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人们在长期实践中发现，化学现象与物理现象之间紧密的联系。化学现象伴生有物理现象；物理因素可以引起或加速化学变化；化学反应能力与物理运动之间有本质联系，由大量实验事实，经过归纳总结出物理化学的研究对象是：从物理现象与化学现象的相互联系入手，应用物理学的原理和方法研究化学变化的普通规律性的一门科学。
物理化学的只要内容和任务：
（1）化学热力学——研究化学的能量转换关系，即计算化学反应的热效力；研究化学反应及物理过程的方法和限度。
（2）化学动力学——研究化学反应的速率和反应历程，以及温度、压力、浓度、催化剂等因素对反应速率的影响。
学习物理化学的任务在于对各种化学现象的一般规律提出更深刻、更本质的探索；在于对化工、冶金以及其它有关工业部门的产生，提供有价值的指导性理论。
对于中学生来说，学习和了解一些物理化学知识也有重要意义。它不仅能帮助同学们对中学化学的知识有更深刻的、本质的理解，而且对于训练逻辑思维能力、分析和解决问题的能力有很大的帮助。

§4—1 热力学第一定律与化学反应的热效应

一、 热力学第一定律
热力学第一定律即宏观领域里的能量守恒与转换定律。对于封闭体系，数字表达式为：
ΔU = Q – W
式中ΔU = U2 – U1 ，U为体系处于某一状态时，贮存于体系内部能量的总和。它是体系的一种容量性质，是状态函数。其值只与体系当时所处的状态有关；其改变值ΔU只与始、终态有关，内能的绝对值无法测定。Q为体系所吸收或放出的热，其值与过程进行的途径有关，为过程量。W为体系所做或接收的功，也是过程量。
（1） 式对于只做体积功的过程可写为
ΔU – Q – P外 ΔU
若为等容过程ΔU = Q V
涵义：体系的等容热等于内能的增量。
若为等压过程ΔU = Q P – PΔV 即U2 – U1 = Q P – P2V2 + P1V1
定义：H ≡ U + PV 称H为焓，它也是体系的一种容量性质。因此上式可写成H 2 – H 1 = QP 即

ΔH = QP
涵义：体系的等压热等于焓的增量。
Q V 及 Q P 可通过实验测定，也可通过下式计算：
Q V = C V （T2 - T1）或Q V = n C v ，m（T 2 - T 1）
Q P = C P （T 2 - T 1 ）或Q P = nCP ，m（T2 – T1）
上面式中Cv ，m ，CP ，m分别称为摩尔等容热容与摩尔等压热容（在这里设为与温度无关，n为物质的量）。
二、 化学反应的热效应

1、等压与等容热效应
热效应指化学反应体系在不作其它功的等温过程中所吸收或放出的热，也叫反应热，若化学反应体系在不作其它功的等温等压（或等容）过程中的反应热，则分别叫等压（或等容）热效应。
Q P 与QV 的关系为 Q P = Qv + PΔV
对于有气体参与的反应，若气体可视为理想气体，则（6）式可写为：
Q P = Q v +Δng RT
式中Δng为反应中气体产物与气体反应物的物差的量之差。
2ּ 盖斯定律
“任一化学反应，无论是一步完成或几步完成，其热效应相同”。盖斯定律是热力学第一定律的必然结果。因为QP = ΔH，Q v =ΔU。盖斯定律是计算热效应的基础。其意义在于：可以从一些已知热效应的反应，通过代数组合方法计算实验测定热效应的反应之反应热。
例一、 求反应C（固）+ 1/2 O 2 （g）→CO（g）的反应热（Δr H m ）
解：已知（I） C（固）+ O 2 （g）→CO2（g） Δr H m （I）= - 393ּ5 KJ/moI
（II）CO（g）+ 1/2 O2 （g）→CO2 （g） Δr H m （II） = - 282ּ8 KJ/mol
由（I）— （II）式得 C（固）+ 1/2 O2 （g）→ CO（g）
Δr H m = （I） - Δr H m （II）
= - 393ּ5 - （ - 282ּ8 ）= - 110ּ7（KJ/mol）
（结合此例复习热化学方程的写法）
3ּ 标准生成热（Δf H Øm ）与标准燃烧热（ΔC H m）
规定：稳定的单质的标准生成熟为零。
定义：在标准压力（P ø）指定温度下，由稳定单质生成一摩尔化合物的等压热效应，叫做该化合物的标准生成熟（Δf H øm ）。
用Δf H øm 计算25OC（即298K）时反应热公式为：

ΔrH mø = （∑νjΔfHmø）产物 - （∑νjΔfHmø）反应物

定义：在Pø和T下，一摩尔物质完全氧化，使所含元素生成指定的稳定产物时的等压
热效应，叫做该物质的标准燃烧热（Δc H mø）。
用Δc H mø计算25OC时反应热公式为：

ΔrH mø = （∑νjΔcHmø）反应物 - （∑νjΔcHmø）产物

4. 基尔霍夫定律
此定律是从已知某一温度时反应热，计算同一反应在另一温度时反应热的定律。基尔霍夫定律用方程表示为：

ΔrH（T2） = ΔrH（T1）+ ΔCP（T2 - T1）

式中ΔCP = 常数，ΔCP = （∑νjC P）产物 - （∑νjC P）反应物。ΔrH（T1）- 一般可通过（7）或（8）式求得。有了ΔrH（T1）就可求同一反应在另外温度T2时之反应热。
例二、
§4-2 热力学第二定律与化学平衡

一.自发变化的共同特征——不可逆性
1.所谓“自发变化”是指能够自动发生的变化，即无需外力帮忙，任其自然，不去管它，即可发生的变化。而自发变化的逆过程则不能自动进行。
（1）气体向真空膨胀（自发进行），它的逆过程即气体的压缩过程不会自动进行；
（2）热量由高温物体传入低温物体，它的逆过程是热量从低温物体传入高温物体；
（3）各部分浓度不同的溶液，自动扩散，最后浓度均匀，而浓度已经均匀的溶液，不会自动变成浓度不均匀的溶液；
（4）锌片投入CuSO4溶液引起置换反应，它的逆过程也是不会自动发生。
2.一切自发变化都有一定的变化方向，而且都是不会自动逆向进行的。这就是自发变化的共同特征。简单地说：“自发变化是热力学的不可逆过程”。这个结论是经验的总结，也是热力学第二定律的基础。

