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物理化学 - 王振琪、吴晓明、杨一平编

上一篇 / 下一篇 2008-07-06 13:08:09

出版日期:2002年8月
本书是为了适应21世纪社会对人才培养的需要，根据全国高职化工类教材的教学基本要求而编写的，作为高职化工类及各相关专业物理化学课程的教材。
本教材从培养高等技术应用性人才的目标出发，贯彻实际、实践、实用的原则，在教材内容的选择上从理论到例题、思考题、习题都注重与生产实际紧密结合。“以应用为目的、必需够用为度”，有针对性地选择应用性、实用性较强的内容，删减了与化工及相关专业联系不大的内容，并融入了现代科技的新知识和新技术，拓宽学生的知识视野，培养学生的创新能力，为后续课程的学习奠定坚实的理论基础。在教材内容的组织上，重概念、重结论、重应用。对基本定律与公式的推导用小字给出，重点讲明物理意义及适用条件，并配备较多紧密联系实际的例题，对相关的问题进行分析与讨论，总结规律、强化应用，提高学生分析问题、解决问题的能力。在教材内容的结构上，将溶液与相平衡合并为一章，使其结构更紧凑，内容更简练。每章开篇设有学习目标，指出本章应知应会的内容，便于学生有的放矢地学习。章末设有本章小结、思考题、习题和阅读材料，以便学生学以致用，巩固提高。为了适应各不同专业的需求，编写时力求由浅入深循序渐进，并适当扩展了某些内容。例如，为适应工业分析类、环境与安全类专业的需要，强化了电化学的内容。力求教材内容安排具有可组合、可选择的模块化形式，可根据不同专业、不同层次学生学习物理化学的要求，有目的地进行取舍。
全书共分九章，其中绪论、第四章由天津职业大学王振琪和辽宁石化职业技术学院杨一平编写；第一章、第六章由杨一平编写；第二章、第三章由王振琪和河北化工医药职业技术学院吴晓明编写；第五章、第七章由连云港化工高等专科学校李善忠编写；第八章、第九章由吴晓明编写。全书由王振琪统稿，辽宁石化职业技术学院李居参主审。参加审稿的还有辽宁石化职业技术学院温泉、吕欣等。编者对各位提出的宝贵意见和建议特致谢意，本书的编写也得到了化学工业出版社及全国化工高职教材编审委员会的有关领导和同志的关心和指导，在此一并表示衷心的感谢。
由于编者的水平有限，书中难免有不妥或错误之处，恳请读者批评指正。

编者
2002年4月物理化学目录
本书常用的符号意义和单位1
绪论3
一、什么是物理化学3
二、为什么学习物理化学3
三、怎样学习物理化学4
第一章气体的pVT关系及液化条件5
学习目标5
第一节低压气体的pVT关系5
一、压力、体积和温度5
二、低压气体的经验定律6
三、理想气体状态方程6
四、低压气体的特点和理想气体模型8
五、低压气体pVT关系的处理方法8
第二节分压定律和分体积定律9
一、混合气体的组成9
二、分压定律10
三、分体积定律12
四、气体混合物的摩尔质量15
第三节中、高压气体的pVT关系16
一、中、高压气体的特点16
二、中、高压气体pVT关系的处理方法17
第四节气体的临界状态及液化条件20
一、气体的pVm图21
二、气体的临界状态及其液化条件22
第五节对应状态原理及压缩因子图23
一、对比参数与对应状态原理24
二、压缩因子图25
阅读材料超临界流体29
本章小结30
思考题32
习题33
第二章热力学第一定律35
学习目标35
第一节基本概念35
一、系统和环境35
二、系统的性质36
三、状态和状态函数36
四、热力学平衡态37
五、过程和途径38
第二节热力学第一定律39
一、热力学能39
二、热40
三、功40
四、热力学第一定律42
第三节恒容热与恒压热43
一、恒容热43
二、焓43
三、恒压热44
第四节变温过程热的计算45
一、摩尔热容45
二、变温过程热的计算47
三、理想气体在单纯pVT变化过程中ΔU和ΔH的计算51
四、液、固体在单纯pVT变化过程中ΔU和ΔH的计算53
第五节可逆过程和可逆体积功的计算53
一、可逆过程53
二、理想气体的可逆绝热过程方程55
三、理想气体可逆体积功的计算56
第六节相变热的计算60
一、相和相变60
二、摩尔相变焓61
三、相变热的计算61
第七节化学反应热的计算64
一、基本概念64
二、化学反应热的计算67
第八节气体的节流膨胀75
一、焦耳汤姆生实验75
二、节流膨胀75
阅读材料化学热力学的发展趋势76
本章小结77
思考题81
习题82
第三章热力学第二定律84
学习目标84
第一节热力学第二定律84
一、自然界中几种过程的方向和限度84
二、自发过程及其特征85
三、热力学第二定律的表达方式85
第二节熵和熵判据86
一、熵的引出86
二、熵判据87
第三节物理过程熵差的计算89
