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內容簡介: |
物理化学是根据近年来我国物理化学课程的教学现状以及教育部1995年审定的《高等工科院校物理化学课程教学基本要求》,组织了福州大学等8所高等院校的物理化学教师共同修订编写的。本书共分十章,内容包括绪论、气体、热力学**定律、热力学第二定律、多组分系统热力学、化学平衡、相平衡、电化学、化学动力学基础、界面化学、胶体分散系统与大分子溶液。在本书的编写和修订过程中,本着“由浅入深”和“少而精”的原则,力求内容的科学性和先进性,突出基本概念和基本规律,强调应用,开启学生思路和便于学生自学等特点。
本书可作为高等工科院校化工、轻工、石油、生物工程、材料、食品、环境、高分子、制药等本科专业的教材或参考书,也可供其他院校相关专业学生参考使用。
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目錄:
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物理化学(第二版)目录
绪论1
第1章气体4
1.1气体经验定律和理想气体状态方程4
1.1.1气体经验定律4
1.1.2理想气体状态方程5
1.1.3分子间力与理想气体模型5
1.1.4摩尔气体常数6
1.2道尔顿分压定律和阿马格分体积定律6
1.2.1理想气体混合物组成的表示方法7
1.2.2理想气体状态方程对理想气体混合物的应用7
1.2.3道尔顿分压定律8
1.2.4阿马格分体积定律8
1.3实际气体状态方程8
1.3.1实际气体的行为9
1.3.2范德华方程9
1.3.3其他重要实际气体状态方程11
1.4临界状态和对应状态原理11
1.4.1液体的饱和蒸气压11
1.4.2临界参数12
1.4.3实际气体的pV图及气体的液化13
1.4.4对应状态原理13
1.4.5普遍化压缩因子图14
习题15
第2章热力学第一定律18
2.1基本概念及术语19
2.1.1系统和环境19
2.1.2状态函数和系统性质19
2.1.3过程和途径21
2.2热力学第一定律的有关概念和数学表达式21
2.2.1热21
2.2.2功22
2.2.3热力学能24
2.2.4热力学第一定律的数学表达式24
2.3恒容热、恒压热、焓25
2.3.1恒容热25
2.3.2恒压热与焓25
2.4焦耳实验及理想气体的热力学能、焓26
2.5热容26
2.5.1热容的定义26
2.5.2摩尔定容热容和摩尔定压热容27
2.5.3热容与温度的关系27
2.6可逆过程和最大功28
2.7理想气体绝热可逆过程32
2.8热化学33
2.8.1化学反应热效应34
2.8.2热化学方程式34
2.8.3赫斯定律35
2.9标准摩尔生成焓35
2.9.1标准摩尔生成焓的定义35
2.9.2由标准摩尔生成焓求标准摩尔反应焓36
2.10标准摩尔燃烧焓37
2.10.1标准摩尔燃烧焓的定义37
2.10.2由标准摩尔燃烧焓求标准摩尔反应焓37
2.11反应热效应与温度的关系37
2.12相变焓39
2.13节流膨胀与焦耳-汤姆逊效应40
习题41
第3章热力学第二定律45
3.1卡诺循环46
3.2自发过程和热力学第二定律的经典描述47
3.2.1自发过程及其共同特征47
3.2.2热力学第二定律的经典表述48
3.3熵的概念及有关计算48
3.3.1可逆过程的热温商——熵函数49
3.3.2不可逆过程的热温商50
3.3.3热力学第二定律的数学表达式50
3.3.4熵变的计算51
3.3.5热力学第三定律和化学反应熵变的计算54
3.4亥姆霍兹函数和吉布斯函数56
3.4.1亥姆霍兹函数57
3.4.2吉布斯函数57
3.4.3变化的方向及平衡条件58
3.4.4吉布斯函数变的计算59
3.5热力学函数之间的关系60
3.5.1热力学函数的基本公式60
3.5.2麦克斯韦关系式及其应用61
3.5.3吉布斯亥姆霍兹方程63
3.6克拉贝龙方程64
3.6.1克拉贝龙方程的推导64
3.6.2液固平衡、固固平衡时克拉贝龙方程积分式64
3.6.3液气、固气平衡的蒸气压方程——克劳修斯克拉贝龙方程65
3.7非平衡热力学简介67
3.7.1热力学从平衡态向非平衡态的发展67
3.7.2局域平衡假设68
3.7.3熵流和熵产生68
3.7.4熵产生速率的基本方程69
3.7.5昂萨格倒易关系70
3.7.6最小熵产生原理71
3.7.7非线性非平衡态热力学72
习题72
第4章多组分系统热力学75
4.1偏摩尔量75
4.1.1偏摩尔量的定义76
4.1.2偏摩尔量与摩尔量的关系77
4.1.3集合公式77
4.1.4吉布斯杜亥姆公式78
