物理化学

绪论1

一、物理化学的内容1

二、物理化学的研究方法2

三、物理化学的学习方法2

第一章相、相平衡4

第一节物质的聚集状态4

一、气体、液体和固体4

二、相4

三、相律6

第二节气体8

一、理想气体8

二、混合气体9

第三节单组分体系12

一、液体的饱和蒸气压和沸点12

二、克拉贝龙方程的应用13

三、单组分体系相图15

实验一液体饱和蒸气压的测定17

新视野液体和液晶19

习题21

第二章溶液23

第一节拉乌尔定律与理想溶液23

一、拉乌尔定律23

二、理想溶液24

第二节实际溶液的相图28

一、实际溶液28

二、杠杆规则30

三、精馏31

实验二双液系气液平衡相图的绘制33

第三节亨利定律35

一、溶液组成的表示法及其换算35

二、亨利定律37

第四节稀溶液的依数性39

一、蒸气压降低39

二、沸点升高39

三、凝固点降低40

四、渗透压40

实验三凝固点降低法测定溶质的摩尔质量环己烷溶解萘41

第五节不互溶液体混合物和水蒸气蒸馏43

一、不互溶液体混合物43

二、水蒸气蒸馏44

第六节分配定律和萃取44

一、分配定律44

二、萃取45

三、浸取46

新视野现代分离技术简介46

习题49

第三章化学平衡51

第一节化学反应平衡常数51

一、化学平衡51

二、平衡常数52

三、多相反应平衡常数53

实验四液相反应平衡常数的测定55

第二节平衡常数和平衡组成的计算57

一、平衡转化率或产率的计算57

二、平衡常数的计算58

第三节化学反应的方向61

一、化学反应的标准摩尔反应吉布斯函数ΔrG?m61

二、化学反应方向63

第四节化学平衡的移动66

一、温度变化引起化学平衡的移动66

二、总压力变化引起化学平衡的移动68

三、加入或减少惰性介质引起化学平衡的移动69

四、原料配比不同引起化学平衡的移动69

新视野人体血液中氧和二氧化碳的交换70

习题71

第四章化学动力学74

第一节化学反应速率74

一、化学反应速率的表示方法74

二、化学反应速率的测定75

三、影响化学反应速率的因素76

第二节一级反应78

一、一级反应速率方程的积分式78

二、一级反应的特点78

实验五过氧化氢催化分解反应速率常数的测定80

实验六蔗糖水解反应速率常数的测定83

?第三节二级反应85

一、两反应物初始浓度相等的二级反应85

二、两反应物初始浓度不相等的二级反应87

实验七乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定88

第四节温度对化学反应速率的影响91

一、阿伦尼乌斯方程91

二、活化能94

第五节催化剂对化学反应速率的影响95

一、催化剂的一般性质95

二、催化剂的活性与稳定性96

新视野铂?钯?铑系汽车尾气净化剂98

习题100

第五章电解质溶液102

第一节弱电解质的电离平衡102

一、电离度102

二、电离常数102

三、电离度与电离常数的关系104

实验八醋酸电离常数的测定106

第二节盐类的水解107

一、盐溶液的酸碱性107

二、盐的水解及水解平衡常数108

三、影响水解平衡的因素110

四、盐类水解平衡的应用110

第三节缓冲溶液112

一、同离子效应112

二、缓冲溶液和缓冲原理112

三、缓冲溶液的pH计算113

第四节配位平衡115

一、配合物的稳定性115

二、EDTA及其配合物116

第五节沉淀平衡117

一、溶度积规则117

二、沉淀生成与溶解的相互转化118

新视野pH与人类健康122

习题123

第六章电化学基础125

第一节原电池125

一、原电池的组成和原理125

二、原电池的记载方法126

三、可逆电池127

第二节电极电位128

一、电极电位128

二、标准电极电位129

三、标准氢电极130

第三节电极的种类131

一、第一类电极131

二、第二类电极131

三、第三类电极132

第四节原电池电动势的计算133

一、由E=E+-E-计算133

二、用能斯特方程计算134

第五节电解135

一、法拉第定律135

二、电解时电极上的反应137

三、金属电镀138

新视野电化学生物传感器139

习题140

第七章热力学第一定律142

第一节热力学第一定律142

一、基本概念142

二、热力学第一定律144

三、恒容热与恒压热147

第二节热量计算149

一、热容149

二、热量计算150

三、理想气体简单变化过程的ΔU和ΔH151