*热力学第二定律
一切实际过程都是热力学的不可逆过程。人们又发现这些不可逆过程都是互相关联的。克劳修斯的说法：“不可能把热从低温物体传到高温物体，而不引起变化。”
开尔文的说法：“不可能从单一热源取出热使之完全变为功，而不引起变化。”

自发变化都不会自动逆向进行，但这并不意味着它们根本不可能倒转，借助于外力是可以使一个自动变化逆向进行的。（但不可避免地要在环境中留下影响）
人们对自发过程之所以感兴趣，是因为一切自发过程在适当地条件下可以对外作功，而非自发过程则必须依靠外力，即环境要消耗功才能进行。

二、自由能（G）、熵（S）
1. 吉布斯自由能（G、△G）
化学反应的方向和化学反应体系跟环境之间的做有用功（例如电功）的方向一致。当某化学反应体系能够向环境做有用功时，体系中的化学变化将会自发进行。
等温等压，封闭体系
W’≤△G（自发不可逆，可逆）
若W’=△G 则
△G≤0（自发不可逆，可逆）
热力学理论证明：体系与环境之间的做有用功的最大值相等于体系状态函数自由能变化（△G）。（条件：等温等压，封闭体系）
原电池放电作功 △G◎=-nE◎F △rG=-nEF

2. 熵（S，△S）
（1）可逆过程：某一体系经过某一过程，由状态（A）
到状态（B）之后，如果能使体系和环境都完全复原（即体系回到原来的状态，同时消除了原来过程对环境所产生的一切影响，环境也复原），则这样的过程就称为可逆过程。反之，如果用任何方法都不可能使体系和环境完全复原，则称为不可逆过程。
（2）可逆过程中热温商之和：
可逆过程中的热温商∑（Qi/Ti）R，与A、B之间的可逆途径无关，而仅由始终状态所决定，显然它具有状态函数变化的特点，克劳修斯据此定义了一个热力学状态函数称为熵，并用符号S表示。
△S=SB-SA=∑（Qi/Ti）R
（3）克劳修斯不等式——热力学第二定律
△SAB≥∑（Qi/Ti）R （不可逆，可逆）
（4）熵增加原理
绝热体系： △S≥0 （不可逆，可逆） △S＜0 （不发生）
隔离体系：△S隔离≥0 （不可逆，可逆） △S隔离=△S体系+△S环境≥0
任何自发过程都是由非平衡态趋向平衡态，到了平衡态是时熵函数达到最大值年。因此，自发的不可逆过程进行的限度以熵函数达到最大值为准则，所以熵的数值就表征体系接近平衡态的程度。
（5）熵的统计意义：
熵函数可以作为体系混乱度的一种量度。
对某一体系而言：S气>S液>S固
对某一物质的某一聚集态而言：S高温>S低温

3. 自由能和熵
定义：G=H-TS
等温 △G=△H-T△S
标准状态：△G◎=△H◎-T△S◎

练习3：1mol CH3C6H5在其沸点383.15K时蒸发为气体，求该过程的△VAPH◎、Q、W、△VAPU◎、△VAPG◎。已知该温度下甲苯的汽化热为362Kj.Kg-1。
解：等温（正常熔、沸点）。等压（P◎）下的相变是可逆过程，此时体系应处于一平衡态（△G=0），当一个体系已达到平衡时，则其中任何过程都是可逆的。
CH3C6H5 M=92
Q==△VAPH◎=362÷（1000÷92）=33.30（KJ.mol-1）
△VAPG◎=0 （等温等压下可逆相变——平衡态）
V气=nRT/P=（1×8.314×383.15）÷101325=0.03144（m3）
W=P△V=PV气=101325×0.03144=3186（J）
△ VAPU◎=Q-W=33.30-3.186=30.114（J.MOL-1）
△ VAPS◎=（Q/T）R=33300÷383.15=86.91（J.K-1）

三、化学平衡
1.化学反应的△rGm和△rG m◎
（1） aA+bB→gG+Hh
△rGm=（gGm,G+hGm,H）-(aGm,A+bGm,B)=( ∑νiGm,i◎) 产物 -(∑νiGm,i◎)反应物
△rGm<0 反应自发进行
△rGm=0 化学平衡
△rGm>0 反应不能自发进行（逆反应自发进行）
（2）当反应处在标准状态下进行时（反应温度T和P◎状态）
△ rG m◎=( ∑νiGm,i◎) 产物 -(∑νiGm,i◎)反应物

（3）△rG m◎的重要应用
a.计算平衡常数：△rG m◎=-RTLnK（△rG m◎=-RTLnKa）

b.从某一些反应的△rG m◎，计算另一些反应的△rG m◎：
①C(s)+O2(g) →CO2(g) △rG m◎(i)
②CO(g)+1/2O2(g) →CO2(g) △rG m◎(ii)
①-②=③ ③C(s) +1/2O2(g) →CO (g) △rG m◎(iii)

△rG m◎(iii)= △rG m◎(i)-△rG m◎(ii)
且-RTLnK◎(iii)= -RTLnK◎(i)- -RTLnK◎(ii)
K◎(iii)= K◎(i)/ K◎(ii)
利用可以大体估计反应的可能性

2.标准生成自由能（标准摩尔生成吉布斯自由能）△fG m◎
△rG m◎= ∑νiGm,i◎ （Gm,i◎=？）
在标准压力下，由稳定的单质生成一摩尔化合物的反应的标准吉布斯自由能变化值即△rG m◎称为该化合物的标准摩尔生成吉布斯自由能，并用符号△fG m◎表示。
（不同温度T时，△fG m◎值不同，一般手册中给出的298K时的值。）
规定：稳定单质的标准摩尔生成吉布斯自由能都等于零。

例8．已知298K时，NH3的△fG m◎=-16.635KJ.MOL-1，求在常温常压（298K，P◎）下，反应 1/2N2（g）+3/2H2（g）→NH3（g）的△rG m◎？
解：△rG m◎=△fG m，NH3◎-（△fG m，N2◎+△fG m，H2◎）=-16.635 KJ.MOL-1
△rG m◎<0，说明常温常压下H2和N2有可能合成NH3。

