本書根據(jù)JJB高等學(xué);瘜W(xué)與化工類學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)提出的化學(xué)教學(xué)基本內(nèi)容編寫。全書著重闡述基本概念和基本規(guī)律,避免不必要的推導(dǎo)和證明,在具體內(nèi)容的敘述方法上力求通俗易懂,突出工科專業(yè)的實(shí)際需要,既全面系統(tǒng)地闡述物理化學(xué)的基本概念和基礎(chǔ)理論,又適當(dāng)介紹學(xué)科發(fā)展的趨勢和最新成果。
本書為非化學(xué)、化工類物理化學(xué)教材,實(shí)用性較強(qiáng)
陳泳,蘭州理工大學(xué)教授。主持多項(xiàng)國家自然基金和甘肅省基金,發(fā)表二十余篇科研教學(xué)論文,主持參與多項(xiàng)教學(xué)教研課題。獲得3項(xiàng)科研獎(jiǎng)勵(lì)和2項(xiàng)教學(xué)成果獎(jiǎng)勵(lì)。徐惠,女,教授,博士,博士生導(dǎo)師,1986年在蘭州大學(xué)化學(xué)系物理化學(xué)專業(yè)獲得理學(xué)學(xué)士學(xué)位,1994年在蘭州大學(xué)化學(xué)系分析化學(xué)專業(yè)獲得理學(xué)碩士學(xué)位,2004年在蘭州大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院物理化學(xué)專業(yè)獲得理學(xué)博士學(xué)位。
緒論(1)
0.1物理化學(xué)研究目的及其內(nèi)容(1)
0.2物理化學(xué)的研究與學(xué)習(xí)方法(2)
0.3物理量的表示與運(yùn)算(3)
0.3.1物理量的表示(3)
0.3.2物理量的運(yùn)算(3)
第1章氣體(5)
1.1理想氣體(5)
1.1.1氣體的基本實(shí)驗(yàn)定律(5)
1.1.2理想氣體的概念(6)
1.1.3理想氣體狀態(tài)方程(6)
1.1.4摩爾氣體常數(shù)R(7)
1.2理想氣體混合物(8)
1.2.1道爾頓分壓定律(8)
1.2.2阿瑪格分體積定律(10)
1.3真實(shí)氣體狀態(tài)方程(10)
1.3.1真實(shí)氣體的微觀模型(10)
1.3.2真實(shí)氣體的狀態(tài)方程(11)
1.3.3壓縮因子(13)
1.4氣體的液化(13)
1.4.1液體的飽和蒸氣壓(14)
1.4.2臨界狀態(tài)(14)
1.4.3真實(shí)氣體的p-Vm圖及氣體的液化(14)
小結(jié)(16)
習(xí)題(17)
第2章熱力學(xué)第一定律(19)
2.1熱力學(xué)基本概念(19)
2.1.1系統(tǒng)與環(huán)境(19)
2.1.2系統(tǒng)的性質(zhì)(20)
2.1.3狀態(tài)與狀態(tài)函數(shù)(21)
2.1.4熱力學(xué)平衡態(tài)(22)
2.1.5過程與途徑(22)
2.2熱力學(xué)第一定律基礎(chǔ)知識(23)
2.2.1熱和功(23)
2.2.2熱力學(xué)能(24)
2.2.3熱力學(xué)第一定律的本質(zhì)(25)
2.3可逆過程與體積功計(jì)算(26)
2.3.1可逆過程(26)
2.3.2體積功計(jì)算(28)
2.4等容熱、等壓熱、焓(30)
2.4.1等容熱(30)
2.4.2等壓熱、焓(30)
2.4.3焦耳實(shí)驗(yàn)理想氣體的熱力學(xué)能和焓(31)
2.5熱容(32)
2.5.1熱容的定義(32)
2.5.2Cp與CV的關(guān)系(33)
2.6熱力學(xué)第一定律在氣體狀態(tài)變化中的應(yīng)用(34)
2.6.1熱力學(xué)第一定律在理想氣體狀態(tài)變化過程中的應(yīng)用(34)
*2.6.2熱力學(xué)第一定律在真實(shí)氣體狀態(tài)變化中的應(yīng)用節(jié)流膨脹(37)
2.7熱力學(xué)第一定律在相變過程中的應(yīng)用(38)
2.8熱力學(xué)第一定律在化學(xué)反應(yīng)中的應(yīng)用熱化學(xué)(40)
2.8.1化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)(40)
2.8.2蓋斯(Hess)定律(41)
2.8.3化學(xué)反應(yīng)焓變(41)
2.8.4反應(yīng)焓變與溫度的關(guān)系基爾霍夫定律(46)
小結(jié)(49)
習(xí)題(50)
第3章熱力學(xué)第二定律(53)
3.1熱力學(xué)第二定律的內(nèi)容(53)
3.1.1自發(fā)過程的共同特征(53)
3.1.2熱力學(xué)第二定律的文字表述(54)