一、ΔS环境的概念89
二、ΔS计算的基本思路90
三、单纯pVT变化过程ΔS的计算90
四、相变过程ΔS的计算94
第四节化学反应熵差的计算95
一、热力学第三定律95
二、标准摩尔熵96
三、化学反应熵差的计算96
第五节吉布斯函数和亥姆霍兹函数97
一、吉布斯函数98
二、亥姆霍兹函数99
三、ΔG和ΔA的计算100
第六节热力学函数的一些重要关系式101
一、热力学基本方程101
二、对应系数关系式102
三、麦克斯韦关系式102
第七节偏摩尔量和化学势103
一、偏摩尔量103
二、化学势106
三、化学势判据107
第八节气体的化学势及逸度108
一、理想气体的化学势108
二、真实气体的化学势和逸度109
阅读材料热能的综合利用与热泵原理简介111
本章小结112
思考题114
习题115
第四章相平衡117
学习目标117
第一节相律 117
一、相、组分及自由度117
二、相律119
第二节单组分系统相图121
一、相图的绘制122
二、相图分析122
三、相图的应用123
第三节单组分系统两相平衡时压力和温度的关系124
一、克拉贝龙方程124
二、克劳修斯克拉贝龙方程126
第四节多组分系统分类及组成表示法128
一、多组分单相系统的分类128
二、多组分系统组成表示法128
第五节拉乌尔定律和亨利定律 129
一、拉乌尔定律130
二、亨利定律131
第六节理想液态混合物133
一、理想液态混合物的汽液平衡133
二、二组分理想液态混合物的汽液平衡相图135
三、相图的应用137
四、理想液态混合物中各组分的化学势139
第七节理想稀溶液140
一、稀溶液中溶剂和溶质的化学势140
二、稀溶液的依数性141
第八节真实液态混合物与溶液145
一、二组分真实液态混合物的汽液平衡相图145
二、真实液态混合物和溶液的化学势及活度147
第九节二组分液态完全不互溶系统的汽液平衡149
一、二组分液态完全不互溶系统的特点149
二、水蒸气蒸馏149
三、二组分液态完全不互溶系统的汽液平衡相图151
第十节分配定律和萃取151
一、分配定律151
二、萃取152
第十一节二组分液态部分互溶系统的液液平衡相图153
一、共轭溶液153
二、二组分液态部分互溶系统的液液平衡相图154
三、相图的应用154
第十二节二组分系统固液平衡相图155
一、具有简单低共熔点系统的相图155
二、二组分固态完全互溶系统的固液平衡相图158
阅读材料反渗透及膜技术简介159
本章小结160
思考题162
习题163
第五章化学平衡及其规律166
学习目标166
第一节化学反应的平衡条件166
一、摩尔反应吉布斯函数166
二、化学反应的平衡条件167
第二节等温方程及标准平衡常数167
一、理想气体化学反应的等温方程167
二、理想气体化学反应的标准平衡常数168
三、理想气体化学反应的K与Kp、Ky、Kn、Kc的关系170
四、有纯态凝聚相参加的理想气体反应171
第三节平衡常数的测定及应用171
一、平衡常数测定的一般方法171
二、平衡常数的应用172
第四节标准摩尔反应吉布斯函数的计算174
一、由ΔfGm计算ΔrGm174
二、由ΔfHm和Sm计算ΔrGm174
三、由K计算ΔrGm175
第五节温度对化学平衡的影响176
一、等压方程式176
二、ΔrHm为定值时等压方程式的积分式177
三、ΔrHm为温度的函数时等压方程的积分式179
第六节压力及惰性气体等对化学平衡的影响179
一、总压力对理想气体反应平衡转化率的影响179
二、恒温恒压下惰性气体对平衡转化率的影响180
三、反应物配比对平衡转化率的影响181
第七节真实反应的化学平衡182
一、真实气体反应的化学平衡182
二、真实液相中反应的化学平衡184
阅读材料乙酸乙酯生产条件的分析184
本章小结186
思考题187
习题188
第六章电化学基础190
学习目标190
第一节电解质溶液的导电机理190
一、电解质溶液的导电机理190
二、法拉第定律191
三、电流效率193
第二节电解质溶液的电导率和摩尔电导率193
一、电导193
二、电导率194
三、摩尔电导率194
四、摩尔电导率与浓度的关系195
五、离子独立运动定律196
第三节电导测定的应用197
一、计算电导率和摩尔电导率198
二、求弱电解质的电离度199
三、检验水的纯度199
四、求微溶盐的溶解度200
五、电导滴定201
第四节电解质溶液的平均活度和平均活度系数201
一、电解质溶液的活度和活度系数202
二、离子的平均活度和平均活度系数203
第五节可逆电池205
一、原电池205
二、原电池的表示方法205
三、可逆电池206
第六节能斯特方程207
一、E与ΔrGm的关系207
