《物理化學(xué)》分理論和實(shí)訓(xùn)兩大部分,理論部分共分8章,包括氣體狀態(tài)方程、熱力學(xué)第一定律、熱力學(xué)第二定律、化學(xué)平衡限度計(jì)算、物質(zhì)分離提純基礎(chǔ)、電化學(xué)基礎(chǔ)、動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)、表面現(xiàn)象與膠體。該部分每章前設(shè)有學(xué)習(xí)指導(dǎo),每節(jié)前設(shè)有學(xué)習(xí)導(dǎo)航,介紹基本概念,啟迪學(xué)生思維。理論公式本著“必需、夠用”為度,淡化理論推導(dǎo),側(cè)重公式條件的把握及應(yīng)用。每章后附有閱讀材料、主要公式小結(jié)及習(xí)題,拓寬學(xué)生視野,習(xí)題中的拓展題理論密切聯(lián)系實(shí)際,學(xué)以致用,便于知識(shí)的進(jìn)一步鞏固和提高。實(shí)訓(xùn)部分包括基本知識(shí)的準(zhǔn)備、常用儀器操作技能訓(xùn)練、基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)和設(shè)計(jì)性實(shí)訓(xùn)。為方便教學(xué),本書(shū)配有電子課件。
本書(shū)可作為高職高;ぁ⒅扑幖跋嚓P(guān)專業(yè)教學(xué)用書(shū),也可供其他從事化學(xué)化工及其相關(guān)專業(yè)的人員作為參考書(shū)。
緒論001
一、物理化學(xué)課程性質(zhì)和地位 001
二、物理化學(xué)的研究?jī)?nèi)容 001
三、物理化學(xué)的研究方法 002
四、物理化學(xué)的建立與發(fā)展 002
五、物理化學(xué)的學(xué)習(xí)要求 002
第一章氣體狀態(tài)方程004
第一節(jié)理想氣體 004
一、理想氣體微觀模型 005
二、低壓氣體實(shí)驗(yàn)定律 005
三、理想氣體狀態(tài)方程 005
四、理想氣體混合物的平均摩爾質(zhì)量 006
第二節(jié)混合氣體分壓定律 007
一、分壓力 007
二、道爾頓分壓定律 008
第三節(jié)混合氣體分體積定律 008
一、分體積及阿馬格分體積定律 009
二、阿馬格分體積定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式 009
三、氣體物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)與分體積的關(guān)系 009
第四節(jié)范德華方程與壓縮因子 010
一、真實(shí)氣體的范德華方程 010
二、壓縮因子和普遍化壓縮因子圖 011
習(xí)題 016
第二章熱力學(xué)第一定律018
第一節(jié)熱力學(xué)基本概念 018
一、體系與環(huán)境 019
二、狀態(tài)與狀態(tài)函數(shù) 019
三、熱力學(xué)平衡態(tài) 020
四、過(guò)程與途徑 020
五、熱和功 021
六、熱力學(xué)能 023
第二節(jié)熱力學(xué)第一定律概述 024
一、熱力學(xué)第一定律的文字表述 024
二、熱力學(xué)第一定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式 024
三、恒容熱、恒壓熱及焓 025
第三節(jié)熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用 026
一、p、V、T變化過(guò)程 026
二、相變過(guò)程 029
三、化學(xué)變化過(guò)程 031
習(xí)題 039
第三章熱力學(xué)第二定律044
第一節(jié)自發(fā)過(guò)程及熱力學(xué)第二定律 045
一、自發(fā)過(guò)程 045
二、熱力學(xué)第二定律 046
第二節(jié)克勞修斯不等式及熵增加原理 046
一、卡諾定理 047
二、熵函數(shù)及克勞修斯不等式 048
三、熵判據(jù)——熵增加原理 050
第三節(jié)熵變的計(jì)算 051
一、簡(jiǎn)單PVT變化過(guò)程 052
二、相變過(guò)程 054
三、化學(xué)變化過(guò)程 055
第四節(jié)吉布斯函數(shù)與亥姆霍茲函數(shù) 056
一、吉布斯函數(shù) 056
二、亥姆霍茲函數(shù) 059
習(xí)題 062
第四章化學(xué)平衡限度計(jì)算066
第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)方向和限度 067
一、理想氣體反應(yīng)等溫方程式 067
二、理想氣體反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù) 068
三、平衡常數(shù)的各種表示方法 070
四、化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算 071
第二節(jié)溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響 072
一、等壓方程式 073
二、標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓為常數(shù)時(shí)標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系 073
第三節(jié)其他因素對(duì)理想氣體反應(yīng)平衡的影響 074
一、壓力對(duì)理想氣體反應(yīng)平衡的影響 074
二、惰性介質(zhì)對(duì)化學(xué)平衡的影響 074
三、反應(yīng)物的原料配比對(duì)平衡組成的影響 076
習(xí)題 078
第五章物質(zhì)分離提純基礎(chǔ)080
第一節(jié)相律 081
一、相 081
