物理化學簡明教程（第二版）

《物理化學簡明教程（第二版）》是2015年化學工業出版社出版的圖書，作者是邵謙、陳偉、楊靜。

基本介紹

• 中文名：物理化學簡明教程（第二版）
• 作者：邵謙、陳偉、楊靜
• 出版時間：2015年9月
• 頁數：361 頁
• ISBN：978-7-122-24143-6
• 開本：16K　787×1092　1/16
• 裝幀：平裝

內容簡介

全書系統闡述了物理化學的基本原理和方法，共分9章，包括熱力學基本原理、多組分系統熱力學、化學平衡、相平衡、電化學、統計熱力學初步、界面現象、化學動力學和膠體化學。本書注重基礎和套用，從培養學生方法論和分析問題及解決問題的能力出發，在書中適時地引入科學史，在講述過程及例題與習題中，儘量多地與工程技術、生產生活實際相結合，並適當引入一些學科前沿的內容。

本書可作為高等院校化工類、環境類、材料類、製藥類、化學類等有關專業的教學用書，也可供其他相關專業使用，並可作為相關專業研究生及科研和工程技術人員的參考用書。

目錄

緒論1

0.1物理化學及其研究內容1

0.2物理化學的作用2

0.3學習物理化學的方法3

0.4物理量的表示及運算4

第1章熱力學基本原理7

1.1熱力學基本概念8

1.1.1系統與環境8

1.1.2狀態與狀態函式9

1.1.3過程與途徑10

1.1.4熱力學平衡狀態11

1.2熱力學第一定律11

1.2.1熱力學第一定律的文字表述11

1.2.2熱和功12

1.2.3熱力學第一定律的數學表達式12

1.3體積功的計算、可逆過程14

1.3.1不同過程的體積功14

1.3.2可逆過程15

1.4焓與熱容17

1.4.1焓的定義17

1.4.2熱容18

1.5熱力學第一定律在單純物理變化過程中的套用20

1.5.1熱力學第一定律對理想氣體的套用20

1.5.2熱力學第一定律對實際氣體的套用24

1.5.3熱力學第一定律對相變過程的套用25

1.6熱力學第一定律對化學反應的套用——熱化學26

1.6.1熱化學基本概念27

1.6.2化學反應焓變的計算30

1.7熱力學第二定律的文字表述36

1.7.1自發過程的共同特徵36

1.7.2熱力學第二定律的文字表述37

1.8卡諾循環和卡諾定理38

1.8.1卡諾循環和卡諾熱機38

1.8.2卡諾定理40

1.9熵函式41

1.9.1可逆過程的熱溫商和熵的定義41

1.9.2克勞修斯不等式——熱力學第二定律的數學表達式42

1.9.3熵增原理43

1.9.4熵的物理意義44

1.10熵變的計算45

1.10.1簡單狀態變化(p、V、T變化)過程熵變的計算45

1.10.2相變化過程熵變的計算49

1.10.3熱力學第三定律和化學反應的熵變51

1.11過程方向的判據53

1.11.1亥姆霍茲函式A53

1.11.2吉布斯函式G54

1.11.3過程方向的判據54

1.11.4ΔA和ΔG的計算55

1.12熱力學函式關係式58

1.12.1定義式58

1.12.2熱力學基本方程59

1.12.3熱力學基本方程的派生公式59

1.12.4麥克斯韋關係式60

1.12.5關係式的套用60

1.13非平衡態熱力學簡介66

1.13.1非平衡態熱力學基礎67

1.13.2線性非平衡態熱力學68

1.13.3非線性非平衡態熱力學70

思考題72

概念題74

習題76

第2章多組分系統熱力學80

2.1偏摩爾量81

2.1.1偏摩爾量的定義82

2.1.2偏摩爾量的集合公式83

2.1.3吉布斯杜亥姆方程84

2.2化學勢85

2.2.1化學勢的定義85

2.2.2化學勢與壓力、溫度的關係86

2.2.3化學勢判據及其套用舉例87

2.3氣體物質的化學勢88

2.3.1理想氣體的化學勢89

