物化期末考试说明课件

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1、物化期末考试说明物化期末考试说明物化期末考试说明方式：闭卷笔试范围：物化下册里课堂讲授的内容题型：单选（15题，30分），填空（5题，20分），简答（4题，28分），计算（2题，22分）物化期末考试说明物化下册重点物化期末考试说明第八章 1.电导率，摩尔电导率的意义以及它们与溶液浓度的关系 2.掌握离子独立移动定律 3.掌握迁移数与摩尔电导率，离子电迁移率之间的关系，能熟练的进行计算 4.理解电解质的离子平均活度，平均活度因子的意义物化期末考试说明第九章 1.电池的书面表示方法，正确写出电池反应和电极反应 2.掌握能斯特方程计算电极电势和电池电动势的方法 3.了解电动势产生的机理和氢标准电极的

2、作用 4.掌握热力学与电化学之间的联系物化期末考试说明第十章 1.分解电压 2.极化现象，超电势 3.金属防腐的办法物化期末考试说明第十一章1.宏观动力学的基本概念（反应速率的表达法，什么是基元反应和非基元反应，反应级数，反应分子数和速率常数）2.掌握简单级数反应（如一级二级和零级）的特点，不但会从实验数据利用各种方法判断反应级数，还要能熟练的利用速率方程计算速率常数，半衰期等。3.掌握三种典型的复杂反应（对峙平行和连续）以及链反应的特点4.熟练的运用Arrhenius公式计算活化能物化期末考试说明第十二章 1.碰撞理论和过渡态理论的模型和优缺点。2.溶液反应的特点和溶剂对反应的影响，原盐效应

3、。3.光反应的基本定律，光化学反应与热化学反应的区别，掌握量子产率的计算。4.了解催化剂与催化作用物化期末考试说明第十三章 1.表面张力和表面吉布斯自由能的概念。2.明确弯曲表面的附加压力产生的原因及与曲率半径的关系。3.润湿过程的三大类，接触角与润湿方程。4.理解什么叫表面活性剂，了解它在表面上的定向排列和降低吉布斯自由能的情况。5.气固表面吸附本质，Langmuir方程和BET方程，物理吸附和化学吸附的区别。物化期末考试说明第十四章 1.胶体分散系统的大概分类，憎液溶胶的结构。2.憎液溶胶在动力性质，光学性质，电学性质方面的特点。物化期末考试说明13.8 固体表面的吸附吸附现象的本质化学吸

4、附和物理吸附固体表面的特点吸附等温线Langmuir等温式BET多层吸附公式化学吸附热影响气-固界面吸附的主要因素固体在溶液中的吸附吸附等温线物化期末考试说明固体表面的特点 固体表面上的原子或分子与液体一样，受力也是不均匀的，所以固体表面也有表面张力和表面能 固体表面的特点是：1固体表面分子（原子）移动困难，只能靠吸附来降低表面能 2固体表面是不均匀的，不同类型的原子的化学行为、吸附热、催化活性和表面态能级的分布都是不均匀的。3固体表面层的组成与体相内部组成不同 物化期末考试说明固体表面的特点固体的表面结构平台附加原子台阶附加原子扭结原子单原子台阶平台空位物化期末考试说明吸附等温线 当气体或蒸

5、汽在固体表面被吸附时，固体称为吸附剂，被吸附的气体称为吸附质。常用的吸附剂有：硅胶、分子筛、活性炭等。为了测定固体的比表面，常用的吸附质有：氮气、水蒸气、苯或环己烷的蒸汽等。物化期末考试说明吸附量的表示 吸附量通常有两种表示方法：31 m gVqm单位：(2)单位质量的吸附剂所吸附气体物质的量1 mol g nqm单位：(1)单位质量的吸附剂所吸附气体的体积体积要换算成标准状况(STP)物化期末考试说明吸附量与温度、压力的关系 对于一定的吸附剂与吸附质的系统，达到吸附平衡时，吸附量是温度和吸附质压力的函数，即：通常固定一个变量，求出另外两个变量之间的关系，例如：(,)qf T p(1)T=常数

