物理化學

物理化學（第二版）

所屬類別

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作者：楊一平、吳曉明、王振琪 編

出版日期：2009年8月 書號：978-7-122-04522-5

開本：16 裝幀：平 版次：2版1次 頁數：316頁

全書內容分9章：氣體；熱力學第一定律；熱力學第二定律；相平衡；化學平衡；電化學基礎；界面現象；化學動力學；膠體。

本書可作為高職高專化學、化工類及相關專業的教學用書，併兼有知識手冊的查詢功能，可供其他從事化學化工類及相關專業的人員參考。

本書常用的符號意義和單位1

緒論3

一、什麼是物理化學3

二、為什麼學習物理化學4

三、怎樣學習物理化學4

第一章氣體6

第一節低壓氣體的pVT關係6

一、壓力、體積和溫度6

二、低壓氣體的經驗定律7

三、理想氣體狀態方程7

四、理想氣體8

第二節道爾頓定律和阿馬格定律10

一、混合氣體的組成10

二、道爾頓定律10

三、阿馬格定律12

四、氣體混合物的摩爾質量15

第三節中、高壓氣體的pVT關係16

一、中、高壓氣體的特點16

二、中、高壓氣體pVT關係的處

理方法17

第四節氣體的液化及臨界狀態20

一、氣體的pVm圖21

二、氣體的臨界狀態及液化條件22

第五節對應狀態原理及壓縮因子圖23

一、對比參數與對應狀態原理24

二、壓縮因子圖25

閱讀材料超臨界流體29

本章小結31

思考題32

習題33

第二章熱力學第一定律35

第一節基本概念35

一、系統和環境35

二、系統的性質36

三、狀態和狀態函數36

四、熱力學平衡態37

五、過程和途徑38

第二節熱力學第一定律39

一、熱力學能39

二、熱40

三、功40

四、熱力學第一定律42

第三節恆容熱與恆壓熱42

一、恆容熱43

二、焓43

三、恆壓熱43

第四節變溫過程熱的計算44

一、摩爾熱容44

二、理想氣體在單純pVT變化過程中

ΔU和ΔH的計算48

三、純凝聚態物質在單純pVT變化過

程中ΔU和ΔH的計算50

第五節可逆過程和可逆體積功的計算50

一、可逆過程50

二、可逆體積功的計算51

三、絕熱可逆過程52

第六節相變熱的計算55

一、相和相變56

二、摩爾相變焓和相變熱56

三、相變過程Q、W、ΔU和ΔH的計算56

第七節化學反應熱的計算58

一、基本概念58

二、化學反應熱的計算61

第八節氣體的節流膨脹69

一、焦耳湯姆生實驗69

二、節流膨脹70

閱讀材料化學熱力學的發展趨勢71

本章小結71

思考題75

習題76

第三章熱力學第二定律78

第一節熱力學第二定律78

一、自然界中幾種過程的方向和限度78

二、自發過程及其特徵79

三、熱力學第二定律的表達方式79

第二節熵和熵判據80

一、熵80

二、熵判據80

第三節物理過程熵變的計算82

一、ΔS環境的計算82

二、單純pVT變化過程ΔS的計算82

三、相變過程ΔS的計算86

第四節化學反應熵變的計算88

一、熱力學第三定律88

二、標準摩爾熵88

三、化學反應熵變的計算88

第五節吉布斯函數和亥姆霍茲函數89

一、亥姆霍茲函數與吉布斯函數90

二、亥姆霍茲函數判據90

三、吉布斯函數判據91

四、熱力學函數的一些重要關係式92

第六節恆溫過程ΔG的計算93

一、單純狀態變化的恆溫過程93

二、恆溫恆壓混合過程94

三、相變94

四、化學反應95

第七節偏摩爾量和化學勢96

一、偏摩爾量96

二、化學勢98

三、化學勢判據99

第八節氣體的化學勢及逸度100

一、理想氣體的化學勢100

二、真實氣體的化學勢和逸度101

閱讀材料熱能的綜合利用與熱泵原理

簡介104

本章小結104

思考題107

習題108

第四章相平衡110

第一節相律110

一、相、組分及自由度110

二、相律112

第二節單組分系統相圖114

一、相圖的繪製114

