《物理化學》分理論和實訓兩大部分,理論部分共分8章,包括氣體狀態(tài)方程、熱力學*定律、熱力學第二定律、化學平衡限度計算、物質(zhì)分離提純基礎、電化學基礎、動力學基礎、表面現(xiàn)象。該部分每章前設有學習指導,每節(jié)以學習導航開啟,介紹基本概念,啟迪學生思維。理論公式本著必需、夠用為度,淡化理論推導,側(cè)重公式條件的把握及應用。每章后附有閱讀材料、主要公式小結(jié)及習題,拓展學生視野,習題中的拓展題理論密切聯(lián)系實際,學以致用,便于知識的進一步鞏固和提高。實訓部分共分4個項目,包括基礎知識的準備、常用儀器的操作技能訓練、基礎實訓和設計性實訓。
1.《物理化學》理論教學內(nèi)容重概念、重結(jié)論、重應用,淡化公式推導,避免學習的枯燥乏味。
2.實訓部分由基礎知識、常用儀器的基本操作訓練、基礎實訓和設計實訓組成,由簡到難,逐步提升學習技能。
3.為適應更多專業(yè)師生能參考本教材,教材內(nèi)容可根據(jù)專業(yè)要求進行取舍組合。
隨著高等職業(yè)技術教育改革不斷深入,高職教育已從規(guī)模擴張型向內(nèi)涵提升型轉(zhuǎn)變。為適應高職教育人才培養(yǎng)目標要求,本書按照全國高職化工類教材基本要求,以加強基礎與培養(yǎng)能力為主線,遵循循序漸進的認知規(guī)律,結(jié)合國內(nèi)外新技術的發(fā)展,培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力,為后續(xù)專業(yè)課程的學習奠定基礎!段锢砘瘜W》主要包含物理化學理論知識和實訓兩大部分。理論部分每章都設有學習指導,每節(jié)由學習導航開啟,帶著學生有目的地學習。章末設有閱讀材料、主要公式小結(jié)和習題,幫助學生理清思路,掌握重要公式的應用。閱讀材料與新技術、化工生產(chǎn)、科學家等密切聯(lián)系,拓展學生視野,增強學習趣味性。習題類型多樣,注重與生活、生產(chǎn)的聯(lián)系,特增加拓展題,提高學生自主學習、分析問題、解決問題、理論聯(lián)系實際的能力。理論教學內(nèi)容重概念、重結(jié)論、重應用,淡化公式推導,避免學習的枯燥乏味。實訓部分由基本知識、常用儀器基本操作訓練、基礎實訓和設計性實訓組成,由簡到難,逐步提升學習技能。本書中標有*的為選學內(nèi)容。本書由湖南化工職業(yè)技術學院胡彩玲、譚美蓉和湖南石油化工職業(yè)技術學院王偉擔任主編。緒論由湖南化工職業(yè)技術學院周芝蘭編寫;第一章、第二章由胡彩玲編寫;第三章由湖南化工職業(yè)技術學院佘媛媛編寫;第四章、第五章由湖南化工職業(yè)技術學院陽鐵建編寫;第六章由王偉編寫;第七章由譚美蓉編寫;第八章由湖南石油化工職業(yè)技術學院陳卓編寫;物理化學實訓部分由湖南化工職業(yè)技術學院侯德順編寫;譚美蓉參與了書中部分文字校對工作。全書由胡彩玲統(tǒng)稿,湖南化工職業(yè)技術學院童孟良教授擔任主審。本書在編寫過程中還得到了湖南化工職業(yè)技術學院、湖南石油化工職業(yè)技術學院其他老師的幫助和支持,在此一并致謝!本書編寫時參考了相關專著和資料,在此向其作者也表示深深的謝意。由于編者水平有限,書中難免有不妥之處,在使用過程中懇請廣大師生予以批評指正。編者2016年12月
