其特征 ................................... 51
8.2.1一级反应 ............................................. 51
8.2.2二级反应 ............................................. 52
8.2.3零级反应 ............................................. 52
8.2.4 n级反应 ............................................. 53
8.3几种典型的复合反应 ......................................... 54
8.3.1对峙反应（可逆反应） ................................. 54
8.3.2连串反应 ............................................. 55
8.3.3平行反应 ............................................. 56
8.4复合反应速率方程的求法 ..................................... 57
8.4.1平衡态近似法 ......................................... 57
8.4.2稳定态近似法 ......................................... 58
8.5 阿累尼乌斯(Arrhenius)方程 .................................. 58
第一章 气体的PVT关系
1.1理想气体状态方程
PV=nRT，其中P的单位是Pa，V的单位是m3，n的单位是mol，T的单位是K，摩尔气体常数R=8.315J·mol-1·K-1。
了解 R值的获得方法，即pVm-p 图及外推法：见课本P10。
1.2理想气体分压、分体积定律
1.2.1理想气体分压定律：
pB=yBp，pB=Σp，其中，pB为混合气中气体B的分压，p为混合气体的总压强，yB为混合气中气体B的摩尔分数。
pB V=nBRT，即理想气体混合物中某一组分B的分压等于该组分单独存在于混合气体的温度T及总体积V的条件下所具有的压力，混合气体的总压等于各组分单独存在于混合气体的温度、体积下所具有的总压。
1.2.2理想气体分体积定律：
VB=yBV，VB =ΣV，其中，VB为混合气中气体B的分体积，V为混合气体的总体积，yB为混合气中气体B的摩尔分数。
VB= nBRT/p，即理想气体混合物中物质B的分体积VB等于纯气体B在混合物的温度T及总压p条件下所占有的体积；另外，同温同压下，理想混合气体混合后总体积等于混合前各组分的体积之和。
1.3饱和蒸汽压
1.液体的饱和蒸汽压：在一密闭容器中，一定温度下，当气体的凝结速度与液体的蒸发速度相同时，即达到了气液平衡状态。在一定温度下，与液体成平衡的饱和蒸汽所具有的压力称为饱和蒸汽压。
2.对确定的某一物质，饱和蒸汽压是温度的函数，随温度的升高而急剧增大。
3.当饱和蒸汽压等于外界压力时，液体沸腾，此时对应的温度为液体的沸点。
4.某一温度下，在气液共存的系统中，若蒸汽的压力小于其饱和蒸汽压，则液体将蒸发为气体，直至蒸汽压蒸至该温度下的饱和蒸汽压，达到气液平衡为止；反之，若蒸汽的压力大于其饱和蒸汽压，则蒸汽将部分凝结为液体，直至蒸汽压降至该温度下的饱和蒸汽压，达到气液平衡为止。
5.固体也具有饱和蒸汽压。
第二章 热力学第一定律
2.1．基本概念
2.1.1系统和环境
1.系统：研究的那部分物质，即研究对象。
2.环境：系统之外与其相联系的那部分物质。
3.系统分为三种，分别是封闭系统（与环境无物质交换，但是有能量交换）、隔离系统（与环境既无物质交换，也无能量交换）和敞开系统（与环境间既有物质交换又有能量交换，也称开放系统）。
2.1.2强度性质与广度性质
1.强度性质：其值与系统中所含物质数量无关。如T、p 等，不具有加和性。
2.广度性质(容量性质)：其值与系统中物质数量成正比，具有加和性。
一种广度性质/另一种广度性质＝强度性质，如Vm、Cm、ρ等。
3.四个最基本的可直接测量的热力学性质：T、p、V、n。
2.1.3状态和状态函数
1.状态 ：静止的系统的状态，是系统所有性质的综合表现。
系统中所有物理及化学性质均有确定值——热力学平衡态，如热平衡、力平衡、相平衡、化学平衡。
2.状态函数：确定系统状态的性质称为状态性质；热力学状态性质只与系统当时所处的状态有关，而与如何达到这一状态无关。称为状态函数。
3.状态函数的特征：
⑴ 是状态的单值函数(状态不变它不变)；
⑵ 状态改变时，状态函数的变化量只与变化的初末态有关，而与变化的途径无关；
⑶ 系统经历循环过程时，状态函数的变化量为零；
2.1.4过程与途径
1.过程(process) ： 一定条件下系统由一状态变化到另一状态的经过。
按变化分：简单状态参量变化；相变化；化学变化。
 

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