3． 化学反应等温式：
aA+bB→gG+Hh
△rGm=△rG m◎+RTLnQa
活度熵：Qa=（aGgaHh）/(aAaBb)任意状态
化学平衡状态：△rGm=0
△rG m◎=-RTLnQa‘=-RTLnKa （Ka=Qa’）
平衡常数：Ka=（aGgaHh）/(aAaBb)平衡态
△rG m=-RTLnKa +RTLnQa
讨论：a.若Ka>Qa，则△rG m <0，反应向右自发进行
b. 若Ka=Qa，则△rG m =0，反应处于平衡态
c. 若Ka0，反应不能向右自发进行
4． 平衡常数表达式：
Ka=（aGgaHh）/(aAaBb)
（！）气相反应：（理想气体）

（ PG/P◎）g（PG/P◎）h （ PG）g（PG）h
Ka= Kp= ——————————— = ————————————（P◎）-∑νi
（PG/P◎）a（PG/P◎）b （PG）a（PG）b

（ PG）g（PG）h
令 Kp= ——————————— （经验平衡常数）
（PG）a（PG）b
故 Kp◎= Kp（P◎）-∑νi （热力学平衡常数）


（2）复相反应（气—固相反应）
纯固相的活度均看作1，即a固=1，气相均看作理想气体，活度即以压力代替，即a气=P气 ，故表达式仅与气相各物质的分压有关。

练习5.电解水是得到纯氢的重要来源之一。问能否用水直接加热，分解得到氢？
H2O（g）=H2（g）+1/2O2（g）
利用 △rGm◎=△rHm◎-T△rSm◎式估算反应的转折温度。已知H2O（g）的△fH m◎=-241.83（KJ.MOL-1），H2O（g），O2（g），H2（g）的规定熵分别为Sm◎=188.72，Sm◎=205.03，Sm◎=130.59（单位：J.MOL-1.K-1），以及H2O（g）的△fG m◎=-228.59（KJ.MOL-1）。



§4-3 电化学基础知识简介

电化学是研究化学变化与电现象之间关系的学科，这种关系总括起来包括两个方面；第一个方面，当体系内自动发生一个化学变化时，体系产生电池———实现这种变化的装置称为原电池；第二方面，在外加电压作用下体系内发生化学变化———实现这咱变化的装置称为电解池。在第一种变化中化学能转变化为电能，在第二种变化中电能转变为化学能。因此，可以说电化学是研究电能与化学能之间相互转化及其规律的学科。这里我们首先介绍电解质溶液的导电规律，然后介绍电化学平衡。

一． 第二类导体的导电机理及法拉第定律
能够导电的物体称为导体，导体可以分为两类：第一类导体和第二类导体，前者包括金属，石墨，合金等，它是依靠电子的迁移来传导电流；后者包括电解质溶液和熔融电解质，它是依靠正，负离子的迁移来传导电流。
1． 解质溶液的导电机理
在一个电解质溶液中放置两惰性电极（如Pt）通电进行电解，溶液中正，负离子在电场力的作用下会分别向两电极迁移：正离子向阴极迁移，负离子向阳极迁移，并且在两电极上分别发生氧化—还原反应。例如电解CuCl2的水溶液时发生如下反应：
阴极： Cu2++2e- Cu
阳极： 2Cl- Cl2+2e- +)
_______________________________________
电解反应：Cu2++2Cl- Cu +Cl2
阴极发生还原反应故阴极又称还原极；阳极发生氧化反应故阳极又称为氧化极。可见电解质溶液导电是由两个步骤构成的：正，负离子在电声力的作用下作定向移动，在两个电极上分别发生氧化和还原反应。
2． 法拉第定律
法拉第在1833年从实验中总结出：
1） 流通过电解质溶液时在两电极上发生反应的物质的物质的量与通过溶液的电量成正比。
2） 当以相同电量通过含有不同电解质溶液的电解池时，在各电极上发生反应的物质得失电子数相同。
1个电子荷电1.6022 *10-9C,1mol 电子荷电称为一个法拉第用“F”表示。
F=Le-=6.023 *1023 *1.6022 *10-19 =96487=96500C .mol-1
F称为法拉第常数。
假定在阴极上发生还原反应：
MZ+ + Ze- M
在电有为上析出1mol金属M通过的电量为ZF，Z为电及反应中得失电子的计量系数，若电极上析出该金属的物质的量为n mol,则通过溶液的总电量为：
Q =n Z F (2.1)
此式即为法拉第定律的数学形式。法拉第定律不仅适用于电解过程也适用于原电池放电过程。
3． 电流效率
实际电解时由于电极上常发生副反应或次级反应，因此，电解析出某一物质实际消耗的电量要比按法拉定律计算所需的理论电量多一些，二者之比称为电流效率η。

理论电量（按法拉第定律计算）
η=—————————————————— * 100%
实际消耗的电量

二、电解质溶液理论

⒈ 电解质的离子平均活度和离子平均活度系数
离子的活度和活度系数
m+
a+ === γ+ ——
mθ

m-
a+ === γ- ——
mθ

a+，a-分别称正、负离子的活度，而γ+ , γ-分别称正、负离子的活度系数。虽然，我们仿照非电解质溶液的活度及活度系数，但是，我们确无法得到仅含有一种离子的溶液，因此无法通过实验的方法确定出单种离子的活度系数来。电源质溶液表现出来与理想溶液的偏差，总是正、负离子共同表现出来的一种平均行为，为此，我们定义电解质离子的平均活度及平均活度系数：
α±===ν α+ν+α-ν- ν=ν++ν-
a± ，γ± 、m±分别称为电解质离子的平均活度、平均活度系数和平均质量摩尔浓度。
⒉ 离子强度
离子平均活度系数γ+的大小反应了电解质溶液与理想溶液的偏差大小，偏差大小的来源，是由于电解质离子带电存在相互静电作用。于是我们定义

