物理化学（第三版）

　　为了适应不断深入的高等职业教学改革新形势的需要，本书在第二版的基础上进行了修订。简化了理论论述，增加了一些应用性内容。针对高等职业教育对化学化工类各专业人才培养的需要，本书重点阐述物理化学基本概念、基本理论及其在生产中的有关应用。每章开始均设有学习目标，章末有阅读材料、本章小结、思考题、习题，以强化理论在实际中的运用。《物理化学（第三版）》内容共分9章：气体；热力学第一定律；热力学第二定律；相平衡；化学平衡；电化学基础；界面现象；化学动力学；胶体。为方便教学，并提供了习题答案。本书可作为高职高专化学、化工类及相关专业的教学用书，并兼有知识手册的查询功能，可供其他从事化学化工类及相关专业的人员参考。

　　杨一平，女，辽宁石化职业技术学院，副教授，长期从事物理化学的教学工作，主编了“教育部高职高专规划教材”《物理化学》，并负责了第二版和第三版的修订工作。工作认真，敬业。

本书常用的符号意义和单位1
绪论3
一、什么是物理化学3
二、为什么学习物理化学3
三、怎样学习物理化学4
第一章气体6
第一节低压气体的p-V-T关系6
一、压力、体积和温度6
二、低压气体的经验定律7
三、理想气体状态方程7
四、理想气体8
第二节道尔顿定律和阿马格定律10
一、混合气体的组成10
二、道尔顿定律11
三、阿马格定律12
四、气体混合物的平均摩尔质量15
第三节中、高压气体的p-V-T关系16
一、中、高压气体的特点16
二、中、高压气体p-V-T关系的处理方法17
第四节气体的液化及临界状态20
一、气体的p-Vm图21
二、气体的临界状态及液化条件22
第五节对应状态原理及压缩因子图24
一、对比参数与对应状态原理24
二、压缩因子图25
阅读材料超临界流体29
本章小结31
思考题32
习题33
第二章热力学第一定律35
第一节基本概念35
一、系统和环境35
二、系统的性质36
三、状态和状态函数36
四、热力学平衡态37
五、过程和途径38
第二节热力学第一定律39
一、热力学能39
二、热39
三、功40
四、热力学第一定律42
第三节恒容热与恒压热42
一、恒容热42
二、焓43
三、恒压热43
第四节变温过程热的计算44
一、摩尔热容44
二、理想气体在单纯p-V-T变化过程中ΔU和ΔH的计算47
三、纯凝聚态物质在单纯p-V-T变化过程中ΔU和ΔH的计算48
第五节可逆过程和可逆体积功的计算49
一、可逆过程49
二、可逆体积功的计算50
三、绝热可逆过程50
第六节相变热的计算54
一、相和相变54
二、摩尔相变焓和相变热55
三、相变过程Q、W、ΔU和ΔH的计算55
第七节化学反应热57
一、化学计量数与反应进度57
二、摩尔反应焓和摩尔反应热力学能58
三、标准态与标准摩尔反应焓59
四、热化学方程式60
第八节标准摩尔反应焓的计算60
一、标准摩尔生成焓61
二、标准摩尔燃烧焓62
三、标准摩尔反应焓与温度的关系64
第九节气体的节流膨胀66
一、焦耳-汤姆生实验66
二、节流膨胀67
阅读材料化学热力学的发展趋势68
本章小结68
思考题71
习题72
第三章热力学第二定律75
第一节热力学第二定律75
一、自然界中几种过程的方向和限度75
二、自发过程及其特征76
三、热力学第二定律的表达方式76
第二节熵和熵判据77
一、熵77
二、熵判据77
第三节物理过程熵变的计算79
一、ΔS环的计算79
二、单纯pVT变化过程ΔS的计算79
三、相变过程ΔS的计算83
第四节化学反应熵变的计算85
一、热力学第三定律85
二、标准摩尔熵85
三、化学反应熵变的计算85
第五节吉布斯函数和亥姆霍兹函数86
一、亥姆霍兹函数与吉布斯函数86
二、亥姆霍兹函数判据87
三、吉布斯函数判据88
四、热力学函数的一些重要关系式89
第六节恒温过程ΔG的计算90
一、单纯状态变化的恒温过程90
二、恒温恒压混合过程90
三、相变91
四、化学反应92
第七节偏摩尔量和化学势93
一、偏摩尔量93
二、化学势95
三、化学势判据96
第八节气体的化学势及逸度97