3.2熵與熱力學(xué)第二定律的表達(dá)式(55)
3.2.1卡諾定理(55)
3.2.2可逆過程的熱溫商與熵函數(shù)(57)
3.2.3不可逆過程的熱溫商與克勞修斯不等式(59)
3.2.4熵增原理與熵判據(jù)(60)
3.2.5熵的物理意義(61)
3.3熵變的計(jì)算(62)
3.3.1環(huán)境的熵變(62)
3.3.2系統(tǒng)的熵變(62)
3.4亥姆霍茲函數(shù)及吉布斯函數(shù)(68)
3.4.1亥姆霍茲函數(shù)(68)
3.4.2吉布斯函數(shù)(69)
3.4.3G的計(jì)算(70)
3.5熱力學(xué)函數(shù)的基本關(guān)系式(72)
3.5.1熱力學(xué)函數(shù)間的關(guān)系及熱力學(xué)判據(jù)(72)
3.5.2熱力學(xué)函數(shù)四個(gè)基本方程(73)
*3.5.3麥克斯威(Maxwell)關(guān)系式(74)
小結(jié)(75)
習(xí)題(77)
第4章多組分系統(tǒng)熱力學(xué)(80)
4.1混合物組成表示法(80)
4.1.1物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)xB(或yB)(80)
4.1.2質(zhì)量分?jǐn)?shù)wB(81)
4.1.3質(zhì)量摩爾濃度bB(81)
4.1.4物質(zhì)的量濃度cB(81)
4.2偏摩爾量(82)
4.2.1偏摩爾量的定義(82)
4.2.2偏摩爾量的集合公式(83)
*4.2.3吉布斯-杜亥姆方程(Gibbs-Duhem)(84)
4.3化學(xué)勢(84)
4.3.1化學(xué)勢的定義(84)
4.3.2多組分系統(tǒng)熱力學(xué)基本關(guān)系式(85)
4.3.3化學(xué)勢判據(jù)及應(yīng)用(86)
*4.3.4化學(xué)勢與溫度、壓力的關(guān)系(87)
4.4氣體的化學(xué)勢(88)
4.4.1理想氣體各組分化學(xué)勢的表達(dá)式(88)
4.4.2真實(shí)氣體各組分化學(xué)勢的表達(dá)式(88)
4.5稀溶液中兩個(gè)經(jīng)驗(yàn)定律(89)
4.5.1拉烏爾定律(89)
4.5.2亨利定律(90)
4.6理想液態(tài)混合物(91)
4.6.1理想液態(tài)混合物的定義及微觀模型(91)
4.6.2理想液態(tài)混合物任一組分的化學(xué)勢(92)
4.6.3理想液態(tài)混合物的混合性質(zhì)(92)
4.7稀溶液中各組分的化學(xué)勢及稀溶液的性質(zhì)(93)
4.7.1稀溶液中溶劑的化學(xué)勢(93)
4.7.2稀溶液中溶質(zhì)的化學(xué)勢(93)
4.7.3分配定律(95)
4.7.4稀溶液的依數(shù)性(95)
4.8真實(shí)液態(tài)混合物和真實(shí)溶液的化學(xué)勢(99)
4.8.1真實(shí)液態(tài)混合物(99)
4.8.2真實(shí)溶液(100)
小結(jié)(103)
習(xí)題(106)
第5章化學(xué)平衡(108)
5.1化學(xué)反應(yīng)的方向及平衡條件(108)
5.2標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)(109)
5.2.1標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的定義(109)
5.2.2各類反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的表達(dá)式(111)
5.3化學(xué)反應(yīng)等溫方程式(114)
5.3.1理想氣體混合物系統(tǒng)(114)
5.3.2理想液態(tài)混合物系統(tǒng)(114)
5.3.3常壓下真實(shí)溶液溶劑參與反應(yīng)的系統(tǒng)(114)
5.3.4化學(xué)等溫方程式的應(yīng)用(115)
5.4標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的計(jì)算(117)
5.4.1標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的測定(117)
5.4.2標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的計(jì)算(118)
5.4.3平衡組成的計(jì)算(120)
5.5各種因素對化學(xué)平衡的影響(122)
5.5.1溫度對化學(xué)平衡的影響(122)
5.5.2壓力對化學(xué)平衡的影響(123)
5.5.3惰性氣體對化學(xué)平衡的影響(125)
小結(jié)(126)