I=1/2∑miZi2 mol.kg-1

“I”称为离子强度，它是溶液中离子电荷所形成的静电场强度的度量。
⒊ Debye – Huckel极限公式
Debye – Huckel根据离子氛的概念，应用物理学原理推出了电解质溶液中，电解质离子平均活度系数γ±与离子强度的关系：

lgγ±=-A|z+z-|I1/2

此时称为Debye – Huckel极限公式，只能应用于极稀的电解质溶液，在25℃的水溶液中：A = 0.509kg1/2•mol -1/2，故
lgγ±=-0.509|z+z-|I1/2


三、可逆电池电动势

上面我们介绍了有关电解质溶液的一些导电规律，下面我们重点讨论电化学平衡。
热力学原理指出：在恒温、恒压的可逆变化中Gibbs函数的减少值等于体系对环境所作的最大非体积功。
ΔrGm = - Wf
当非体积功仅有电功时，W电 = ZFE，故ΔrGm = - ZFE
式中E为可逆电池电动，Z为电极反应中得失电子的数目，F为法第常数。
这个式子是联系热力学和电化学之间的重要桥梁。它只有在可逆条件下才能成立。所以，下面我们首先介绍可逆电池的概念：
⒈ 可逆电池与不可逆电池
可逆电池必须满足以下几个条件：
（1）电池反应必须是可逆的：即电池在自发放电或对电流充电时，电池反应必须互为逆反应。例如Daniell电池，如图所示：该电池是将Cu片插入CuSO4溶液、锌片插入Z nSO4溶液中，两电解溶液用盐桥连接起来，如果用负载电阻R把两极连接起来组成回路，则回路中就有电流流过，外电路中电流从铜电极向锌电极，两电极上分别发生氧化和还原反应：
Zn极：Zn（s）→Zn2+ n+）+ 2e-
+）Cu极：Cu2+（au2+）+ 2e-→Zn（s）
---------------------------------------------------
电池反应：Zn（s）+ Cu2+（aCu2+）→ Cu + Zn2+
如果外加一个电动势为E外的电池对抗相接Zn2+，当E外 >E时，则电池被充电，变成了电解池，其电解反应为：

Zn极：Zn2+（aZn2+）+ 2e-→Zn（s）还原极，
阴极+）Cu极：Cu（s）→Cu2+（aCu2+）+ 2e- 氧化极 ,阳极
———————————————------------
电解反应 Zn2+（aZn2+）+ Cu（s）→Cu2+（aCu2+）+ Zn（s）
可见，电池充电时反应为电池自发放电的逆反应，电池反应式互为逆反应。此时，称电池反应是逆反的。但是，如果把Z nSO4 、CuSO4溶液换成HCl溶液，则电池在充电、放电时的反应就不是互为逆反应了：
放电时：Zn极：Zn → Zn2++ 2e-
+）Cu极：2H+ + 2e-→H2
______________________
电池反应：Zn + 2H+→Zn2++ H2
充电时：Zn极：2H+ + 2e-→H2
+）Cu极：Cu→Cu2++ 2e-
————————————
电解反应：Cu + 2H+→Cu2++ H2
可见该电池充电和放电时，电池反应不是互为逆反应，故此电池为不可逆电池。
（2）电池在充电、放电过程必须是可逆的，即电池充电或放电过程无限接近于平横态，通过电池的电流无限小，速率无限慢，时间无限长。
⒉ 对消法测定电池电动势 标准电池
可逆电池电动势可以用对消法进行测定，其原理图如图2.3：EW工作电池，A B为均匀的滑线电阻，G为检流计，K为双向开关。测定步骤是：先将接触点移到C1点，使滑线电阻A B上的读数与标准电池E标的电动势相等将双向开关K接通E标，迅速调节可变电阻R使检流计G无电流通过，则工作电池在AC1上的电位降正好等于标准电池电动势。然后固定R不变，将双向开关K接通待测电池EX，移动接触点至C2使检流计G中无电流通过，则AC2上的电位降即为待测电池的电动势EX。

测电池电动势需用一个电动势为已知的标准电池，通常采用韦斯登标准电池，其构造如图2.4：正极是Hg和H g2SO4的糊状物，负极是含12.5%的镉汞齐，上面是CdSO4的饱和溶液，电极反应为：
负极：Cd（Hg）→Cd2+ + 2e+
+）正极：Hg2SO4（S）+ 2e+→2Hg（1） + SO42-
————————————————
电池反应：Cd（Hg）+ Hg2SO4→CdSO4 + 2Hg（1）
20℃时电池的电动势E = 1.01845V，25℃时为1.01832V，其它温度下E为：
E = 1.01845 - 4.05×10-5 3（T - 293.15）- 9.5×–7（T - 293.15）2 + 1×10–8
（T - 293.15）3
⒊ 电池表达式及电池电动势的符号规约
上面介绍的Daniel铜锌电池可用下面的式子表示：
Zn（s）∣ZnSO4（a1）||CuSO4（a2）∣Cu（s）
而韦斯登标准电池可表示为：Cd（Hg）∣CdSO4•3/8H2O饱和溶液∣Hg2SO4（s）∣Hg（1）
这种式子称为电池表达式，第一个电池为双液电池，第二个电池为单液电池，正确书写电池表达式要注意以下几点：
（1）按电池表达式的规定：左边电极进行氧化反应为负极（氧化极），右边电池进行还原反应为正极（还原极）。
（2）电池中两相界面用“∣”表示，而“∣∣”则表示两电解质溶液用盐桥连接，两液体之间的液体接触电势已降低到可以忽略不计的程度。
（3）电池中各物质要注明物态（S，I，g）、浓度、气体要注明压力。
（4）气体不能直接作为电极，需用不活泼金属如Pt、Au、C等作为依附，不活泼金属起传导电流的作用。
按照上面规定写出的电池表达式，如果左边电极确实发生氧化反应，右边电极确实发生还原反应，则称电池为自发电池，电池电动势E规定为正值（E>0）；反之，E<0。
按上面规定，电池电动势E等于右边电极的电动势ψ右减去左边电极的电极势ψ左，即
E =ψ右-ψ左