6、，q=f(p)，称为吸附等温式(2)p=常数，q=f(T)，称为吸附等压式(3)q=常数，p=f(T)，称为吸附等量式物化期末考试说明吸附等温线q1q2q3q/sp p0.10.20.3253K273K303K353K吸附等温线吸附等温线 样品脱附后，设定一个温度，如253 K，控制吸附质不同压力，根据石英弹簧的伸长可以计算出相应的吸附量，就可以画出一根253 K的吸附等温线，如图所示 用相同的方法，改变吸附恒温浴的温度，可以测出一组不同温度下的吸附等温线。物化期末考试说明氨在炭上的吸附等温线250 K273 K303 K353 K425 K50100150255075100/kPap物化期末

7、考试说明从吸附等温线画出等压线和等量线/KT03004005010015051050100/k Pap30035040045050257531/(cmg)q2520101007550/KTp/k Pa物化期末考试说明吸附等温线的类型 从吸附等温线可以反映出吸附剂的表面性质、孔分布以及吸附剂与吸附质之间的相互作用等有关信息。常见的吸附等温线有如下5种类型：(图中p/ps称为比压，ps是吸附质在该温度时的饱和蒸汽压，p为吸附质的压力)物化期末考试说明吸附等温线的类型adV1.0/sp p()在2.5 nm 以下微孔吸附剂上的吸附等温线属于这种类型。例如78 K时 N2 在活性炭上的吸附及水和苯蒸汽

8、在分子筛上的吸附。物化期末考试说明吸附等温线的类型adV1.0/sp p()常称为S型等温线。吸附剂孔径大小不一，发生多分子层吸附。在比压接近1时，发生毛细管凝聚现象。物化期末考试说明吸附等温线的类型adV1.0/sp p()这种类型较少见。当吸附剂和吸附质相互作用很弱时会出现这种等温线。如 352 K 时，Br2在硅胶上的吸附属于这种类型。物化期末考试说明吸附等温线的类型adV1.0/sp p()多孔吸附剂发生多分子层吸附时会有这种等温线。在比压较高时，有毛细凝聚现象。例如在323 K时，苯在氧化铁凝胶上的吸附属于这种类型。物化期末考试说明吸附等温线的类型adV1.0/sp p()发生多分子

9、层吸附，有毛细凝聚现象。例如373 K时，水汽在活性炭上的吸附属于这种类型。物化期末考试说明Langmuir吸附等温式 Langmuir吸附等温式描述了吸附量与被吸附蒸汽压力之间的定量关系。他在推导该公式的过程引入了两个重要假设：(1)吸附是单分子层的(2)固体表面是均匀的，被吸附分子之间无相互作用设：表面覆盖度q=V/Vm Vm为吸满单分子层的体积则空白表面为(1-q )V为吸附体积物化期末考试说明Langmuir吸附等温式达到平衡时，吸附与脱附速率相等。吸附速率为aa(1)rk pq脱附速率为ddrkqad1k pkqqadak pkk pq令：adkak1apapq 这公式称为 Lang

10、muir吸附等温式，式中a 称为吸附平衡常数（或吸附系数），它的大小代表了固体表面吸附气体能力的强弱程度。物化期末考试说明1apapq以q 对p 作图，得：qpapqLangmuir等温式的示意图1q1.当p很小，或吸附很弱，ap1，q =1，q 与 p无关，吸附已铺满单分子层。3.当压力适中，q pm，m介于0与1之间。1mapaappq物化期末考试说明3-1m/(22.4dmmol)(STP)nVm为吸附剂质量重排后可得：这是Langmuir吸附公式的又一表示形式。用实验数据，以p/Vp作图得一直线，从斜率和截距求出吸附系数a和铺满单分子层的气体体积Vm。将q=V/Vm代入Langmuir

11、吸附公式1apapq Vm是一个重要参数。从吸附质分子截面积Am，可计算吸附剂的总表面积S和比表面A。mSA Ln/AS mm1VapVapqmm1ppVV aV物化期末考试说明吸附系数随温度和吸附热的变化关系为 Q为吸附热，取号惯例为放热吸附热为正值，吸热吸附热为负值。2aa1rk pq0expQaaRT当吸附热为负值时，温度升高，吸附量下降对于一个吸附质分子吸附时解离成两个粒子的吸附2ddrkq达吸附平衡时adrr物化期末考试说明或1 21 21apqq在压力很小时1/21/21 21/21/apapq11221a p 1122a pq如果pq表示吸附时发生了解离 物化期末考试说明BET多