一、理想气体的化学势97
二、真实气体的化学势和逸度98
阅读材料热能的综合利用与热泵原理简介100
本章小结101
思考题103
习题104
第四章相平衡106
第一节相律106
一、相、组分及自由度106
二、相律108
第二节单组分系统相图110
一、相图的绘制110
二、相图分析111
三、相图的应用112
第三节单组分系统两相平衡时压力和温度的关系112
一、克拉贝龙方程112
二、克劳修斯-克拉贝龙方程114
第四节多组分系统分类及组成表示法116
一、多组分单相系统的分类116
二、多组分均相系统的组成表示法116
第五节拉乌尔定律和亨利定律118
一、拉乌尔定律118
二、亨利定律119
第六节理想液态混合物121
一、理想液态混合物的气-液平衡121
二、理想液态混合物中各组分的化学势123
第七节理想稀溶液124
一、稀溶液的依数性124
二、稀溶液中溶剂和溶质的化学势128
第八节二组分理想液态混合物的
气-液平衡相图129
一、压力-组成图129
二、温度-组成图131
三、相图的应用131
第九节真实液态混合物与真实溶液134
一、二组分真实液态混合物的气-液平衡相图134
二、真实液态混合物和真实溶液的化学势及活度135
第十节二组分液态完全不互溶系统的气-液平衡137
一、二组分液态完全不互溶系统的特点137
二、水蒸气蒸馏137
三、二组分液态完全不互溶系统的气-液平衡相图139
第十一节分配定律和萃取139
一、分配定律139
二、萃取140
第十二节二组分液态部分互溶系统的液-液平衡相图141
一、共轭溶液141
二、二组分液态部分互溶系统的液-液平衡相图142
三、相图的应用142
第十三节二组分系统固-液平衡相图143
一、具有简单低共熔点系统的相图143
二、二组分固态完全互溶系统的固-液平衡相图146
阅读材料反渗透及膜技术简介147
本章小结148
思考题151
习题152
第五章化学平衡155
第一节化学反应的平衡条件155
一、摩尔反应吉布斯函数155
二、化学反应的平衡条件156
第二节等温方程及标准平衡常数156
一、理想气体化学反应的等温方程156
二、理想气体化学反应的标准平衡常数157
三、理想气体化学反应等温方程式的应用158
四、有纯态凝聚相参加的理想气体反应159
第三节平衡常数的测定及应用160
一、平衡常数测定的一般方法160
二、平衡常数的应用160
第四节标准摩尔反应吉布斯函数的计算162
一、由ΔfGm计算ΔrGm162
二、由ΔfHm和Sm计算ΔrGm164
三、由K计算ΔrGm164
第五节温度对化学平衡的影响165
一、标准平衡常数与温度关系的微分式165
二、标准平衡常数与温度间关系的积分式166
第六节压力及惰性气体等对化学平衡的影响168
一、总压力对理想气体反应平衡转化率的影响169
二、惰性气体对平衡转化率的影响169
三、反应物配比对平衡转化率的影响171
第七节真实反应的化学平衡171
一、真实气体反应的化学平衡171
二、真实液态混合物中反应的化学平衡173
阅读材料乙酸乙酯生产条件的分析173
本章小结175
思考题177
习题177
第六章电化学基础180
第一节电解质溶液的导电机理180
一、电解质溶液的导电机理181
二、法拉第定律181
第二节电导、电导率和摩尔电导率184
一、电导184
二、电导率184
三、摩尔电导率184
四、摩尔电导率与物质的量浓度的关系185
五、离子独立运动定律186
第三节电导测定的应用187
一、计算电导率和摩尔电导率187
二、检验水的纯度189
三、求弱电解质的解离度189
四、求微溶盐的溶解度190
五、电导滴定191
第四节电解质溶液的平均活度和平均活度因子191
一、电解质溶液的活度和活度因子192
二、离子的平均活度和平均活度因子193
第五节可逆电池195
一、原电池195
二、原电池的表示方法195
三、可逆电池196
第六节能斯特方程197
一、E与ΔrGm的关系197
二、E与K的关系198