胡彩玲,湖南化工職業(yè)技術學院,教研室主任、副教授,1、2006-至今 在湖南化工職業(yè)技術學院擔任教師,主要承擔物理化學、有機化學、無機化學、化妝品化學等的理論與實驗教學工作;2、2015年,主持湖南省十二五規(guī)劃課題《基于動態(tài)mister分層教學模式的基礎化學課程學生優(yōu)勢潛能發(fā)展有效途徑研究》,課題編號:XJK015CZY027;3、2014年,參加全國全國職業(yè)院校信息化教學大賽獲得二等獎,2014年獲得全國職業(yè)教育信息化教學現(xiàn)場會推薦觀摩課推薦,2015年參加學院信息化課堂教學大賽獲得一等獎,參加湖南省信息化教學比賽獲得三等獎, 2015年教育部職業(yè)教育信息化教學示范課攝制項目入選國家教育資源公共服務平臺。4、2014年,主持院級教研項目《實施動態(tài)分層教學,促進學生自主發(fā)展的有效途徑研究》,課題編號:HYJG14007;5、2012年,主持院級科研課題邪蒿素的微波合成研究,課題編號為:Hnhy2012B0056、2007年,參與的鄰、對氯氯芐生產(chǎn)工藝技術研究獲湖南省優(yōu) 秀技術創(chuàng)新項目稱號;7、參與院級課題基于行動導向的《有機化學綜合實訓》課程教學改革,課題編號hnhy200901。8、參與省級、市級、院級課題多項,并多次給企業(yè)員工進行基礎化學培訓9、發(fā)表教科研論文多篇。
一、物理化學課程性質(zhì)和地位001
二、物理化學的研究內(nèi)容001
三、物理化學的研究方法002
四、物理化學的建立與發(fā)展002
五、物理化學的學習要求002
第一章氣體狀態(tài)方程003
第一節(jié)理想氣體003
一、理想氣體微觀模型003
二、低壓氣體實驗定律004
三、理想氣體狀態(tài)方程004
四、理想氣體混合物的平均摩爾質(zhì)量005
第二節(jié)混合氣體分壓定律006
一、分壓力006
二、道爾頓分壓定律006
第三節(jié)混合氣體分體積定律007
一、分體積及阿瑪格分體積定律007
二、阿瑪格分體積定律的數(shù)學表達式007
三、氣體物質(zhì)的量分數(shù)與分體積的關系008
第四節(jié)范德華方程與壓縮因子008
一、真實氣體的范德華方程009
二、壓縮因子和普遍化壓縮因子圖009
習題013
第二章熱力學第一定律016
第一節(jié)熱力學基本概念016
一、體系與環(huán)境016
二、狀態(tài)與狀態(tài)函數(shù)017
三、熱力學平衡態(tài)017
四、過程與途徑018
五、熱和功019
六、熱力學能020
第二節(jié)熱力學第一定律概述021
一、熱力學第一定律的文字表述021
二、熱力學第一定律的數(shù)學表達式021
三、恒容熱、恒壓熱及焓022
第三節(jié)熱力學第一定律的應用023
一、p、V、T變化過程023
二、相變過程026
三、化學變化過程027
習題036
第三章熱力學第二定律040
第一節(jié)自發(fā)過程及熱力學第二定律040
一、自發(fā)過程040
二、熱力學第二定律041
第二節(jié)克勞修斯不等式及熵增加原理042
一、卡諾定理042
二、熵函數(shù)及克勞修斯不等式043
三、熵判據(jù)熵增加原理045
第三節(jié)熵變的計算046
一、簡單pVT變化過程046
二、相變過程048
三、化學變化過程049
第四節(jié)吉布斯函數(shù)與亥姆霍茲函數(shù)050
一、吉布斯函數(shù)051
二、亥姆霍茲函數(shù)054
習題056
第四章化學平衡限度計算060
第一節(jié)化學反應方向和限度060
一、理想氣體反應等溫方程式060
二、理想氣體反應的標準平衡常數(shù)061
三、平衡常數(shù)的各種表示方法063
四、化學平衡常數(shù)的計算064
第二節(jié)溫度對化學平衡的影響065
一、等壓方程式066
二、標準摩爾反應焓為常數(shù)時標準平衡常數(shù)與溫度的關系 066
第三節(jié)其他因素對理想氣體反應平衡的影響066
一、壓力對理想氣體反應平衡的影響067
二、惰性介質(zhì)對化學平衡的影響067
三、反應物的原料配比對平衡組成的影響068
