物理化學(xué)

內(nèi)容概要

本書是根據(jù)化工類職業(yè)技術(shù)教育對人才培養(yǎng)的需要，按照全國化工高等職業(yè)教育基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)指導(dǎo)委員會教學(xué)改革會議制定的教學(xué)大綱編寫的。    本書重點闡述物理化學(xué)的基本原理及應(yīng)用，包括相與相平衡、溶液、化學(xué)平衡、化學(xué)動力學(xué)、電解質(zhì)溶液、電化學(xué)基礎(chǔ)、熱力學(xué)第一定律、熱力學(xué)第二定律、表面化學(xué)等內(nèi)容；以應(yīng)用為核心，以夠用為度；每章開始有學(xué)習(xí)目標(biāo)，每節(jié)后有思考與練習(xí)，方便學(xué)后思考也便于教中啟發(fā)。    本書適合作高職、中職化工類及相關(guān)專業(yè)教學(xué)用書，也可作為生產(chǎn)單位短期培訓(xùn)的參考書。

書籍目錄

緒論 　　一、物理化學(xué)的內(nèi)容 　　二、物理化學(xué)的研究方法 　　三、物理化學(xué)的學(xué)習(xí)方法 第一章 相、相平衡 　第一節(jié) 物質(zhì)的聚集狀態(tài) 　　一、氣體、液體和固體 　　二、相 　　三、相律 　第二節(jié) 氣體 　　一、理想氣體 　　二、混合氣體 　第三節(jié) 單組分體系 　　一、液體的飽和蒸氣壓和沸點 　　二、克拉貝龍方程的應(yīng)用 　　三、單組分體系相圖 　實驗一 液體飽和蒸氣壓的測定 　新視野液體和液晶 　習(xí)題 第二章 溶液 　第一節(jié) 拉烏爾定律與理想溶液 　　一、拉烏爾定律 　　二、理想溶液 　第二節(jié) 實際溶液的相圖 　　一、實際溶液 　　二、杠桿規(guī)則 　　三、精餾 　實驗二 雙液系氣液平衡相圖的繪制 　第三節(jié) 亨利定律 　　一、溶液組成的表示法及其換算 　　二、亨利定律 　第四節(jié) 稀溶液的依數(shù)性 　　一、蒸氣壓降低 　　二、沸點升高 　　三、凝固點降低 　　四、滲透壓 　實驗三 凝固點降低法測定溶質(zhì)的摩爾質(zhì)量——環(huán)己烷溶解萘 　第五節(jié) 不互溶液體混合物和水蒸氣蒸餾 　　一、不互溶液體混合物 　　二、水蒸氣蒸餾 　第六節(jié) 分配定律和萃取 　　一、分配定律 　　二、萃取 　　三、浸取 　新視野現(xiàn)代分離技術(shù)簡介 　習(xí)題 第三章 化學(xué)平衡 　第一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)平衡常數(shù) 　　一、化學(xué)平衡 　　二、平衡常數(shù) 　　三、多相反應(yīng)平衡常數(shù) 　實驗四 液相反應(yīng)平衡常數(shù)的測定 　第二節(jié) 平衡常數(shù)和平衡組成的計算 　　一、平衡轉(zhuǎn)化率或產(chǎn)率的計算 　　二、平衡常數(shù)的計算 　第三節(jié) 化學(xué)反應(yīng)的方向 　　一、化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)吉布斯函數(shù)——ΔrG?m 　　二、化學(xué)反應(yīng)方向 　第四節(jié) 化學(xué)平衡的移動 　　一、溫度變化引起化學(xué)平衡的移動 　　二、總壓力變化引起化學(xué)平衡的移動 　　三、加入或減少惰性介質(zhì)引起化學(xué)平衡的移動 　　四、原料配比不同引起化學(xué)平衡的移動 　新視野人體血液中氧和二氧化碳的交換 　習(xí)題 第四章 化學(xué)動力學(xué) 　第一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)速率 　　一、化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法 　　二、化學(xué)反應(yīng)速率的測定 　　三、影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素 　第二節(jié) 一級反應(yīng) 　　一、一級反應(yīng)速率方程的積分式 　　二、一級反應(yīng)的特點 　實驗五 過氧化氫催化分解反應(yīng)速率常數(shù)的測定 　實驗六 蔗糖水解反應(yīng)速率常數(shù)的測定 ?