物理化學

物理化學（第二版）

作者：王正烈

叢書名：高職高專教材

出版日期：2006年8月 書號：7-5025-8748-9

開本：32 裝幀：平 版次：2版1次 頁數：456頁

本書為高職高專物理化學課程教材，依據國家教育委員會組織制訂的“高等工程專科學校物理化學課程教學基本要求”而編寫。教材內容少而精，理論與實際相結合，注重基本概念，避免過多的理論解釋，公式證明簡捷而嚴謹，並注意例題和習題的配置。

全書分為9章：氣體的pVT關係；熱力學第一定律；熱力學第二定律；混合物和溶液；化學平衡；相圖；電化學；界面現象與膠體；化學動力學。每章末附有習題，書末有附錄及習題答案。

緒言1

第1章氣體的pVT關係3

11理想氣體狀態方程3

12道爾頓定律和阿馬格定律6

121混合物的組成6

122道爾頓定律7

123阿馬格定律10

124氣體混合物的摩爾質量11

13氣體的液化及臨界參數12

131液體的飽和蒸氣壓12

132臨界參數15

133真實氣體的pVm圖與氣體的液化16

14真實氣體狀態方程20

141范德華方程20

142維里方程23

143其它的真實氣體狀態方程舉例24

15壓縮因子和普遍化壓縮因子圖24

151真實氣體的pVmp圖及波義耳溫度24

152壓縮因子26

153對應狀態原理27

154普遍化壓縮因子圖28

習題30

第2章熱力學第一定律33

21基本概念33

211系統與環境33

212狀態與狀態函數34

213過程與途徑37

22熱力學第一定律38

221熱力學能38

222功39

223熱42

224熱力學第一定律43

225焦耳實驗和氣體的熱力學能43

23恆容熱、恆壓熱及焓44

231恆容熱45

232恆壓熱45

233焓45

24變溫過程熱的計算46

241熱容46

242氣體恆容變溫和恆壓變溫過程熱的計算；理想氣體變溫過程

熱力學能差及焓差的計算49

243液體和固體變溫過程熱的計算53

25相變熱的計算55

251相變焓的種類及相互關係55

252相變焓隨溫度的變化57

26化學反應熱的計算59

261化學計量數和反應進度59

262標準摩爾反應焓61

263由標準摩爾生成焓計算標準摩爾反應焓62

264由標準摩爾燃燒焓計算標準摩爾反應焓65

265標準摩爾反應焓隨溫度的變化67

266化學反應的恆壓熱與恆容熱的關係72

27體積功的計算73

271恆外壓過程和恆壓過程73

272氣體可逆膨脹或可逆壓縮過程75

273氣體恆溫可逆過程體積功的計算79

274理想氣體絕熱可逆過程方程式及絕熱過程體積功的計算80

28熱力學第一定律的其它應用舉例83

281不同溫度的理想氣體的混合過程84

282液體等溫等壓不可逆蒸發過程85

283冰水混合過程86

284絕熱燃燒反應過程88

29焦耳湯姆遜效應90

習題92

第3章熱力學第二定律98

31自發過程和熱力學第二定律98

311自發過程98

312熱力學第二定律100

32卡諾循環，熵101

321卡諾循環101

322熵103

323熵判據——熵增原理106

324熵的物理意義108

33單純p、V、T變化過程熵差的計算109

331環境熵差的計算110

332氣體恆容變溫、恆壓變溫過程熵差的計算110

333理想氣體恆溫膨脹壓縮過程熵差的計算113

334理想氣體p、V、T同時變化過程熵差的計算115

335凝聚態物質變溫過程熵差的計算118

34相變過程熵差的計算120

341可逆相變過程熵差的計算120

342處於相平衡狀態，但過程不可逆時相變熵差的計算121

343未處於相平衡狀態之間的不可逆相變熵差的計算123

35熱力學第三定律和化學反應熵差的計算126

351熱力學第三定律127

352規定熵和標準熵129

353由標準摩爾熵求化學反應的標準摩爾反應熵130

36亥姆霍茲函數和吉布斯函數131

361亥姆霍茲函數和亥姆霍茲函數判據132

362吉布斯函數和吉布斯函數判據133

363對判據及有關公式的一些說明134

364恆溫過程亥姆霍茲函數和吉布斯函數的計算136

365由物質的標準摩爾生成吉布斯函數計算化學反應的標準摩爾

反應吉布斯函數140

37熱力學基本方程和麥克斯韋關係式141

371熱力學基本方程142

372吉布斯亥姆霍茲方程144

