《物理化學(第4版)/高等學校教材》是在1995年第三版的基礎上,根據各專業(yè)教學要求,經過刪減合并、修訂而成的。 修訂后全書分八章,即導言,熱力學定律·熱化學、熱力學第二定律·化學平衡、多組分系統(tǒng)熱力學·溶液、多相系統(tǒng)熱力學相平衡、化學動力學基礎、電化學基礎、表面現(xiàn)象·膠體。 第四版保留了原書簡明精練、聯(lián)系實際、利于自學的特點,對各章內容、例題、習題等進行了補充與調整,避免了繁瑣的公式推導和數(shù)學計算,增加閱讀材料部分,適當反映學科新成就,通過引入實驗與生產的數(shù)據與實例,闡述了物理化學的基本概念、基本理論、基本研究方法以及在不同領域的應用,每章附有學習要求、復習思考題與習題,拓寬了教材的深度、廣度及適用性。 《物理化學(第4版)/高等學校教材》可供高等學校本科化學與近化學類專業(yè)物理化學課程教學使用,也可作為本科物理化學課程教學參考書。
物理化學課程是高等學;瘜W教育的重要基礎課,是化學、化工、材料、冶金、生物、環(huán)境、農林、醫(yī)藥、地質等學科的理論基礎,物理化學學科知識的普適性和實用性一直為科學界和哲學界所關注,而如何進一步展示物理化學知識應用的廣泛性、探索性和趣味性也同樣是課程教學中值得關注的問題。
本書初版由華南師范大學化學系江琳才教授主編,并作為高等師范專科學校物理化學課程教材使用。自1980年出版以來,曾于1987年、1995年分別修訂了兩次,每次修訂都是依據師范專科學校物理化學課程的基本要求以及當時教學改革的需求,并總結和吸收多年來許多教師使用本教材的經驗進行修訂,以滿足高等師范?茖W校的教學要求。近年來,隨著國家高等教育的發(fā)展,原高等師范?圃盒6嘁焉秊楸究,成為綜合性大學或本科師范院校,并相繼開設多個化學與近化學類專業(yè)。如華南師范大學化學系也已發(fā)展成為化學與環(huán)境學院,并由單一化學(教育)專業(yè)發(fā)展成為多專業(yè)辦學,學院現(xiàn)有化學(教育)專業(yè)、環(huán)境科學、環(huán)境工程、材料化學、新能源材料與器件5個本科專業(yè)。在新的形勢下,原有的師專教材已經不能滿足本科教學的實際需要。因此,我們根據本科化學與近化學類物理化學課程的教學基本要求,結合多年教學體會,對本書進行了再次修訂。第四版修訂保留了原書簡明精練、聯(lián)系實際、利于自學的特點,刪減了一些繁瑣的公式推導與數(shù)學計算,在此基礎上對各章內容、例題與習題等進行了增補與調整,并增加了各學科應用實例與閱讀材料,適當反映學科新成就,拓寬了教材的深度、廣度及適用性,其目的在于突出物理化學的基本原理及其應用。通過引入實驗與生產的數(shù)據與實例,引導學生系統(tǒng)學習物理化學的基本概念、基本理論、基本研究方法以及在不同領域的應用,并將自然科學的研究方法融會在物理化學的課程學習中,體現(xiàn)理論、應用與自然科學研究方法學習三位合一的特點,以激發(fā)學生學習物理化學的興趣,使教材符合化學與近化學類本科專業(yè)物理化學教學的實際需要。
與第三版相比,修改后全書由十章改為八章,第1章導言,第2章至第5章分別為熱力學第一定律,熱化學、熱力學第二定律·化學平衡、多組分系統(tǒng)熱力學·溶液、多相系統(tǒng)熱力學·相平衡,集中講述熱化學、化學反應方向和限度,以及熱力學原理在化學平衡、溶液及相平衡體系中的應用,突出化學熱力學原理與應用。第6章至第8章分別為化學動力學基礎、電化學基礎、表面現(xiàn)象·膠體,其中第7章將原教材中電解質溶液、電池、電解三章合為一章電化學基礎。本書各章附有學習要求、復習思考題和習題(附答案),我們希望這樣的編排,更適應于不同專業(yè)的教學需要,作為一本教材,更是一本學材,有利于學生的自學與知識的拓展,并為后續(xù)專業(yè)課程的學習打下基礎。