二、E与K的关系208
三、能斯特方程208
四、电极电势和标准电极电势209
第七节电极的种类214
一、第一类电极214
二、第二类电极215
三、第三类电极216
第八节原电池的设计217
一、设计思路217
二、设计方法219
第九节电池电动势的测定220
一、原电池电动势的测定220
二、韦斯顿标准电池221
三、电池电动势测定的应用221
第十节浓差电池和液体接界电势226
一、浓差电池226
二、液体接界电势228
第十一节分解电压228
一、分解电压229
二、分解电压的计算230
第十二节极化作用231
一、电极的极化231
二、极化曲线231
三、电解池和原电池极化曲线的差别233
第十三节电解时的电极反应233
一、阴极反应233
二、阳极反应234
第十四节金属的电化学腐蚀及防护235
一、金属的电化学腐蚀236
二、金属的防护237
第十五节化学电源239
一、锌锰电池239
二、铅蓄电池240
三、银锌电池240
四、燃料电池240
阅读材料化学传感器241
本章小结242
思考题245
习题245
第七章界面现象248
学习目标248
第一节表面张力248
一、液体的表面张力248
二、比表面吉布斯函数249
三、界面热力学公式251
第二节润湿现象252
一、润湿252
二、接触角及杨氏方程253
三、弯曲液面的附加压力253
第三节分散度对物质性质的影响254
一、比表面254
二、分散度与蒸气压的关系255
三、亚稳状态和新相生成257
第四节吸附现象258
一、吸附的概念258
二、固体表面对气体分子的吸附260
三、溶液表面的吸附262
第五节表面活性剂264
一、表面活性剂的结构264
二、表面活性剂的分类264
三、表面活性剂的性能265
四、表面活性剂的应用266
第六节乳状液268
一、乳状液的定义及分类268
二、乳状液的物理性质268
三、乳状液的形成和破坏269
四、乳状液的应用270
阅读材料微乳状液271
本章小结271
思考题273
习题273
第八章化学动力学275
学习目标275
第一节化学反应速率275
一、反应速率的定义275
二、反应速率的图解表示276
三、基元反应和复合反应276
四、基元反应的速率方程质量作用定律277
五、反应级数277
六、反应速率常数278
第二节具有简单级数的化学反应278
一、一级反应278
二、二级反应280
第三节温度对反应速率的影响283
一、范特霍夫规则284
二、阿伦尼乌斯方程284
三、活化能286
第四节对峙反应287
第五节平行反应289
第六节连串反应290
第七节链反应291
一、链反应的基本步骤291
二、链反应的分类292
三、支链反应与爆炸界限292
第八节催化反应293
第九节多相催化反应295
一、气固相催化反应的一般机理295
二、只有一种反应物的表面反应为控制步骤的气固相催化反应的速率方程295
阅读材料酶催化反应简介296
本章小结297
思考题299
习题300
第九章胶体302
学习目标302
第一节分散系统分类302
一、分子分散系统302
二、粗分散系统302
三、胶体分散系统302
第二节胶体的动力性质303
一、布朗运动303
二、扩散304
三、沉降平衡304
第三节胶体的电学性质305
一、电泳305
二、胶体粒子带电的原因305
三、胶体粒子的结构306
四、热力学电势和电动电势306
第四节胶体的聚沉308
一、电解质的聚沉作用308
二、正负胶体的相互聚沉309
三、高分子化合物的聚沉作用309
阅读材料微胶囊310
本章小结310
思考题312
习题312
附录313
附录一某些气体的范德华常数313
附录二某些物质的临界参数313
附录三某些气体的摩尔定压热容与温度的关系314
附录四某些物质的标准摩尔生成焓、标准摩尔生成吉布斯函数、标准摩尔熵及
摩尔定压热容314
附录五某些有机化合物的标准摩尔燃烧焓317
附录六一些电极的标准电极电势318
参考文献319
本书为高等工类及相关专业的物理化学教材，也可供其他从事化工类及相关专业人员参考。物理化学内容介绍:
针对高等职业技术教育地化工类各专业人才培养的需要，本书重点阐述物理化学基本概念、基本理论及其在生产中有关应用。每章开始均设有学习目标，章末有阅读材料、本章小结、思考题、习题，以强化理在论实际中的运用及课后训练。全书内容共分9章：气体的P－V－T关系及液化条件；热力学第一定律；热力学第二定律；相平衡；化学平衡及规律；电化学基础；界面现象；化学动力学；胶体。本书为高等工类及相关专业的物理化学教材，也可供其他从事化工类及相关专业人员参考。
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