二、獨(dú)立組分 081
三、自由度 083
四、相律 083
第二節(jié)單組分體系的相圖 084
一、單組分體系的特點(diǎn) 084
二、單組分體系的相圖——水的相圖的繪制 084
三、單組分體系的相圖——水的相圖的分析 085
四、單組分體系兩相平衡時(shí)溫度和壓力的關(guān)系 086
第三節(jié)雙組分體系氣-液平衡相圖 088
一、雙組分完全互溶體系 089
二、二組分完全不互溶體系 091
第四節(jié)雙組分凝聚體系相圖 093
一、熱分析法 093
二、溶解度法 095
三、杠桿規(guī)則 096
四、相圖應(yīng)用舉例 096
五、形成穩(wěn)定化合物的雙組分體系 097
習(xí)題 099
第六章電化學(xué)基礎(chǔ)101
第一節(jié)電解質(zhì)溶液 102
一、電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電及法拉第定律 102
二、離子遷移數(shù) 103
三、電導(dǎo)、電導(dǎo)率和摩爾電導(dǎo)率 104
第二節(jié)原電池 109
一、原電池的表示方法 109
二、可逆電池 110
三、電化學(xué)熱力學(xué) 111
四、電極電勢(shì) 114
五、電極的種類(lèi) 115
六、電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算 118
第三節(jié)電解與極化 121
一、分解電壓 122
二、極化作用 122
三、電解時(shí)電極上的反應(yīng) 123
習(xí)題 126
第七章動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)130
第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)速率 131
一、反應(yīng)速率的表示 131
二、化學(xué)反應(yīng)速率的測(cè)定 133
第二節(jié)化學(xué)反應(yīng)速率方程 133
一、基元反應(yīng)和非基元反應(yīng) 133
二、質(zhì)量作用定律 134
三、速率方程的一般形式 134
第三節(jié)簡(jiǎn)單級(jí)數(shù)化學(xué)反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)特征 135
一、零級(jí)反應(yīng) 135
二、一級(jí)反應(yīng) 136
三、二級(jí)反應(yīng) 138
第四節(jié)溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響 140
一、范特霍夫(Van’t Hoff)規(guī)則 141
二、阿倫尼烏斯(Arrhenius)方程 141
三、活化能 142
*第五節(jié)典型復(fù)合反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)特征 143
一、對(duì)行反應(yīng) 144
二、平行反應(yīng) 144
三、連串反應(yīng) 145
第六節(jié)催化反應(yīng) 146
一、催化劑的基本特征 146
二、單相催化反應(yīng) 148
三、多相催化反應(yīng) 148
習(xí)題 149
第八章表面現(xiàn)象與膠體152
第一節(jié)表面張力及表面吉布斯函數(shù) 153
一、液體的表面張力 153
二、表面吉布斯函數(shù) 154
第二節(jié)吸附現(xiàn)象 155
一、吸附現(xiàn)象 155
二、溶液的表面吸附 157
三、固體表面吸附 158
第三節(jié)表面活性劑 160
一、表面活性劑 161
二、表面活性劑在溶液中的性質(zhì) 164
三、表面活性劑的作用 166
第四節(jié)乳狀液 168
一、乳化作用 168
二、乳狀液的性質(zhì) 170
習(xí)題 172
物理化學(xué)實(shí)訓(xùn)175
實(shí)訓(xùn)一基本知識(shí)的準(zhǔn)備 175
實(shí)訓(xùn)二常用儀器操作技能訓(xùn)練 178
任務(wù)一阿貝折光儀使用方法 178
任務(wù)二旋光儀的使用方法 182
實(shí)訓(xùn)三基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn) 186
任務(wù)一超級(jí)恒溫水浴與其性能測(cè)定 186
任務(wù)二燃燒焓的測(cè)定 189
任務(wù)三雙液系氣液相圖的繪制 194
任務(wù)四電導(dǎo)測(cè)定及其應(yīng)用 197
任務(wù)五原電池電動(dòng)勢(shì)和電極電勢(shì)的測(cè)定 200
任務(wù)六蔗糖水解反應(yīng)速率系數(shù)的測(cè)定 205
實(shí)訓(xùn)四設(shè)計(jì)性實(shí)訓(xùn) 209
任務(wù)一求蔗糖的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓,并測(cè)定10%蔗糖水溶液室溫下的比旋光度 209
任務(wù)二設(shè)計(jì)“快速檢測(cè)乙醇和水的混合液在精餾塔頂產(chǎn)品濃度”實(shí)訓(xùn)方案 210
習(xí)題參考答案211
附錄212
附錄一某些氣體范德華常數(shù) 212
附錄二某些物質(zhì)的臨界參數(shù) 213
附錄三25.0℃時(shí)物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)熱力學(xué)數(shù)據(jù) 213
附錄四某些有機(jī)化合物的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓 218
附錄五25℃時(shí)在水溶液中某些電極的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì) 219
參考文獻(xiàn)221