三、能斯特方程198
第七节电极电势和电池电动势的计算199
一、原电池电动势199
二、标准氢电极与电极电势200
三、电极电势能斯特方程与电池电动势的计算201
第八节电极的种类204
一、第一类电极204
二、第二类电极205
三、第三类电极206
第九节原电池的设计207
一、设计思路207
二、设计方法210
第十节原电池电动势的测定及应用210
一、原电池电动势的测定210
二、韦斯顿标准电池211
三、电池电动势测定的应用211
第十一节浓差电池和液体接界电势216
一、浓差电池216
二、液体接界电势218
第十二节分解电压219
一、分解电压219
二、分解电压的计算220
第十三节极化作用221
一、电极的极化221
二、极化曲线221
第十四节电解时的电极反应223
一、阴极反应223
二、阳极反应224
第十五节金属的电化学腐蚀及防护226
一、金属的电化学腐蚀226
二、金属的防护227
第十六节化学电源229
一、锌-锰电池230
二、铅蓄电池230
三、银-锌电池230
四、燃料电池231
阅读材料化学传感器232
本章小结233
思考题235
习题235
第七章界面现象238
第一节表面张力和比表面吉布斯函数238
一、表面积和比表面238
二、表面张力239
三、比表面吉布斯函数240
四、表面张力的影响因素241
第二节润湿现象242
一、润湿242
二、接触角及杨氏方程243
第三节弯曲表面现象244
一、弯曲液面的附加压力244
二、弯曲液面的饱和蒸气压245
三、亚稳状态和新相生成246
第四节吸附现象248
一、吸附的概念248
二、固体表面对气体分子的吸附250
三、溶液表面的吸附252
第五节表面活性剂254
一、表面活性剂的结构254
二、表面活性剂的分类254
三、表面活性剂的性能255
四、表面活性剂的应用256
第六节乳状液258
一、乳状液的定义及分类258
二、乳状液的物理性质258
三、乳状液的形成和破坏259
四、乳状液的应用260
阅读材料微乳状液261
本章小结262
思考题263
习题264
第八章化学动力学265
第一节化学反应速率265
一、反应速率的定义265
二、反应速率的图解表示266
三、基元反应和复合反应266
四、基元反应的速率方程——质量作用定律267
五、反应级数268
六、反应速率系数268
第二节具有简单级数的化学反应269
一、一级反应269
二、二级反应271
第三节温度对反应速率的影响274
一、范特霍夫规则274
二、阿伦尼乌斯方程274
三、活化能277
第四节典型复合反应278
一、对峙反应278
二、平行反应279
三、连串反应281
四、链反应282
第五节催化反应284
一、催化反应及类型284
二、催化剂的特征284
第六节多相催化反应285
一、气-固相催化反应的一般机理286
二、气-固相催化反应的速率方程简介286
阅读材料酶催化反应简介287
本章小结288
思考题290
习题291
第九章胶体294
第一节分散系统分类294
一、分子分散系统294
二、粗分散系统294
三、胶体分散系统294
第二节溶胶的动力性质和光学性质295
一、溶胶的动力性质295
二、溶胶的光学性质297
第三节溶胶的电学性质297
一、电泳297
二、溶胶粒子带电的原因298
三、溶胶的胶团结构298
四、热力学电势和电动电势299
第四节溶胶的稳定性和聚沉300
一、溶胶的稳定性300
二、溶胶的聚沉301
阅读材料微胶囊303
本章小结303
思考题305
习题305
习题答案307
附录313
附录一某些气体的范德华参数313
附录二某些物质的临界参数313
附录三某些气体的摩尔定压热容与温度的关系314
附录四某些物质的标准摩尔生成焓、标准摩尔生成吉布斯函数、标准摩尔熵及摩尔定压热容(298.15K)314
附录五某些有机化合物的标准摩尔燃烧焓(298.15K)317
附录六一些电极的标准电极电势(298.15K)318
附录七元素的相对原子质量319
参考文献320