二、相圖分析115

三、相圖的應用116

第三節單組分系統兩相平衡時壓力和溫度的關係116

一、克拉貝龍方程117

二、克勞修斯克拉貝龍方程118

第四節多組分系統分類及組成表示法120

一、多組分單相系統的分類120

二、多組分系統組成表示法120

第五節拉烏爾定律和亨利定律122

一、拉烏爾定律122

二、亨利定律123

第六節理想液態混合物125

一、理想液態混合物的汽液平衡125

二、理想液態混合物中各組分的化學勢127

第七節理想稀溶液128

一、稀溶液的依數性128

二、稀溶液中溶劑和溶質的化學勢132

第八節二組分理想液態混合物的汽液平衡相圖133

一、壓力組成圖133

二、溫度組成圖134

三、相圖的應用135

第九節真實液態混合物與溶液138

一、二組分真實液態混合物的汽液平衡相圖138

二、真實液態混合物和溶液的化學勢及活度140

第十節二組分液態完全不互溶系統的汽液平衡141

一、二組分液態完全不互溶系統的特點141

二、水蒸氣蒸餾142

三、二組分液態完全不互溶系統的汽液平衡相圖143

第十一節分配定律和萃取143

一、分配定律143

二、萃取144

第十二節二組分液態部分互溶系統的液液平衡相圖145

一、共軛溶液146

二、二組分液態部分互溶系統的液液平衡相圖146

三、相圖的應用146

第十三節二組分系統固液平衡相圖147

一、具有簡單低共熔點系統的相圖147

二、二組分固態完全互溶系統的固液平衡相圖151

閱讀材料反滲透及膜技術簡介151

本章小結152

思考題155

習題155

第五章化學平衡159

第一節化學反應的平衡條件159

一、摩爾反應吉布斯函數159

二、化學反應的平衡條件160

第二節等溫方程及標準平衡常數160

一、理想氣體化學反應的等溫方程160

二、理想氣體化學反應的標準平衡常數161

三、理想氣體化學反應等溫方程式的應用162

四、有純態凝聚相參加的理想氣體反應163

第三節平衡常數的測定及應用164

一、平衡常數測定的一般方法164

二、平衡常數的應用164

第四節標準摩爾反應吉布斯函數的計算166

一、由ΔfGm計算ΔrGm166

二、由ΔfHm和Sm計算ΔrGm167

三、由K計算ΔrGm168

第五節溫度對化學平衡的影響168

一、標準平衡常數與溫度關係的微分式169

二、標準平衡常數與溫度間關係的積分式170

第六節壓力及惰性氣體等對化學平衡的影響172

一、總壓力對理想氣體反應平衡轉化率的影響172

二、惰性氣體對平衡轉化率的影響173

三、反應物配比對平衡轉化率的影響174

第七節真實反應的化學平衡175

一、真實氣體反應的化學平衡175

二、真實液態混合物中反應的化學平衡177

閱讀材料乙酸乙酯生產條件的分析177

本章小結179

思考題181

習題181

第六章電化學基礎184

第一節電解質溶液的導電機理184

一、電解質溶液的導電機理185

二、法拉第定律185

第二節電導、電導率和摩爾電導率188

一、電導188

二、電導率188

三、摩爾電導率188

四、摩爾電導率與物質的量濃度的關係189

五、離子獨立運動定律190

第三節電導測定的應用191

一、計算電導率和摩爾電導率191

二、檢驗水的純度193

三、求弱電解質的解離度193

四、求微溶鹽的溶解度194

五、電導滴定195

第四節電解質溶液的平均活度和平均活度因子195

一、電解質溶液的活度和活度因子196

二、離子的平均活度和平均活度因子197

第五節可逆電池198

一、原電池198

二、原電池的表示方法199

三、可逆電池200

第六節能斯特方程201

一、E與ΔrGm的關係201

二、E與K的關係201

三、能斯特方程202

第七節電極電勢和電池電動勢的計算203

一、原電池電動勢203

二、標準氫電極與電極電勢204

三、電極電勢能斯特方程與電池電動勢的計算205