12、层吸附公式 由Brunauer-Emmett-Teller三人提出的多分子层吸附公式简称BET公式。他们接受了Langmuir理论中关于固体表面是均匀的观点，但他们认为吸附是多分子层的。当然第一层吸附与第二层吸附不同，因为相互作用的对象不同，因而吸附热也不同，第二层及以后各层的吸附热接近与凝聚热。在这个基础上他们导出了BET吸附二常数公式。物化期末考试说明BET多层吸附公式/)1(1)(ssmppcppcpVV 式中两个常数为c和Vm，c是与吸附热有关的常数，Vm为铺满单分子层所需气体的体积。p和V分别为吸附时的压力和体积，ps是实验温度下吸附质的饱和蒸汽压。BET公式主要应用于测定固体催化剂

13、的比表面 物化期末考试说明BET多层吸附公式为了使用方便，将二常数公式改写为：smms11)(ppcVccVppVp用实验数据 对 作图，得一条直线。从直线的斜率和截距可计算两个常数值c和Vm，从Vm可以计算吸附剂的比表面：)(sppVpspp13mmmoldm4.22LVASAm是吸附质分子的截面积，要换算到标准状态(STP)。物化期末考试说明BET多层吸附公式二常数公式较常用，比压一般控制在0.050.35之间。比压太低，建立不起多分子层物理吸附；比压过高，容易发生毛细凝聚，使结果偏高。物化期末考试说明 如果吸附层不是无限的，而是有一定的限制，例如在吸附剂孔道内，至多只能吸附n层，则BET

14、公式修正为三常数公式：1ssm1sss1(1)()1(1)nnnppnnppc pVVppppccpp 若n=1，为单分子层吸附，上式可以简化为 Langmuir公式。若n=，(p/ps)0，上式可转化为二常数公式三常数公式一般适用于比压在0.350.60之间的吸附。物化期末考试说明吸附现象的本质物理吸附和化学吸附具有如下特点的吸附称为物理吸附：1.吸附力是由固体和气体分子之间的van der Waals引力产生的，一般比较弱。2.吸附热较小，接近于气体的液化热，一般在几个 kJ/mol以下。3.吸附无选择性，任何固体可以吸附任何气体，当 然吸附量会有所不同。物化期末考试说明4.吸附稳定性不高

15、，吸附与解吸速率都很快5.吸附可以是单分子层的，但也可以是多分子层的6.吸附不需要活化能，吸附速率并不因温度的升高而变快。总之：物理吸附仅仅是一种物理作用，没有电子转移，没有化学键的生成与破坏，也没有原子重排等物化期末考试说明吸附现象的本质物理吸附和化学吸附具有如下特点的吸附称为化学吸附：1.吸附力是由吸附剂与吸附质分子之间产生的化学键力，一般较强。2.吸附热较高，接近于化学反应热，一般在42kJ/mol以上。3.吸附有选择性，固体表面的活性位只吸附与之可发生反应的气体分子，如酸位吸附碱性分子，反之亦然。物化期末考试说明吸附现象的本质物理吸附和化学吸附具有如下特点的吸附称为化学吸附：4.吸附很

16、稳定，一旦吸附，就不易解吸。5.吸附是单分子层的。6.吸附需要活化能，温度升高，吸附和解吸速率加快。总之：化学吸附相当与吸附剂表面分子与吸附质分子发生了化学反应，在红外、紫外-可见光谱中会出现新的特征吸收带。物化期末考试说明 物理吸附和化学吸附可以相伴发生，所以常需要同时考虑两种吸附在整个吸附过程中的作用，有时温度可以改变吸附力的性质 H2在Ni粉上的吸附等压线 73123173223273232337346810/KT(1)(2)(3)物化期末考试说明金属表面示意图 MMMMMMMMMMMM 固体表面上的原子或离子与内部不同，它们还有空余的成键能力或存在着剩余的价力，可以与吸附物分子形成化学键。由于化学吸附的本质是形成了化学键，因而吸附是单分子层的。+A+A+A+ABBBBBBB+A+A+A+A离子型晶体的表面示意图 物化期末考试说明氢分子经过渡状态从物理吸附 转变为化学吸附的示意图 NiNiHHHHHHHHNiNiNiNiHHNiNiHHNiNiH HNiHHH物化期末考试说明本章作业 复习题：14,19 习题：1,18备注：下周三（12月26日）交本章作业，下 周五发作业。