373麥克斯韋關係式145

38克拉佩龍方程147

381克拉佩龍方程147

382克拉佩龍方程對於固液、固固平衡的應用149

383克拉佩龍方程對於液氣、固氣平衡的應用——克勞修斯克拉

佩龍方程150

384安托萬方程153

習題154

第4章混合物和溶液160

41偏摩爾量161

411為什麼要討論偏摩爾量161

412偏摩爾量162

42化學勢164

421多組分單相系統中物質的量發生變化時的熱力學方程165

422化學勢判據166

423理想氣體及混合理想氣體中一組分的化學勢168

43拉烏爾定律和亨利定律169

431拉烏爾定律169

432亨利定律170

44理想液態混合物173

441理想液態混合物174

442理想液態混合物中任一組分的化學勢175

443理想液態混合物在混合時熱力學函數的變化176

45理想稀溶液180

451溶劑的化學勢180

452溶質的化學勢181

453溶質化學勢表達式應用舉例——分配定律184

46稀溶液的依數性186

461溶劑的飽和蒸氣壓降低186

462沸點升高（溶質不揮發)187

463凝固點降低（溶質與溶劑不形成固態溶液）190

464滲透壓191

47逸度和逸度因子193

471真實氣體的化學勢193

472真實氣體的逸度和逸度因子195

473普遍化的逸度因子圖196

474路易斯蘭德爾逸度規則198

48活度和活度因子198

481真實液態混合物中任一組分的活度和活度因子198

482真實液態混合物中任一組分活度和活度因子的計算199

483真實溶液中溶劑的活度和滲透因子，溶質的活度和活度因子200

習題203

第5章化學平衡207

51化學反應親合勢207

511化學反應系統的吉布斯函數與反應進度的關係207

512化學親合勢208

52等溫方程式與標準平衡常數210

521理想氣體化學反應等溫方程式210

522理想氣體化學反應的標準平衡常數212

523有純固相參與的理想氣體化學反應的標準平衡常數212

524幾種有關化學反應標準平衡常數之間的關係213

525理想氣體化學反應的其它的平衡常數214

526溶液中化學反應的平衡常數214

53標準平衡常數和平衡組成的計算215

531由標準熱力學函數計算標準平衡常數216

532由實驗測得的平衡數據計算標準平衡常數217

533由標準平衡常數求平衡組成218

534同時平衡組成的計算219

54溫度對標準平衡常數的影響——等壓方程式221

541等壓方程式222

542標準摩爾反應焓為定值時的等壓方程式的積分式222

543標準摩爾反應焓為溫度的函數時等壓方程的積分式225

55其它因素對理想氣體反應平衡的影響226

551壓力對理想氣體反應平衡轉化率的影響227

552恆溫、恆壓下通入惰性組分對平衡轉化率的影響227

553反應物原料配比對平衡轉化率的影響228

56高壓下真實氣體的化學平衡229

習題232

第6章相圖236

61相律237

611相律的推導237

612相律的應用240

62單組分系統相圖242

63槓桿規則及其應用245

631槓桿規則245

632槓桿規則在二組分系統三相平衡共存發生相變化時的

應用247

64二組分液態完全互溶系統的液氣平衡相圖248

641理想液態混合物的壓力組成圖248

642理想液態混合物的溫度組成圖250

643精餾原理251

644二組分真實液態混合物的液氣平衡相圖252

65二組分液態部分互溶和完全不互溶系統液氣平衡相圖255

651液體的相互溶解度255

652液態部分互溶系統的溫度組成圖256

653液態完全不互溶系統的溫度組成圖259

66繪製二組分凝聚系統相圖的方法259

661熱分析法259

662溶解度法262

67二組分簡單凝聚系統固液平衡相圖263

671固態完全不互溶的二組分凝聚系統相圖264

672固態完全互溶的二組分凝聚系統相圖266

673固態部分互溶的二組分凝聚系統相圖267

68生成化合物的二組分凝聚系統固液相圖269

681生成穩定化合物的二組分凝聚系統相圖269

682生成不穩定化合物的二組分凝聚系統相圖269

習題270

第7章電化學277

71原電池和電解池277

711陽極和陰極，正極和負極278

712法拉第定律279

713離子的電遷移率和離子的遷移數281