2.3.2實際氣體的化學勢89

2.4理想液態混合物和理想稀溶液的化學勢93

2.4.1拉烏爾定律和亨利定律93

2.4.2理想液態混合物的化學勢96

2.4.3理想稀溶液的化學勢99

2.5稀溶液的依數性101

2.5.1溶液的凝固點降低和沸點升高101

2.5.2溶液的滲透壓106

2.6實際溶液中各組分的化學勢108

2.6.1活度和活度係數108

2.6.2非理想液態混合物中各組分的化學勢109

2.6.3非理想稀溶液中各組分的化學勢110

2.6.4活度的測定110

思考題111

概念題111

習題113

第3章化學平衡115

3.1化學反應的方向和限度116

3.1.1化學反應的方向和平衡條件116

3.1.2化學反應的等溫方程117

3.1.3標準平衡常數117

3.2平衡常數119

3.2.1理想氣體反應的平衡常數119

3.2.2有純凝聚態物質參加的理想氣體化學反應的平衡常數121

3.2.3平衡常數的測定與計算122

3.2.4平衡組成的計算125

3.3溫度對標準平衡常數的影響126

3.4其他因素對理想氣體化學平衡的影響129

3.4.1壓力對化學平衡的影響129

3.4.2惰性氣體對化學平衡的影響130

3.4.3反應物的配比對化學平衡的影響131

3.5同時反應平衡組成的計算131

思考題133

概念題134

習題135

第4章相平衡138

4.1相律139

4.1.1幾個基本概念139

4.1.2相律140

4.2單組分系統的相平衡142

4.2.1單組分系統的兩相平衡142

4.2.2單組分系統的相圖145

4.3兩組分系統的氣液平衡相圖147

4.3.1完全互溶雙液系147

4.3.2部分互溶雙液系154

4.3.3完全不互溶雙液系156

4.4兩組分系統的固液平衡相圖157

4.4.1具有簡單低共熔混合物的系統157

4.4.2有化合物生成的固液系統160

4.4.3有固溶體生成的固液系統162

4.4.4雙組分系統相圖的共同特徵165

思考題165

概念題166

習題167

第5章電化學171

5.1電解質溶液172

5.1.1離子的遷移172

5.1.2電解質溶液的電導176

5.1.3強電解質溶液理論簡介183

5.2可逆電池和可逆電池熱力學187

5.2.1可逆電池必須具備的條件187

5.2.2可逆電極的種類189

5.2.3可逆電池電動勢的測定191

5.2.4可逆電池熱力學192

5.3電極電勢和電池電動勢194

5.3.1電池電動勢產生的機理194

5.3.2電極電勢196

5.3.3電池類型及電池電動勢的計算200

5.4原電池設計與電池電動勢測定的套用203

5.4.1原電池的設計203

5.4.2電池電動勢測定的套用206

5.5電解和極化211

5.5.1極化作用211

5.5.2電解時的電極反應214

5.6電化學的套用215

5.6.1金屬的腐蝕與防護215

5.6.2化學電源219

思考題222

概念題224

習題225

第6章統計熱力學初步228

6.1分子的運動形式和能級表達式229

6.1.1分子的運動形式與能級229

6.1.2各種運動形式的能級表達式230

6.2能級分布的微態數及系統的總微態數232

6.2.1能級分布與狀態分布232

6.2.2能級分布微態數的計算233

6.2.3最概然分布與平衡分布234

6.3玻爾茲曼分布定律235

6.4粒子的配分函式237

6.4.1配分函式的析因子性質237

6.4.2能量零點的選擇對配分函式q值的影響237

6.4.3各種運動的配分函式的計算238

6.5熱力學函式與配分函式的關係240

6.5.1熱力學能與配分函式的關係240