4.可逆电池电动势E与各物质活度aB的关系——电池电动势的Nernst方程
例如，对于电池：Pt∣H2（PH2 ）∣HCI（a1）∣Cl2（ PCl2 ）∣Pt
负极：H2（ PH2 ）→2H+（aH+）+ 2e+
正极：Cl2（PCl2 ）+ 2e+→2Cl+（ aCl- ）
电池反应：H2（ PH2 ）+ Cl2（ PCl2 ）→2H+（aH+）+2CI+（aC1-）
根据化学反应的等温方程式
△rGm=△rG m◎+RTLnQa

又 ΔrGm = - ZFE
代入上式
如果各物质处于标准态，aB = 1，这时电池称为标准电池，其电动势用符号“E ”表示，故：
RT aH+2 aCl-2
E=Eo- ———— ln——————————
ZF （PH2/Po）（ PCl2/Po）

（2.16）式称为电池反应的Nernst方程式。可见如果知道了各物质的浓度mB，又知道了标准电极电势 ，就可以由上式求算出电池电动势E来。由电池表达式写电池反应式要注意以下几点：
a）按电池表达式的规定，左电极发生氧化反应，在右电极发生还原反应，在反应方向已确定时，电极反应式和电池反应式用“→”表示。
b)两电极得、失电子数必须相同，保持电荷平衡。
C）一般情况下电极反应式和电池反应式都写成离子反应式，并且不要轻易的把离子合并写成分子。