*4.1.5偏摩尔量的计算举例78
4.2化学势78
4.2.1化学势的定义79
4.2.2过程自发性的化学势判据80
4.2.3有关化学势的公式80
4.3气体的化学势81
4.3.1纯组分理想气体的化学势81
4.3.2混合理想气体的化学势81
4.3.3实际气体的化学势——逸度的概念82
4.3.4纯液体或纯固体的化学势82
4.4拉乌尔定律和亨利定律82
4.4.1拉乌尔定律82
4.4.2亨利定律83
4.4.3拉乌尔定律与亨利定律的对比83
4.5理想液态混合物84
4.5.1理想液态混合物的定义84
4.5.2理想液态混合物中物质的化学势84
4.5.3理想液态混合物的特性84
4.5.4组成理想液态混合物过程中热力学函数的改变85
4.6理想稀溶液86
4.6.1理想稀溶液的定义86
4.6.2理想稀溶液中各组分的化学势87
4.6.3理想稀溶液与其晶态溶质间的平衡88
4.6.4分配定律——溶质在两互不相溶的液相中的分配88
4.7稀溶液的依数性89
4.7.1溶剂蒸气压下降89
4.7.2沸点升高89
4.7.3凝固点降低90
4.7.4渗透压91
4.8真实液态混合物93
4.8.1真实液态混合物对理想液态混合物的偏差93
4.8.2活度与活度因子的概念94
4.8.3真实稀溶液94
习题96
第5章化学平衡98
5.1化学反应的方向和限度98
5.1.1化学反应系统的吉布斯函数99
5.1.2化学反应的平衡常数和等温方程100
5.2标准摩尔生成吉布斯函数103
5.2.1标准摩尔反应吉布斯函数103
5.2.2物质的标准摩尔生成吉布斯函数103
5.3平衡常数的表示方法104
5.3.1气相反应104
5.3.2液相反应105
5.3.3复相反应106
5.3.4平衡常数与化学方程式写法的关系106
5.4平衡常数的实验测定107
5.4.1平衡常数的实验直接测定107
5.4.2平衡常数的计算107
5.5温度对平衡常数的影响109
5.6平衡混合物组成的计算110
5.7其他因素对化学平衡的影响113
5.7.1压力对化学平衡的影响113
5.7.2惰性气体对化学平衡的影响114
5.7.3浓度对化学平衡的影响114
5.8反应的耦合119
5.9ΔrGm与T关系的近似公式及其应用120
习题121
第6章相平衡124
6.1相律124
6.1.1相124
6.1.2组分数125
6.1.3自由度125
6.1.4相律的推导126
6.2单组分系统的相平衡127
6.2.1单组分系统相平衡的理论基础127
6.2.2水的三相平衡数据与相图127
6.2.3固态物质的升华提纯129
6.2.4相图的说明130
6.3二组分系统的相图及其应用131
6.3.1二组分理想液态混合物的完全互溶双液系平衡相图131
6.3.2杠杆规则133
6.3.3蒸馏原理134
6.3.4精馏的原理135
6.3.5部分互溶的双液系137
6.3.6完全不互溶双液系——水蒸气蒸馏138
6.3.7生成完全互溶的二组分固液系统139
6.3.8固相部分互溶的二组分固液系统140
6.3.9固相完全不互溶的二组分固液系统141
6.3.10生成稳定和不稳定化合物的固液系统143
*6.4三组分系统的相图及其应用145
6.4.1等边三角形坐标表示法145
6.4.2部分互溶的三液系146
6.4.3二固体和一液体的水盐系统148
习题150
第7章电化学154
7.1电解质溶液的导电现象154
7.1.1第二类导体的导电机理154
7.1.2法拉第定律155
7.1.3离子的电迁移155
7.1.4电解质溶液的电导158
7.1.5离子独立运动定律160
7.1.6离子极限摩尔电导率161
7.1.7电导测定的应用162
7.2电解质的平均活度与平均活度系数163
7.2.1平均离子活度与平均离子活度系数163
7.2.2离子强度164
7.2.3强电解质溶液的离子互吸理论165
7.3可逆电池的电动势167
7.3.1可逆电池167
7.3.2电动势的测定及标准电池168
7.3.3能斯特方程170
7.3.4可逆电池标准电动势与平衡常数的关系170
7.3.5电动势及其温度系数与ΔrHm和ΔrSm的关系170
7.4电极电势171
7.4.1双电层171
7.4.2电极电势172
7.4.3电极电势与反应物活度的关系173
7.4.4液体接界电势175
7.5可逆电极的种类和原电池设计176
7.5.1可逆电极的种类176
7.5.2原电池设计177
7.6电动势测定的应用179
7.6.1计算电池反应的ΔrGm、ΔrHm、ΔrSm及Qr,m179
7.6.2计算电池反应的标准平衡常数179
7.6.3测定平均离子活度系数180