6.5.2系統的熵與配分函式的關係241

6.5.3其他熱力學函式與配分函式的關係243

思考題244

概念題244

習題245

第7章界面現象246

7.1表面張力247

7.1.1液體的表面張力、表面功及表面吉布斯函式247

7.1.2表面熱力學248

7.1.3影響表面張力的因素249

7.2潤濕現象250

7.3彎曲液面的表面現象252

7.3.1彎曲液面的附加壓力252

7.3.2曲率對蒸氣壓的影響——開爾文公式254

7.3.3亞穩態與新相的生成256

7.4氣體在固體表面的吸附258

7.4.1氣固吸附的一般概念258

7.4.2吸附等溫式260

7.5溶液表面的吸附263

7.5.1溶液表面的吸附現象263

7.5.2吉布斯吸附等溫式264

7.5.3表面活性劑及其套用264

思考題269

習題270

第8章化學動力學272

8.1化學反應的反應速率和速率方程273

8.1.1反應速率的表示法273

8.1.2反應速率的實驗測定274

8.1.3基元反應和非基元反應275

8.1.4基元反應的速率方程——質量作用定律275

8.1.5反應級數與反應分子數275

8.1.6速率常數276

8.2速率方程的積分形式277

8.2.1零級反應277

8.2.2一級反應278

8.2.3二級反應279

8.2.4n級反應280

8.3速率方程的確定283

8.3.1微分法283

8.3.2積分法285

8.4溫度對反應速率的影響和活化能286

8.4.1范特霍夫規則——k-T關係的近似經驗式287

8.4.2阿倫尼烏斯方程——k-T關係的準確經驗式287

8.4.3化學反應的活化能289

8.5典型複合反應291

8.5.1對峙反應291

8.5.2平行反應293

8.5.3連串反應295

8.6複合反應速率的近似處理方法296

8.6.1選取控制步驟法296

8.6.2穩態近似法297

8.6.3平衡態近似法298

8.7鏈反應298

8.7.1單鏈反應299

8.7.2支鏈反應與爆炸界限300

8.8基元反應速率理論301

8.8.1氣體反應碰撞理論302

8.8.2過渡狀態理論304

8.9幾類特殊反應的動力學308

8.9.1溶液中反應308

8.9.2光化學反應309

8.9.3催化作用313

8.10現代化學動力學研究技術簡介318

8.10.1交叉分子束技術318

8.10.2飛秒雷射技術319

思考題319

概念題320

習題321

第9章膠體化學326

9.1引言326

9.2溶膠的製備與淨化328

9.2.1溶膠的製備328

9.2.2溶膠的淨化329

9.3溶膠的光學性質330

9.3.1丁鐸爾效應330

9.3.2瑞利公式330

9.4溶膠的動力學性質331

9.4.1布朗運動331

9.4.2擴散332

9.4.3沉降和沉降平衡332

9.5溶膠的電學性質333

9.5.1電動現象333

9.5.2溶膠粒子帶電的原因334

9.5.3膠粒的雙電層理論335

9.5.4溶膠的膠團結構337

9.6溶膠的穩定與聚沉338

9.6.1溶膠穩定的原因338

9.6.2溶膠的聚沉338

9.7高分子溶液簡介340

9.7.1高分子溶液的鹽析作用340

9.7.2高分子溶液的黏度341

9.7.3高分子溶液的膠凝作用341

9.7.4高分子溶液的滲透壓和唐南平衡341

思考題343

習題344

概念題和習題參考答案346

附錄354

附錄Ⅰ國際單位制(SI)354

附錄Ⅱ希臘字母表355

附錄Ⅲ一些物理和化學的基本常數356

附錄Ⅳ常用的換算因子356

附錄Ⅴ某些氣體的范德華常數356

附錄Ⅵ熱力學數據表357

參考文獻361