I=P/U=20/11
W=Pt=12J
R=U²/P=121
P=U²/R=40000/121W
请采纳

这些资料已经涵盖了整个初中阶段涉及到的物理知识了：
记住的常量
1．光（电磁波）在真空中传播得最快，c=3×10^5Km/s=3×10^8m /s。光在其它透明物质中传播比在空气中传播都要慢
2．15℃的空气中声速：340m／s，振动发声 ，声音传播需要介质，声音在真空中不能传播。一般声音在固体中传播最快，液体中次之，气体中最慢。
3．水的密度：1．0×10^3Kg／m^3=1g／cm^3=1．0Kg／dm^3。
1个标准大气压下的水的沸点：100℃，冰的熔点0℃，
水的比热容4．2×10^3J／(Kg·℃)。
4．g=9．8N/Kg，特殊说明时可取10 N/Kg
5．一个标准大气压=76cmHg==760mmHg=1．01×10^5Pa=10.3m高水柱。
6．几个电压值：1节干电池1.5V，一只铅蓄电池2V。 照明电路电压220V，安全电压不高于36V。
7．1度=1千瓦·时（kwh）=3．6×10^6J。
8．常见小功率用电器：电灯、电视、冰箱、电风扇；
常见大功率用电器：空调、电磁炉、电饭堡、微波炉、电烙铁。
物理量的国际单位
长度（L或s）：米（m）
时间（t）：秒（s）面积（S）：米^2（m^2）体积（V）：米^3（m^3）速度（v）：米/秒（m/s）温度（t）：摄氏度（℃）（这是常用单位）
质量（m）：千克（Kg）密度（ρ）：千克/米^3（Kg/m^3）。力（F）：牛顿（N）功（能，电功，电能）（W）：焦耳（J）
功率（电功率）（P）：瓦特（w）压强（p）：帕斯卡（Pa）机械效率（η）热量（电热）（Q）：焦耳（J）
比热容（c）：焦耳/千克 摄氏度J/（Kg·℃）热值（q）：J/kg或J/m^3
电流（I）：安培（A）电压（U）：伏特（V） 电阻（R）：欧姆（Ω）。
单位换算
1nm=10^-9m,1mm=10^-3m,1cm=10^-2m;1dm=0.1m,1Km=10^3m,1h=3600s,1min=60s,
1Kwh=3.6×10^6J 1Km/h=5/18m/s=1/3.6m/s,1g/cm^3=10^3Kg/m^3,1cm^2=10^-4m^2,
1cm^3=1mL=10^-6m^3,1dm^3=1L=10^-3m^3,
词冠：m毫(10^-3)，μ微(10^-6)，K千（10^3），M兆(10^6)
公式
1.速度v=s/t； 2.密度ρ=m/v； 3.压强P=F/s=ρgh；
4.浮力F=G排=ρ液gV排=G（悬浮或漂浮）=F向上-F向下=G-F’ ；
5.杠杆平衡条件：F1L1=F2L2；6.功w=Fs=Gh（克服重力做功）=Pt；7.功率p=W/t=Fv；
8.机械效率η=W有/W总=Gh/Fs=G/nF=G/(G+G动) =fL/Fs(滑轮组水平拉物体克服摩擦力作功)；
9.热量：热传递吸放热Q=cm△t；燃料完全燃烧Q=mq=Vq；电热：Q= I^2Rt
10．电学公式：电流：I=U/R=P/U 电阻：R=U/I=U^2/P 电压：U=IR=P/I
电功：W=Pt =UIt =I^2Rt=U^2t/R 电热：Q= I^2Rt（焦耳定律）=UIt==U^2t/R
电功率：P=W/t= UI=I^2R=U^2/R
串联电路特点：I=I1=I2,U=U1+U2,R=R1+R2 U1:U2=P1:P2=Q1:Q2=W1:W2=R1:R2
并联电路特点：I=I1+I2,U=U1=U2,1/R=1/R1+1/R2 I1:I2=P1:P2=Q1:Q2=W1:W2=R2:R1
物理学家与贡献
姓名 贡献
安培： 安培定则（右手定则）
牛顿（力） 牛顿第一运动定律、色散、经典物理奠基人
托里拆利 托里拆利实验→首先测出大气压的值
沈括 固体传声、磁偏角
奥斯特 电流的磁效应
法拉第 电磁感应现象
欧姆(电阻) 欧姆定律
焦耳(能) 焦耳定律
阿基米德 阿基米德原理(浮力) 、 杠杆平衡原理
卢瑟福 α粒子散射实验 ：原子行星（核式）模型
重要概念、规律和理论
1、记住六种物态变化的名称及吸热还是放热。
2、记住六个物理规律：（1）牛顿第一定律（惯性定律）（2）光的反射定律（3）光的折射规律（4）能量转化和守恒定律（5）欧姆定律（6）焦耳定律。记住两个原理：（1）阿基米德原理（2）杠杆平衡原理
3、质量是物体的属性：不随形状、地理位置、状态和温度的改变而改变；而重力会随位置而变化。密度是物质的特性，与m，v无关，但会随状态、温度而改变；惯性是物体的属性，只与物体的质量有关，与物体受力与否、运动与否、运动快慢都无关；比热容是物质的特性：只与物质种类、状态有关，与质量和温度无关；电阻是导体的属性：与物质种类、长短、粗细、温度有关，与电流、电压无关。
4、科学探究有7个要素：提出问题、猜想与假设 、制定计划与设计实验、进行实验收集证据、分析论证、评估、交流与合作.
5、物理方法是在研究物理现象得出规律的过程中体现出来的，主要有类比法、等效替代法、假设法、控制变量法、建立理想模型法、转换法等。如控制变量法：在研究问题时，只让其中一个因素（即变量）变化，而保持其他因素不变（如探究I与U、R的关系、探究蒸发与什么因素有关）。等效替代法（如求合力、求总电阻），模型法（如原子的核式结构模型、磁感线，光线），类比法（如电流与水流、电压与水压）。转换法（电流表的原理，用温度计测温度，小磁场检验磁场）
6、电学实验中应注意的几点：①在连接电路的过程中，开关处于断开状态.②在闭合开关前，滑动变阻器处于最大阻值状态，接法要一上一下.③电压表应并联在被测电阻两端，电流表应串联在电路中.④电流表和电压表接在电路中必须使电流从正接线柱进入，从负接线柱流出。
7、会基本仪器工具的使用：刻度尺、钟表、液体温度计、天平(水平调节、横粱平衡调节、游码使用)、量筒、量杯、弹簧测力计、密度计、电流表、电压表，滑动变阻器、测电笔、电能表。
8、传播介质： 声音：除真空外的一切固、液、气体. 光：真空、空气、水、玻璃等透明物质
9、常见的（1）晶体（有一定熔点）：海波、冰、石英、水晶、食盐、明矾、萘、各种金属
（2）非晶体：松香、玻璃、蜂蜡、沥青
10、常见的（1）导体：金属、石墨、人体、大地、酸、碱、盐的水溶液
（2）绝缘体：橡胶、玻璃、陶瓷、塑料、油
常见的导热体：金属，不良导热体：空气，水，木头，棉花等。
常见的新材料有纳米材料、超导材料、记忆合金、隐形材料。
11、运动和力的关系：
①.原来静止的物体:如果a受平衡力:保持静止。b受非平衡力:沿合力方向运动
②.原来运动的物体:如果a受平衡力:保持匀速直线运动.b受非平衡力:如果力的方向与运动方向相同，则物体做加速运动。如果力的方向与运动方向相反，则物体做减速运动。如果力的方向与运动方向不在一条直线上，则物体运动方向改变。