第三節(jié) 二級反應(yīng) 　　一、兩反應(yīng)物初始濃度相等的二級反應(yīng) 　　二、兩反應(yīng)物初始濃度不相等的二級反應(yīng) 　實驗七 乙酸乙酯皂化反應(yīng)速率常數(shù)的測定 　第四節(jié) 溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響 　　一、阿倫尼烏斯方程 　　二、活化能 　第五節(jié) 催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響 　　一、催化劑的一般性質(zhì) 　　二、催化劑的活性與穩(wěn)定性 　新視野鉑?鈀?銠系汽車尾氣凈化劑 　習(xí)題 第五章 電解質(zhì)溶液 　第一節(jié) 弱電解質(zhì)的電離平衡 　　一、電離度 　　二、電離常數(shù) 　　三、電離度與電離常數(shù)的關(guān)系 　實驗八 醋酸電離常數(shù)的測定 　第二節(jié) 鹽類的水解 　　一、鹽溶液的酸堿性 　　二、鹽的水解及水解平衡常數(shù) 　　三、影響水解平衡的因素 　　四、鹽類水解平衡的應(yīng)用 　第三節(jié) 緩沖溶液 　　一、同離子效應(yīng) 　　二、緩沖溶液和緩沖原理 　　三、緩沖溶液的pH計算 　第四節(jié) 配位平衡 　　一、配合物的穩(wěn)定性 　　二、EDTA及其配合物 　第五節(jié) 沉淀平衡 　　一、溶度積規(guī)則 　　二、沉淀生成與溶解的相互轉(zhuǎn)化 　新視野pH與人類健康 　習(xí)題 第六章 電化學(xué)基礎(chǔ) 　第一節(jié) 原電池 　　一、原電池的組成和原理 　　二、原電池的記載方法 　　三、可逆電池 　第二節(jié) 電極電位 　　一、電極電位 　　二、標(biāo)準(zhǔn)電極電位 　　三、標(biāo)準(zhǔn)氫電極 　第三節(jié) 電極的種類 　　一、第一類電極 　　二、第二類電極 　　三、第三類電極 　第四節(jié) 原電池電動勢的計算 　　一、由E=E+-E-計算 　　二、用能斯特方程計算 　第五節(jié) 電解 　　一、法拉第定律 　　二、電解時電極上的反應(yīng) 　　三、金屬電鍍 　新視野電化學(xué)生物傳感器 　習(xí)題 第七章 熱力學(xué)第一定律 　第一節(jié) 熱力學(xué)第一定律 　　一、基本概念 　　二、熱力學(xué)第一定律 　　三、恒容熱與恒壓熱 　第二節(jié) 熱量計算 　　一、熱容 　　二、熱量計算 　　三、理想氣體簡單變化過程的ΔU和ΔH 　第三節(jié) 相變熱的計算及相變化過程 　　一、相變熱的計算 　　二、相變化過程的內(nèi)能變化和功 　第四節(jié) 化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng) 　　一、恒容反應(yīng)熱和恒壓反應(yīng)熱 　　二、化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)的計算 　實驗九 燃燒焓的測定 　新視野天然氣水合物與百慕大三角之謎 　習(xí)題 第八章 熱力學(xué)第二定律 　第一節(jié) 熱力學(xué)第二定律 　　一、自發(fā)過程 　　二、熵的物理意義 　　三、熵變的定義 　　四、熱力學(xué)第二定律 　第二節(jié) 熵變計算 　　一、沒有非體積功的單純pVT變化過程 　　二、相變過程的熵變計算 　　三、化學(xué)反應(yīng)熵變計算 　第三節(jié) 吉布斯函數(shù) 　　一、吉布斯函數(shù)定義 　　二、吉布斯函數(shù)判據(jù) 　　三、熱力學(xué)基本關(guān)系式 　　四、吉布斯函數(shù)變化值的計算 　第四節(jié) 吉布斯函數(shù)的應(yīng)用 　　一、吉布斯函數(shù)在相平衡中的應(yīng)用 　　二、吉布斯函數(shù)在化學(xué)平衡中的應(yīng)用 　　三、吉布斯函數(shù)在電化學(xué)中的應(yīng)用 　新視野熱力學(xué)第二定律的應(yīng)用領(lǐng)域 　習(xí)題 第九章 表面化學(xué) 　第一節(jié) 物質(zhì)的表面特性 　　一、表面張力 　　二、分散度和比表面 　第二節(jié) 彎曲液面的表面現(xiàn)象 　　一、彎曲液面下的附加壓力 　　二、彎曲液面的蒸氣壓 　　三、亞穩(wěn)狀態(tài) 　第三節(jié) 吸附作用 　　一、固體表面的吸附作用 　　二、溶液表面的吸附 　　三、界面現(xiàn)象在復(fù)合材料中的應(yīng)用 　實驗十 固體在溶液中的吸附 　第四節(jié) 分散體系 　　一、分散體系的定義、分類及研究方法 　　二、膠體的性質(zhì) 　第五節(jié) 溶膠的穩(wěn)定性和聚沉 　　一、溶膠的穩(wěn)定性 　　二、溶膠的聚沉 　　三、高分子化合物溶液與溶膠 　新視野納米材料及其應(yīng)用概況 第十章 知識拓展 　第一節(jié) 實際氣體 　　一、用壓縮因子圖計算實際氣體 　　二、范德華方程 　　三、氣體的液化 　第二節(jié) 簡單雙組分凝聚體系相圖 　　一、相圖分析 　　二、應(yīng)用舉例 　