習(xí)題(127)
第6章相平衡(130)
6.1相律(130)
6.1.1幾個(gè)基本概念(130)
6.1.2相律的推導(dǎo)(132)
6.2單組分系統(tǒng)相平衡(134)
6.2.1相律對單組分系統(tǒng)相平衡的應(yīng)用(134)
6.2.2水的相圖(134)
6.2.3克拉佩龍(Clapeyron)方程單組分兩相平衡的基本方程(137)
6.3二組分系統(tǒng)氣-液平衡相圖(139)
6.3.1二組分理想液態(tài)混合物的氣-液平衡相圖(139)
6.3.2二組分真實(shí)液態(tài)混合物的氣-液平衡相圖(143)
6.4二組分系統(tǒng)液-液平衡相圖(146)
6.4.1二組分理想液態(tài)混合物的液-液平衡相圖(146)
6.4.2液相完全不互溶系統(tǒng)的氣-液平衡相圖(147)
6.5二組分系統(tǒng)固-液平衡相圖(148)
6.5.1二組分固態(tài)不互溶的相圖(148)
6.5.2二組分生成化合物的相圖(150)
6.5.3二組分固態(tài)互溶系統(tǒng)的相圖(152)
小結(jié)(155)
習(xí)題(155)
第7章電化學(xué)基礎(chǔ)(157)
7.1電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電性質(zhì)(157)
7.1.1電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電機(jī)理(157)
7.1.2法拉第(Faraday)定律(159)
7.1.3離子的電遷移(159)
7.2電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)(161)
7.2.1電導(dǎo)、電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率(161)
7.2.2電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率與濃度的關(guān)系(162)
7.2.3電導(dǎo)測定的應(yīng)用(165)
7.3強(qiáng)電解質(zhì)溶液的活度(167)
7.3.1強(qiáng)電解質(zhì)和離子的活度及活度因子(167)
7.3.2離子強(qiáng)度(168)
7.3.3德拜-休克爾(Debye-Huckel)極限定律(169)
7.4電池和電池電動(dòng)勢的構(gòu)成(170)
7.4.1電池反應(yīng)及電池圖式(170)
7.4.2電池電動(dòng)勢的構(gòu)成(171)
7.5可逆電池和可逆電極(173)
7.5.1可逆電池(173)
7.5.2可逆電極(174)
7.5.3可逆電池電動(dòng)勢測定(179)
7.5.4韋斯頓(Weston)標(biāo)準(zhǔn)電池(180)
7.6可逆電池?zé)崃W(xué)(180)
7.6.1可逆電池?zé)崃W(xué)函數(shù)的計(jì)算(180)
7.6.2電池反應(yīng)的能斯特(Nernst)方程(182)
7.6.3電極反應(yīng)的能斯特(Nernst)方程(183)
7.7電動(dòng)勢測定的應(yīng)用(185)
7.7.1計(jì)算電池反應(yīng)的熱力學(xué)函數(shù)(185)
7.7.2判斷氧化還原反應(yīng)的方向(187)
7.7.3測定離子的平均活度因子(187)
7.7.4測定溶液的pH(188)
7.7.5電勢-pH圖(189)
7.8不可逆電極過程極化作用(189)
7.8.1分解電壓(189)
7.8.2極化作用、超電勢(190)
7.8.3極化曲線(191)
7.8.4電極上的反應(yīng)(192)
7.8.5電解在水質(zhì)處理過程中的應(yīng)用(193)
7.9金屬的腐蝕與防腐(195)
7.9.1金屬的腐蝕(195)
7.9.2金屬的防腐(196)
7.10化學(xué)電源(197)
7.10.1一次電池(197)
7.10.2二次電池可充電電池(198)
7.10.3燃料電池(198)
小結(jié)(200)
習(xí)題(202)
第8章化學(xué)動(dòng)力學(xué)(205)
8.1化學(xué)反應(yīng)速率及速率方程(205)
8.1.1反應(yīng)速率的定義及測定方法(205)
8.1.2基元反應(yīng)和非基元反應(yīng)(207)
8.1.3基元反應(yīng)的速率方程(207)
8.1.4反應(yīng)級數(shù)n(208)
8.2簡單反應(yīng)級數(shù)的速率方程(209)
8.2.1一級反應(yīng)(209)
8.2.2二級反應(yīng)(210)
8.2.3零級反應(yīng)(213)
8.2.4n級反應(yīng)(214)