72摩爾電導率282

721電導率282

722電解質溶液的摩爾電導率284

723離子獨立運動定律和離子的摩爾電導率286

724離子的化學勢，溶液中離子反應的化學平衡288

73電解質離子的平均活度和平均活度因子292

731電解質離子的平均質量摩爾濃度292

732電解質離子的平均活度和平均活度因子293

733電解質離子的平均活度因子與離子強度294

74可逆電池298

741原電池表示法298

742鹽橋300

743可逆電池300

744韋斯頓標準電池301

75原電池熱力學303

751原電池電動勢及其測量303

752原電池熱力學304

76電池電動勢的計算——能斯特方程306

761電池反應的等溫方程306

762能斯特方程307

763電極電勢和標準電極電勢308

764電池電動勢與電極電勢的關係310

765電極的種類311

766電池電動勢的計算312

77電解315

771分解電壓315

772極化曲線及超電勢317

773電解時的電極反應319

習題320

第8章界面現象與膠體325

81界面張力、潤濕、彎曲液面的附加壓力326

811什麼是界面張力326

812界面熱力學公式327

813界面張力328

814接觸角、楊氏方程和潤濕330

815彎曲液面的附加壓力331

82亞穩狀態和新相的生成332

821微小液滴的飽和蒸氣壓——開爾文公式332

822過飽和蒸氣333

823過飽和溶液334

824過熱液體334

825過冷液體335

83固體表面上的吸附作用335

831物理吸附和化學吸附336

832等溫吸附的經驗式337

833單分子層吸附理論——蘭格繆爾吸附等溫式338

84溶液表面的吸附341

841溶液表面上的正吸附和負吸附341

842吉布斯吸附等溫式343

843表面活性劑344

85分散系統的分類及膠體溶液的性質345

851分散系統的分類345

852膠體溶液的光學性質346

853膠體溶液的運動學性質347

854膠體溶液的電學性質348

86憎液溶膠的穩定與破壞349

861擴散雙電層理論349

862憎液溶膠的膠團結構351

863憎液溶膠的穩定性理論352

864憎液溶膠的聚沉353

87乳狀液355

871乳狀液的分類與鑒別355

872乳狀液的形成與破壞356

習題357

第9章化學動力學361

91反應速率361

911反應速率的定義361

912化學計量反應與基元反應363

913質量作用定律及反應分子數364

914化學計量反應速率方程的經驗式及反應級數365

915反應速率的圖解表示366

92速率方程的積分式及反應級數的確定366

921零級反應366

922一級反應367

923二級反應369

924n級反應371

925反應級數的確定372

93溫度對反應速率常數的影響及化學反應的活化能375

931阿累尼烏斯方程375

932基元反應的活化能與反應熱377

933化學反應的表觀活化能與基元反應活化能之間的關係378

94典型的複雜反應及複雜反應的近似處理法379

941對行反應379

942平行反應381

943連串反應383

944複雜反應的近似處理法385

95鏈反應387

951單鏈反應388

952支鏈反應與爆炸界限389

96反應速率理論391

961氣體反應的碰撞理論391

962過渡狀態理論394

97催化作用397

971催化劑的基本特徵397

972催化反應的一般機理398

98多相催化反應400

981多相催化反應的步驟400

982隻有一種反應物的表面反應控制的動力學方程401

983有兩種反應物的表面反應控制的動力學方程403

習題404

附錄411

附錄一國際單位制411

附錄二希臘字母表413

附錄三基本常數414

附錄四換算因數415

附錄五元素的相對原子質量表（2001）415

附錄六某些物質的臨界參數417

附錄七某些氣體的范德華常數418

附錄八某些氣體的摩爾定壓熱容與溫度的關係419

附錄九某些物質的標準摩爾生成焓、標準摩爾生成吉布斯函數、

標準摩爾熵及摩爾定壓熱容（25℃）419

附錄十某些有機化合物的標準摩爾燃燒焓（25℃）423

附錄十一某些電極的標準電極電勢（25℃）424

習題答案426

參考書439