第八節電極的種類208

一、第一類電極208

二、第二類電極209

三、第三類電極210

第九節原電池的設計211

一、設計思路211

二、設計方法214

第十節原電池電動勢的測定及應用214

一、原電池電動勢的測定214

二、韋斯頓標準電池215

三、電池電動勢測定的應用215

第十一節濃差電池和液體接界電勢220

一、濃差電池220

二、液體接界電勢222

第十二節分解電壓222

一、分解電壓223

二、分解電壓的計算224

第十三節極化作用225

一、電極的極化225

二、極化曲線225

第十四節電解時的電極反應227

一、陰極反應227

二、陽極反應228

第十五節金屬的電化學腐蝕及防護229

一、金屬的電化學腐蝕230

二、金屬的防護231

第十六節化學電源233

一、鋅錳電池233

二、鉛蓄電池233

三、銀鋅電池234

四、燃料電池234

閱讀材料化學感測器235

本章小結236

思考題239

習題239

第七章界面現象242

第一節表面張力242

一、液體的表面張力242

二、比表面吉布斯函數243

三、表面張力的影響因素244

第二節潤濕現象245

一、潤濕245

二、接觸角及楊氏方程246

三、彎曲液面的附加壓力247

第三節分散度對物質性質的影響248

一、比表面248

二、分散度與蒸氣壓的關係248

三、亞穩狀態和新相生成250

第四節吸附現象252

一、吸附的概念252

二、固體表面對氣體分子的吸附253

三、溶液表面的吸附256

第五節表面活性劑257

一、表面活性劑的結構257

二、表面活性劑的分類258

三、表面活性劑的性能259

四、表面活性劑的應用259

第六節乳狀液261

一、乳狀液的定義及分類261

二、乳狀液的物理性質262

三、乳狀液的形成和破壞262

四、乳狀液的應用264

閱讀材料微乳狀液264

本章小結265

思考題267

習題267

第八章化學動力學269

第一節化學反應速率269

一、反應速率的定義269

二、反應速率的圖解表示270

三、基元反應和複合反應270

四、基元反應的速率方程——質量作用定律271

五、反應級數272

六、反應速率常數272

第二節具有簡單級數的化學反應272

一、一級反應273

二、二級反應274

第三節溫度對反應速率的影響277

一、范特霍夫規則278

二、阿倫尼烏斯方程278

三、活化能280

第四節典型複合反應281

一、對峙反應281

二、平行反應283

三、連串反應284

第五節鏈反應285

一、鏈反應的基本步驟286

二、鏈反應的分類286

三、支鏈反應與爆炸界限286

第六節催化反應288

第七節多相催化反應289

一、氣固相催化反應的一般機理289

二、氣固相催化反應的速率方程簡介290

閱讀材料酶催化反應簡介291

本章小結292

思考題294

習題295

第九章膠體297

第一節分散系統分類297

一、分子分散系統297

二、粗分散系統297

三、膠體分散系統297

第二節溶膠的動力性質298

一、布朗運動298

二、擴散299

三、沉降平衡299

第三節溶膠的電學性質300

一、電泳300

二、溶膠粒子帶電的原因300

三、溶膠的膠團結構301

四、熱力學電勢和電動電勢302

第四節溶膠的穩定性和聚沉303

一、溶膠的穩定性303

二、溶膠的聚沉303

閱讀材料微膠囊305

本章小結306

思考題307

習題308

附錄309

附錄一某些氣體的范德華參數309

附錄二某些物質的臨界參數309

附錄三某些氣體的摩爾定壓熱容與溫度的關係310

附錄四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310

附錄五某些有機化合物的標準摩爾燃燒焓313

附錄六一些電極的標準電極電勢314

附錄七元素的相對原子質量315

參考文獻316