8.3反應(yīng)級數(shù)的測定(215)
8.3.1微分法(215)
8.3.2積分法(216)
8.3.3半衰期法(217)
8.4溫度對反應(yīng)速率的影響(218)
8.4.1阿倫尼烏斯方程(218)
8.4.2基元反應(yīng)的活化能(220)
8.5典型復(fù)合反應(yīng)(222)
8.5.1平行反應(yīng)(222)
8.5.2對行反應(yīng)(223)
8.5.3連串反應(yīng)(225)
8.6復(fù)合反應(yīng)速率方程的近似處理法(225)
8.6.1穩(wěn)態(tài)近似法(225)
8.6.2平衡態(tài)近似法(226)
*8.7化學(xué)反應(yīng)速率理論(228)
8.7.1硬球碰撞理論(228)
*8.7.2活化絡(luò)合物理論(ACT)或過渡狀態(tài)理論(TST)(229)
小結(jié)(231)
習(xí)題(232)
第9章界面現(xiàn)象(234)
9.1表面張力(234)
9.1.1分散度和比表面(234)
9.1.2表面張力(234)
9.1.3表面功及表面吉布斯(Gibbs)函數(shù)(235)
9.1.4影響表面張力的因素(237)
9.2彎曲液面的附加壓力及毛細(xì)現(xiàn)象(237)
9.2.1彎曲界面的附加壓力楊-拉普拉斯(Yang-Laplace)方程(237)
9.2.2毛細(xì)現(xiàn)象(238)
9.3開爾文公式及亞穩(wěn)狀態(tài)(240)
9.3.1彎曲界面的飽和蒸氣壓開爾文(Kelvin)公式(240)
9.3.2開爾文公式的應(yīng)用亞穩(wěn)狀態(tài)及新相的生成(241)
9.4潤濕現(xiàn)象(243)
9.4.1潤濕及其類型(243)
9.4.2接觸角與楊氏方程(244)
9.4.3潤濕的應(yīng)用(245)
9.5溶液表面的吸附(246)
9.5.1溶液的表面張力(246)
9.5.2吉布斯吸附等溫式(247)
9.5.3表面活性劑(248)
9.6固體表面上的吸附作用(250)
9.6.1吸附及其類型(250)
9.6.2吸附等溫線(251)
9.6.3吸附等溫式(252)
小結(jié)(254)
習(xí)題(257)
第10章膠體化學(xué)(259)
10.1溶膠的制備與凈化(260)
10.1.1溶膠的制備(260)
10.1.2溶膠的凈化(261)
10.2溶膠的性質(zhì)(262)
10.2.1光學(xué)性質(zhì)(262)
10.2.2動(dòng)力學(xué)性質(zhì)(263)
10.2.3電學(xué)性質(zhì)(265)
10.3溶膠的穩(wěn)定與聚沉(269)
10.3.1溶膠的穩(wěn)定性(269)
10.3.2溶膠的聚沉(269)
*10.4粗分散系統(tǒng)(272)
10.4.1乳狀液(272)
10.4.2泡沫(273)
*10.5高分子溶液的滲透壓(274)
10.5.1不帶電荷高分子溶液的滲透壓(274)
10.5.2高分子電解質(zhì)溶液的滲透壓唐南平衡(274)
小結(jié)(277)
習(xí)題(278)
附錄(280)
附錄一國際單位制(280)
附錄二希臘字母表(281)
附錄三某些氣體的范德華常數(shù)(282)
附錄四某些氣體的摩爾等壓熱容與溫度的關(guān)系(283)
附錄五某些物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓、標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成吉布斯函數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵及摩爾等壓熱容(284)
附錄六水溶液中某些溶質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓、標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成吉布斯函數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵(288)
附錄七水溶液中某些離子的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓、標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成吉布斯函數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵及標(biāo)準(zhǔn)摩爾定壓熱容(289)
附錄八某些有機(jī)化合物的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓(291)
參考文獻(xiàn)(292)