物体如果不受力或受平衡力将保持平衡状态，物体静止或做匀速直线运动说明物体受力平衡，合力为0；物体受非平衡力将改变运动状态。
12、家庭电路的连接方法：
①各用电器和插座之间都是并联，
②开关一端接火线，一端接灯泡，
③螺口灯泡的螺旋套要接在零线上
④保险丝接在火线上。
⑤三孔插座的接法是左零右火中接地。
13．温度、热量、内能的关系：温度升高可能是吸收了热量（或做功），内能增加；吸收热量时，温度一般升高（晶体熔化时和液体沸腾时温度不变），内能增加；内能增加，可能是吸收了热量，温度一般升高。
14．晶体熔化的条件：达到熔点并继续吸热，凝固成晶体的条件：达到凝固点并继续放热。液体沸腾的条件：达到沸点并继续吸热。
物体做功的条件：有力并在力的方向上移动一段距离。
产生感应电流的条件： 闭合电路和部分导体切割磁感线。
15．常见光的直线传播：小孔成像，影的形成，手影游戏，激光准直，日食，月食，排队，检查物体是否直可闭上一只眼。射击时的瞄准，“坐井观天，所见甚小”，确定视野（一叶障目），判断能否看见物体或像
常见光的反射现象：平面镜成像，水中的倒影，看见不发光的物体，潜望镜，自行车尾灯（反射器）。
常见折射现象：看水中的鱼等物体，鱼民叉鱼时要向下叉。放在水中的筷子会向上弯折。透过篝火（水气）看到的人会颤动。看日出。海市蜃楼，放大镜，星星在眨眼睛（闪烁）。
16．成像：
⑴成实像：小孔成像（太阳光斑）；照相机（电影）；幻灯机（凸透镜u>f）
⑵成虚像：①平面镜成像：照镜子、潜望镜、水中的倒影、光滑表面上的影子；
②透镜成像：放大镜（老花镜）看物体、凹透镜成正立缩小的虚像（近视镜）；
③折射现象：看水中的物体：透过水和玻璃看物体、琥珀
⑶成放大的像：凸透镜u<2f时成的像
⑷成缩小的像：凸透镜u>2f所成的像、凹透镜成的像
⑸成等大的像：平面镜、潜望镜、凸透镜u=2f成的像
(6)平面镜成像特点：等大，等距的虚像。
(7）凸透镜成像的规律：
①.当u＞2f时,成倒立、缩小的实像，像距f＜u＜2f。应用：照相机、眼睛看东西。
②.当u=2f时，成倒立、等大的实像，是放大与缩小像的分界点。
③.当f＜u＜2f时,成倒立、缩小的实像，应用：投影仪、幻灯机、电影放影机。
④.当u=f时，得到平行光,不成像，是实像与虚像的分界点。
⑤.当u＜f时，成正立、放大的虚像，应用：放大镜。
⑥.成实像时，物距增大，像和像距减小。
⑦近视眼看远处的物体，像成在视网膜前面，用凹透镜矫正；远视眼看近处的物体，像成在视网膜后面，用凸透镜矫正；
17.力 方向 大小
重力（G）：竖直向下 G=mg=ρvg
压力（F）：垂直指向受压面 F=G（物体放在水平面上，且在竖直方向上不受其它外力时）
支持力（N）：垂直接触面向外 N=F压（支持力与压力是一对作用力与反作用力）
摩擦力（f）：与相对运动方向相反 f=F拉（物体做水平匀速直线运动）
拉力（外力）（F）：与用力方向一致（如与绳子、手方向一致）
合力（F合）：与大力相同 F合= F1+F2=（同一方向）=F1—F2（相反方向）
浮力（F浮）：竖直向上 F浮=G排=ρ液gv排
18．常见的扩散现象（本质是分子在做无规则的运动）：
1)、用盐水腌蛋，蛋变咸。
2)、八月遍地桂花香。
3)、墨水（糖、盐）放入水中过一会儿，满杯水都变黑（甜、咸）了。
4)、长期放煤的墙角处被染黑了。
5)、在水果店能闻到水果的香味，吵菜时闻到菜香味。（闻到各种味道都是扩散）。
6)、蒸发、升华也是扩散现象：酒精涂在皮肤上，能闻到酒精味；樟脑丸过段时间变没了。
19．增大摩擦的方法：
① 增大接触面的粗糙程度。
② 增大压力；
③ 用滑动代替滚动。如（1）塑料瓶盖的边缘常有一些凹凸竖直条纹（2）在冰封雪冻的路上行驶，汽车后轮常要缠防滑链，（3）自行车刹车把套上刻有花纹的塑料管（4）刹车轮胎上印有花纹（5）手握油瓶要用很大的力（6）鞋底有花纹（7）捆重物用麻绳（8）克丝钳口刻有花纹（9）拿起重物要用力（10）车陷在泥里，在轮胎前面垫一些石头和沙子
减小摩擦的方法：
① 减小压力
② 使接触面更光滑。
③使接触面彼此分离，如加润滑油，气垫，磁悬浮。④用滚动代替滑动。如：（1）搬动笨重的物体时，人们常在重物下垫滚木，（2）给机器上润滑油（3）自行车轴上安着轴承（4）向锁孔里加一些石墨或油，锁就很好开
20．解释常见惯性现象：
A、甩掉手上的水。
B、汽车到站前关闭发动机仍能前进一段距离。
C、在行驶的列车上行走的人，火车突然刹车时会向前倾倒
D、汽车行驶时，坐在前排的人必须系上安全带，以防紧急刹车
E、飞机投弹要命中目标，必须在未到目标正上方时，就提前投掷
F、用铲子把煤抛进煤灶内 G、摩托车飞跃障碍物 H、拍打衣服，使附着在衣服上的灰尘掉下来I、抖掉理发师围布上的头发J、运动员跑到终点时，不能立即停下来
21．增大压强的方法：
①磨刀不误砍柴工（刀口常磨得很薄）
③ 医生注射用的针尖做得很尖
④ 铁钉越尖越容易敲进木块
⑤ 图钉都做得帽园尖细
⑥ 啄木鸟的嘴很尖
⑦ 滑冰的冰鞋要装冰刀
减小压强的方法：
① 骆驼的脚掌比马要大几倍
② 拖拉加（坦克）要加履带
③ 坐沙发比坐凳子舒服
④ 图钉都做得帽园尖细
⑤ 书包带常做得很宽
⑥ 运载钢材的大卡车比普通汽车的轮子多
⑦ 滑雪要用滑雪板
⑧ 钢轨下铺枕木
⑨ 房间的地基要比地面上的墙更宽。
物理知识的应用
1．声呐发出超声波(声速)：测距和定位，如测海深。雷达发出无线电波(光速)：判断物体的位置.
2．密度：鉴别物质，判断物体是否空心，判断物体的浮沉。
3．二力平衡：判断物体的运动状态，测滑动摩擦力，测浮力。
4．重力的方向总是竖直向下：可制成重垂线 、水平器。
5．液体的压强随深度增加而增大：水坝下部建造得比上部宽，潜水深度有限定。
6．连通器的液面要相平：茶壶、锅炉水位器，自动喂水器，用U形管判断水平面。
7．相互作用力：游泳，划船，起跑、跳远向后蹬，跳高向下蹬
8．大气压：自来水笔吸墨水，抽水机，茶壶盖上开一小孔，用吸管吸饮料，针管吸药液。
9：物体的浮沉条件：密度计，轮船，气球，飞艇，潜水艇，孔明灯，
盐水选种，测人体血液的密度，解释煮食物（如饺子）时，生沉熟浮等
10．杠杆的平衡条件：判断杠杆是省力还是费力（看力臂，动力臂长省力），求最小动力（在杠杆上找到离支点最远的点画出最长力臂），判断动力变化情况，进行有关计算
11．镜面反射：解释黑板“反光”；晚上看路时判断水面还是地面。
漫反射：能从各个方向都看到不发光的物体，电影屏幕要粗糙。
12．平面镜成像：镜前整容，纠正姿势；制成潜望镜；万花筒；
墙上挂大平面镜，扩大视觉空间；改变光路(如将斜射的阳光，竖直向下反射照亮井底)；
自行车尾灯；平面镜转过θ角，反射光线改变2θ角。
13．凸透镜对光线有会聚作用：粗测凸透镜的焦距，得到平行光，聚光的亮点有大量的能量可点火、烧断物体。