習題069
第五章物質(zhì)分離提純基礎072
第一節(jié)相律072
一、相072
二、獨立組分073
三、自由度074
四、相律074
第二節(jié)單組分體系的相圖075
一、單組分體系的特點075
二、單組分體系的相圖水的相圖的繪制076
三、單組分體系的相圖水的相圖的分析076
四、單組分體系兩相平衡時溫度和壓力的關系077
第三節(jié)雙組分體系氣-液平衡相圖079
一、雙組分完全互溶體系079
二、二組分完全不互溶體系081
第四節(jié)雙組分凝聚體系相圖083
一、熱分析法083
二、溶解度法084
三、杠桿規(guī)則085
四、相圖應用舉例086
五、形成穩(wěn)定化合物的雙組分體系087
習題089
第六章電化學基礎091
第一節(jié)電解質(zhì)溶液092
一、電解質(zhì)溶液的導電及法拉第定律092
二、離子遷移數(shù)093
三、電導、電導率和摩爾電導率094
第二節(jié)原電池099
一、原電池的表示方法099
二、可逆電池100
三、電化學熱力學101
四、電極電勢103
五、電極的種類105
六、電動勢的計算107
第三節(jié)電解與極化110
一、分解電壓111
二、極化作用111
三、電解時電極上的反應112
習題115
第七章動力學基礎119
第一節(jié)化學反應速率119
一、反應速率的表示120
二、化學反應速率的測定121
第二節(jié)化學反應速率方程121
一、基元反應和非基元反應122
二、質(zhì)量作用定律122
三、速率方程的一般形式123
第三節(jié)簡單級數(shù)化學反應的動力學特征123
一、零級反應124
二、一級反應124
三、二級反應126
第四節(jié)溫度對反應速率的影響128
一、范特霍夫(Vant Hoff)規(guī)則129
二、阿倫尼烏斯(Arrhenius)方程129
三、活化能130
*第五節(jié)典型復合反應的動力學特征131
一、對行反應131
二、平行反應132
三、連串反應133
第六節(jié)催化反應133
一、催化劑的基本特征134
二、單相催化反應135
三、多相催化反應136
習題138
第八章表面現(xiàn)象與膠體141
第一節(jié)表面張力及表面吉布斯函數(shù)142
一、液體的表面張力142
二、表面吉布斯函數(shù)143
第二節(jié)吸附現(xiàn)象144
一、吸附現(xiàn)象144
二、溶液的表面吸附145
三、固體表面吸附147
第三節(jié)表面活性劑149
一、表面活性劑149
二、表面活性劑在溶液中的性質(zhì)152
三、表面活性劑的作用155
第四節(jié)乳狀液156
一、乳化作用156
二、乳狀液的性質(zhì)158
習題160
物理化學實訓163
實訓一基本知識的準備163
實訓二常用儀器操作技能訓練166
任務一阿貝折光儀使用方法166
任務二旋光儀的使用方法169
實訓三基礎實訓172
任務一超級恒溫水浴與其性能測定172
任務二燃燒焓的測定175
任務三雙液系氣液相圖的繪制179
任務四電導測定及其應用181
任務五原電池電動勢和電極電勢的測定184
任務六蔗糖水解反應速率系數(shù)的測定189
實訓四設計性實訓192
任務一求蔗糖的標準摩爾燃燒焓,并測定10%蔗糖水溶液室溫下的比旋光度193
任務二設計快速檢測乙醇和水的混合液在精餾塔頂產(chǎn)品濃度實訓方案193
附錄194
附錄一某些氣體范德華常數(shù)194
附錄二某些物質(zhì)的臨界參數(shù)194
附錄三25.0℃時物質(zhì)的標準熱力學數(shù)據(jù)195
附錄四某些有機化合物的標準摩爾燃燒焓200
附錄五25℃時在水溶液中某些電極的標準電極電勢201
參考文獻203