7.6.4测定难溶盐的溶度积180
7.6.5测定溶液的pH值181
7.7电解和极化现象181
7.7.1分解电压181
7.7.2浓差极化和电化学极化182
7.7.3极化曲线的测定184
7.7.4电解池与原电池极化的差别185
7.8电解时电极上的反应186
7.8.1阴极反应186
7.8.2阳极反应187
*7.9金属的腐蚀与防腐187
7.9.1金属腐蚀的分类188
7.9.2电化学腐蚀的机理188
7.9.3金属的防腐189
7.10化学电源190
7.10.1燃料电池190
7.10.2二次电池191
7.10.3一次电池192
习题193
第8章化学动力学基础196
8.1化学反应速率的定义197
8.2化学反应的速率方程198
8.2.1基元反应和非基元反应及反应机理198
8.2.2质量作用定律和反应分子数199
8.2.3反应速率的一般形式和反应级数199
8.2.4用气体组成分压表示的速率方程200
8.3速率方程的积分式201
8.3.1零级反应201
8.3.2一级反应202
8.3.3二级反应203
8.3.4n级反应206
8.4反应速率的实验测定原理与方法208
8.4.1物质的动力学实验数据的测定208
8.4.2浓度对总反应速率的影响——实验安排210
8.4.3浓度对总反应速率的影响——数据处理211
8.5温度对反应速率的影响214
8.6活化能217
8.6.1基元反应的活化能217
8.6.2活化能与反应热的关系218
8.6.3活化能的实验测定219
8.7典型的复合反应219
8.7.1对行反应219
8.7.2平行反应221
8.7.3连串反应222
8.8复合反应速率的近似处理方法224
8.8.1控制步骤法224
8.8.2稳态近似法224
8.8.3平衡态近似法226
8.8.4稳态近似法与平衡态近似法的比较226
8.8.5复合反应的表观活化能227
8.9链反应227
8.9.1链反应的共同步骤227
8.9.2直链反应228
8.9.3支链反应229
8.10反应速率理论简介232
8.10.1简单碰撞理论232
8.10.2过渡态理论235
8.11光化学反应236
8.11.1光与光化学反应236
8.11.2光化学反应基本定律236
8.11.3光化学的量子效率237
8.11.4光化学反应的特点238
8.11.5光化学反应的机理239
8.12催化作用240
8.12.1催化剂的定义240
8.12.2催化作用的分类240
8.12.3催化反应的机理及速率常数241
8.12.4催化作用的共同特征242
*8.13溶液中的反应和多相反应243
8.13.1溶液反应动力学243
8.13.2多相反应245
习题246
第9章界面现象251
9.1界面张力与界面热力学251
9.1.1界面张力251
9.1.2表面功与表面吉布斯函数252
9.1.3影响界面张力的因素254
9.1.4界面热力学关系式254
9.2弯曲界面的特性255
9.2.1弯曲液面的附加压力255
9.2.2弯曲液面的饱和蒸气压257
9.3溶液表面吸附259
9.3.1溶液表面张力与表面吸附259
*9.3.2吉布斯吸附等温式260
9.3.3表面活性剂简介263
9.4固体表面吸附265
9.4.1物理吸附与化学吸附266
9.4.2吸附等温线与吸附热力学267
9.4.3吸附等温式与吸附理论268
9.5液固界面的润湿271
9.5.1润湿现象271
9.5.2接触角与杨氏方程272
9.5.3固体在溶液中的吸附273
习题274
第10章胶体分散系统与大分子溶液276
10.1分散系统分类276
10.2溶胶的制备与净化277
10.2.1溶胶的制备278
10.2.2溶胶的净化279
10.3胶体系统的基本性质279
10.3.1溶胶的光学性质279
10.3.2溶胶的动力学性质280
10.3.3溶胶的电学性质283
10.4溶胶的稳定性和聚沉作用285
10.4.1电解质的聚沉作用286
10.4.2正、负胶体的相互聚沉287
10.4.3高分子化合物的聚沉作用287
10.5乳状液288
10.6DLVO理论简介290
10.7大分子溶液291
习题293
附录A国际单位制295
附录B希腊字母297
附录C基本常数298
附录D换算因数298
附录E元素的相对原子质量299
附录F某些物质的临界参数300
附录G某些物质的范德华常数301
附录H某些物质的摩尔定压热容与温度的关系302
附录I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3
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