14．决定电阻大小的因素：制成变阻器(通过改变电阻丝的长度来改变电阻)，油量表，制成简单调光灯，导线不用铁丝用铜丝，电热器的电阻要用镍铬丝
15．蒸发致冷：吹电风扇凉快，泼水降温，包有酒精棉花的温度计示数低于室温，擦酒精降温
16．升华致冷：用干冰人工降雨、灭火，在舞台上形成 “烟”雾
17．液体的沸点随液面上方气压的增大(减小)而升高(降低)：高山上煮不熟饭，要用高压锅。
18．加压气体液化：生活用液化石油气用增加压强的方法使石油气在常温下液化后装入钢罐，气体打火机
19．熔点表
密度表比热容表：白炽灯泡灯丝用钨做，在很冷的地区宜用酒精温度计而不用水银温度计测气温；水的比热容比较大，解释在沿海地区白天和晚上的气温变化不大。
注意：固体和液体相比较，不能说液体密度总比固体的小
20.电流的热效应：发热→制成各种电热器：热得快，电水壶，电饭煲，电热毯，电铬铁、保险丝等
电流的磁效应：有磁性→制成电磁铁、电磁起重机，电铃，电话听筒，扬声器，喇叭，利用电磁铁制成电磁继电器，用于自动控制
电流的化学效应：化学反应→蓄电池：冶金工业提炼铝和铜（电解反应）、电解、电镀
磁现象：用磁性材料做成录音带和录像带，磁悬浮列车，冰箱门，指南针、磁卡。
通电线圈在磁场中受力转动：制成直流电动机、动圈式扬声器；
电磁感应现象：制成发电机，动圈式话筒。
21．各种能的转化：发电机、电动机、热机、蓄电池的充电和放电、太阳能光电池、汽(或柴)油机的压缩冲程和做功冲程。
22．简化电路的方法：
①去掉电压表（电阻很大，相当开路）
②电流表看成导线（电阻很小）
④ 开关断开，去掉所在的支路；
⑤ 开关闭合相当于导线；
⑥ 去掉被短路的电路；
⑦ 电路一般会留下一个电阻或两个电阻串联或两个电阻并联三种情况。
比较识别或判断
1.判断物体是运动还是静止（与参照物比较：有位置变化是运动，无位置变化是静止）：通讯卫星、月亮在云中穿行、龟兔赛跑，选择参照物时尽量选题目中出现的物体。
2.相互作用力和平衡力的主要区别：是否是同一物体
3．运动物体动能变化：先看质量是否变化，再看速度，如：小孩匀速从滑梯上滑下动能不变。洒水车在水平地面匀速洒水动能减小。
重力势能的变化：先看质量是否变化，再看与地的高度是怎么样变化。如飞机在某一高度进行投掷时重力势能减小，人爬山时重力势能增大。
机械能的变化：分析动能和势能的变化。滚摆，不蹬踏板加速下坡，钟摆，物体在水平路面上加速、减速、匀速运动，蹦极。
4．判断是哪类杠杆：只看动力臂和阻力臂的关系，先画图，再判断哪个力臂更长，所用的力就更小。
5．判断物态变化：根据开始和后来的状态判断。“白气”、“出汗”、“淌水”、“雾”、“露”均属液化，“霜”、“雪”是凝华。
6．乐音的三个特征（要素）是：音调、响度（音量）和音色（音品）；声音的高低叫音调，音调与频率有关；声音的大小叫响度，响度与振幅和人到声源的距离有关；男低音歌手放声歌唱，女高音为他轻声伴唱：女高音音调高响度小，男低音音调低响度大。区别不同的发声体是靠音色不同。区别同一物体发音不同是音调：如给热水瓶装水。
常见物理量的测量工具
1．长度：刻度尺(直尺、卷尺)（特殊测量方法：棉线、滚轮、刻度尺间接测量）
2．液体或固体体积：量筒、量杯，规则固体可用刻度尺
3．质量：天平(实验室)、电子秤、杆秤、磅秤(日常生活)，弹簧测力计间接测量
4．时间：秒表、钟
5．速度：速度计（汽车上），平均速度：尺(皮尺)、钟表(秒表)
6．温度：液体温度计（实验室用）；体温计（测体温）；寒暑表（测气温）
7．力（重力、拉力、摩擦力、浮力）：弹簧测力计
8．液体的密度：密度计；天平、量筒；或弹簧测力计、量筒
9．固体的密度：天平、量筒；或弹簧测力计、量筒
10．液体的压强：压强计 大气压：气压计（水银气压计即托里拆利实验和无液气压计）
11．电流：电流表 电压：电压表 电阻：电流表和电压表（伏安法）或欧姆表。
电功：电能表 电功率：伏安法或 电能表、秒表
12．直接测量型实验有10种基本仪器、仪表：钟表（或停表）、刻度尺、温度计、天平、量筒、弹簧测力计、电流表、电压表、变阻器、电能表．要求学生会根据测量范围选合适量程和根据精确程度先最小分度值，会正确操作与读数，能判断哪些是错误的操作．每种仪器测量前：都要认真观察所使用的仪器零刻度线的位置（调零）、最小分度值和测量范围等。
13．掌握四个重要实验：
①．测密度：原理ρ=m/V，器材：托盘天平、量筒，注意实验步骤的先后次序尽量减小误差。
②．测机械效率：原理：η=W有/W总，器材：一套简单机械装置（如滑轮组、斜面等）、弹簧测力计、细绳，测量时，注意要匀速竖直拉动弹簧测力计，影响机械效率的因素有动滑轮的重、摩擦和物体本身的重．同一滑轮组，所提升物体越重机械效率越高。
③．伏安法测小灯泡电阻和功率：原理：电阻R=U/I，电功率P=UI；器材：电源、导线、开关、小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器。要求会画电路图，会连接实物，会选择电压表、电流表量程，小灯泡不亮时，能根据电压表、电流表示数分析电路故障，知道灯泡在不同的电压下，测出的电阻值不相等是因为温度变化了．
知道测小灯泡电功率与测定值电阻阻值都要求多次测量意义有什么不同，知道两个实验中滑动变阻器的作用有什么不同。如果只有一个电流表或电压表时（缺少测量工具），如何利用定值电阻或电阻箱测电阻。

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东兴市17578074105： 初中物理的所有章节? - ？
黎艺麻芩： 1 声现象2 光现象3 温度与物态变化4 热和能 能源与可持续发展5 电路 电流 电压和电阻6 欧姆定律7 电功率 家庭电路8 电和磁 信息的传递9 测量 机械运动10 运动和力11 质量和密度12 压强和浮力13 简单机械 功和机械能

东兴市17578074105： 人教版初中物理各章知识结构(8年级上) - ？
黎艺麻芩： 第一章 声现象 主要讲的声音的产生与传播,传播需要的介质,声音的速度,声音的三种特性以及噪声的危害和控制. 第二章 光现象 主要讲的是光的主成,什么是色光,光谱的简单介绍,光的速度,光的反射和折射规律以及如何作图. 第三章 ...

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黎艺麻芩：[答案] 第六章:一.电压 二.探究串、并联电路电压的规律 三.电阻 四.变阻器 第七章:探究电阻上的电流跟两端电压的关系 二.欧姆... 测量小灯泡的电功率 四.电与热 五.电功率和安全用电 六.生活用电常识 第九章:一.磁现象 二.磁场 三.电生磁 四.电磁铁 五.电磁...

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