實驗十一 雙組分凝聚體系的相圖——金屬相圖 　第三節(jié) 生成穩(wěn)定化合物的雙組分體系相圖 　　一、生成穩(wěn)定化合物的雙組分相圖體系 　　二、相圖分析 　第四節(jié) 常見的催化反應(yīng) 　　一、均相催化反應(yīng) 　　二、酶催化反應(yīng) 　　三、多相催化反應(yīng)簡介 　第五節(jié) 電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電能力 　　一、電導(dǎo)率和摩爾電導(dǎo)率 　　二、電導(dǎo)測定的應(yīng)用 　第六節(jié) 原電池電動勢的有關(guān)應(yīng)用 　　一、原電池電動勢的應(yīng)用 　　二、電位滴定 　第七節(jié) 化學(xué)電源 　　一、化學(xué)電源的概念 　　二、幾種常見的化學(xué)電源及其工作原理 　第八節(jié) 分解電壓與極化作用 　　一、分解電壓 　　二、極化作用 　　三、超電壓與超電位 　　四、電解工業(yè) 　第九節(jié) 金屬的腐蝕與保護(hù) 　　一、金屬的腐蝕 　　二、金屬的防腐 　第十節(jié) 功與過程的關(guān)系 　　一、最大功 　　二、可逆過程 　第十一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)與溫度的關(guān)系 　　一、基爾霍夫定律 　　二、有相變發(fā)生的化學(xué)反應(yīng) 　第十二節(jié) 能源與化學(xué) 　　一、煤、石油、天然氣 　　二、能源利用過程中的能量轉(zhuǎn)換形式 　　三、常見能源的有效與清潔利用 　　四、能源的可持續(xù)發(fā)展 　新視野能量的有效利用 　習(xí)題 附錄 　附錄一 國際單位制（SI)）　附錄二 不同溫度下水的飽和蒸氣壓 　附錄三 弱酸、弱堿的電離平衡常數(shù) 　附錄四 常見難溶電解質(zhì)的溶度積 　附錄五 標(biāo)準(zhǔn)電極電位表 　附錄六 常見配離子的穩(wěn)定常數(shù) 　附錄七 常見物質(zhì)的ΔfHm、ΔfGm和Sm(?K) 參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第一章　相、相平衡　　學(xué)習(xí)目標(biāo)　　1.正確理解和使用相、組分、自由度等基本概念。　　2.掌握相律公式及其應(yīng)用。　　3.了解氣體的性質(zhì)，掌握理想氣體狀態(tài)方程式及其應(yīng)用。　　4.掌握單組分體系相圖和兩相平衡時溫度與壓力的關(guān)系。　　5.了解雙組分體系的氣一液相圖及有關(guān)應(yīng)用?！　⊥ǔＧ闆r下我們會看到物質(zhì)有氣體（gas）、液體（liquid）和固體（solid）三種聚集狀態(tài)，這三種狀態(tài)之間可以相互轉(zhuǎn)化。例如，固體熔化成液體；液體汽化變成氣體；氣體凝聚成液體；液體凝固成固體。這些固體熔化，液體汽化，氣體液化，液體凝固以及固體升華和氣體的凝華等聚集狀態(tài)的變化，在物理化學(xué)上統(tǒng)稱為相變化過程。相和相之間的動態(tài)平衡稱為相平衡。本章將從物質(zhì)的聚集狀態(tài)人手研究相平衡體系和相平衡的基本規(guī)律及應(yīng)用。一般采用兩種方法進(jìn)行研究：一是利用解析法，二是利用圖解法。　　第一節(jié)　物質(zhì)的聚集狀態(tài)　　一、氣體、液體和固體　　按照分子運動論的觀點：物質(zhì)由大量的分子或其他非常微小的粒子組成，組成物質(zhì)的這些微粒每時每刻都在不停地運動，運動形式有：平動、轉(zhuǎn)動和振動。分子之間的作用力與分子間的距離、分子的無規(guī)則運動程度有關(guān)。　　氣體分子間距離最大，分子間作用力最弱，無規(guī)則運動程度最大。從宏觀上看，氣體可以均勻地充滿任意形狀的容器，可以無限制膨脹，氣體本身則沒有一定的形狀，易被壓縮。　　固體分子間距離最小，分子之間作用力較強，元規(guī)則運動程度最小。因此宏觀上，固體有一定的形狀和體積，難被壓縮?！　∫后w分子間距離介于氣體與固體之間，液體的分子之間作用力與固體的分子之間作用力比要弱得多，而與氣體的分子之間作用力比要強一些。宏觀上，液體具有一定的體積和流動性，其形狀隨承裝的容器而定，不易被壓縮?！　‘?dāng)外界條件發(fā)生變化，并且變化到一定程度時，物質(zhì)的聚集狀態(tài)也將發(fā)生變化。例如我們生活中常見的水在常溫常壓下是液體，在常壓下加熱到100℃，就會變成水蒸氣；冷卻到0℃就會轉(zhuǎn)變?yōu)楸?。　　研究物質(zhì)的聚集狀態(tài)及其變化規(guī)律，是我們認(rèn)識宏觀物質(zhì)的基礎(chǔ)。

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