第三节相变热的计算及相变化过程152

一、相变热的计算152

二、相变化过程的内能变化和功153

第四节化学反应热效应154

一、恒容反应热和恒压反应热154

二、化学反应热效应的计算155

实验九燃烧焓的测定158

新视野天然气水合物与百慕大三角之谜160

习题161

第八章热力学第二定律164

第一节热力学第二定律164

一、自发过程164

二、熵的物理意义165

三、熵变的定义166

四、热力学第二定律166

第二节熵变计算168

一、没有非体积功的单纯pVT变化过程168

二、相变过程的熵变计算170

三、化学反应熵变计算172

第三节吉布斯函数173

一、吉布斯函数定义173

二、吉布斯函数判据174

三、热力学基本关系式175

四、吉布斯函数变化值的计算176

第四节吉布斯函数的应用178

一、吉布斯函数在相平衡中的应用178

二、吉布斯函数在化学平衡中的应用179

三、吉布斯函数在电化学中的应用180

新视野热力学第二定律的应用领域181

习题183

第九章表面化学185

第一节物质的表面特性185

一、表面张力185

二、分散度和比表面186

第二节弯曲液面的表面现象187

一、弯曲液面下的附加压力187

二、弯曲液面的蒸气压188

三、亚稳状态188

第三节吸附作用190

一、固体表面的吸附作用190

二、溶液表面的吸附191

三、界面现象在复合材料中的应用191

实验十固体在溶液中的吸附193

第四节分散体系195

一、分散体系的定义、分类及研究方法195

二、胶体的性质196

第五节溶胶的稳定性和聚沉197

一、溶胶的稳定性197

二、溶胶的聚沉198

三、高分子化合物溶液与溶胶198

新视野纳米材料及其应用概况199

第十章知识拓展202

第一节实际气体202

一、用压缩因子图计算实际气体202

二、范德华方程204

三、气体的液化204

第二节简单双组分凝聚体系相图207

一、相图分析207

二、应用举例209

实验十一双组分凝聚体系的相图金属相图210

第三节生成稳定化合物的双组分体系相图211

一、生成稳定化合物的双组分相图体系211

二、相图分析211

第四节常见的催化反应212

一、均相催化反应212

二、酶催化反应213

三、多相催化反应简介214

第五节电解质溶液的导电能力214

一、电导率和摩尔电导率215

二、电导测定的应用218

第六节原电池电动势的有关应用220

一、原电池电动势的应用220

二、电位滴定223

第七节化学电源224

一、化学电源的概念224

二、几种常见的化学电源及其工作原理225

第八节分解电压与极化作用227

一、分解电压227

二、极化作用228

三、超电压与超电位229

四、电解工业231

第九节金属的腐蚀与保护232

一、金属的腐蚀232

二、金属的防腐233

第十节功与过程的关系235

一、最大功235

二、可逆过程237

第十一节化学反应热效应与温度的关系238

一、基尔霍夫定律238

二、有相变发生的化学反应239

第十二节能源与化学241

一、煤、石油、天然气241

二、能源利用过程中的能量转换形式243

三、常见能源的有效与清洁利用244

四、能源的可持续发展245

新视野能量的有效利用248

习题249

附录252

附录一国际单位制(SI)252

附录二不同温度下水的饱和蒸气压252

附录三弱酸、弱碱的电离平衡常数253

附录四常见难溶电解质的溶度积253

附录五标准电极电位表254

附录六常见配离子的稳定常数257

附录七常见物质的ΔfH?m、ΔfG?m和S?m(298?15K)257

参考文献262

　　本教材是根据全国化工高等职业教育基础化学教学指导委员会教学改革会议精神和会议讨论制定的教学大纲编写的。本教材在编写过程中充分考虑到高职高专培养高等技术应用性人才的目标要求，力求做到突出应用、够用和适用等特点。本书适合作高职、中职化工类及相关专业教学用书，也可作为生产单位短期培训的参考书。　　本书是根据化工类职业技术教育对人才培养的需要，按照全国化工高等职业教育基础化学教学指导委员会教学改革会议制定的教学大纲编写的。　　本书重点阐述物理化学的基本原理及应用，包括相与相平衡、溶液、化学平衡、化学动力学、电解质溶液、电化学基础、热力学第一定律、热力学第二定律、表面化学等内容；以应用为核心，以够用为度；每章开始有学习目标，每节后有思考与练习，方便学后思考也便于教中启发。　　本书适合作高职、中职化工类及相关专业教学用书，也可作为生产单位短期培训的参考书。