本次修訂由江琳才、何廣平、孫艷輝、左曉希、馬國正完成。多年來使用過本教材的教師和讀者曾給編者許多的鼓勵和建議,編者對此表示衷心的感謝。教材編寫中參考了國內外院校的教材與專著,從中受到啟發(fā),在此深表謝意。由于我們水平所限,本版還有不妥和錯漏之處,敬請讀者繼續(xù)給予指教。
第1章 導言
1.1 物理化學的基本內容
1.2 物理化學的研究方法
1.3 物理量和單位
第2章 熱力學第一定律·熱化學
2.1 概述
2.1.1 熱力學的內容和方法
2.1.2 幾個基本概念
2.2 熱力學第一定律
2.2.1 能量守恒和轉化定律
2.2.2 熱力學能
2.2.3 功和熱
2.2.4 熱力學第一定律的數(shù)學表示式
2.3 焓
2.4 熱容
2.5 熱力學第一定律對理想氣體的應用
2.5.1 理想氣體的熱力學能和焓——焦耳一蓋呂薩克實驗
2.5.2 理想氣體C。和Cv之差
2.5.3 理想氣體絕熱過程的體積功——過程方程
2.6 實際氣體的熱力學——節(jié)流膨脹
2.6.1 焦耳一湯姆孫實驗
2.6.2 氣體液化
2.7 化學反應熱效應
2.7.1 反應進度
2.7.2 化學反應熱效應的意義及表示法
2.7.3 熱效應的種類
2.7.4 等壓熱效應Qp與等容熱效應Qv的關系
2.8 蓋斯定律
2.9 熱效應的計算
2.9.1 利用熱化學方程式計算反應的熱效應
2.9.2 從物質的生成焓計算反應的熱效應
2.9.3 從物質的燃燒焓計算反應的熱效應
2.9.4 以分子鍵焓計算反應的熱效應
2.9.5 溶液中離子反應熱效應的計算
2.1 0熱效應與溫度的關系——基爾霍夫方程
2.1 1非等溫反應閱讀材料
1. 能量守恒定律的發(fā)現(xiàn)
2. 第一類永動機
3. 對化學熱力學理論做出貢獻的科學家(I)
復習思考題
習題
第3章 熱力學第二定律·化學平衡
3.1 熱力學第二定律、熵
3.1.1 自發(fā)過程與不可逆過程
3.1.2 熱力學第二定律的經驗表達
3.1.3 可逆過程和最大功、最大熱
3.1.4 卡諾循環(huán)與熵的引入
3.1.5 克勞修斯不等式——熱力學第二定律數(shù)學表達式、熵判據
3.2 熵變的計算
3.2.1 環(huán)境的熵變
3.2.2 等溫過程的熵變
3.2.3 變溫過程熵變的計算
3.3 規(guī)定熵和化學反應的熵變
3.3.1 熱力學第三定律和規(guī)定熵
3.3.2 化學反應熵變的計算
3.4 熵的統(tǒng)計解釋
3.5 亥姆霍茲自由能和吉布斯自由能
3.5.1 亥姆霍茲自由能
3.5.2 吉布斯自由能
3.5.3 吉布斯自由能變化(AG)的計算和過程的方向
3.5.4 細胞反應的吉布斯自由能變化
3.6 熱力學判據和熱力學基本關系式
3.6.1 熱力學函數(shù)間的關系
3.6.2 熱力學第一定律和第二定律的聯(lián)合式
3.6.3 熱力學判據
3.6.4 熱力學基本方程
3.6.5 麥克斯韋關系式
3.6.6 AG與溫度和壓力的關系
3.7 化學勢
3.7.1 偏摩爾量及其集合公式
3.7.2 化學勢
3.7.3 化學勢的偏摩爾集合公式與吉布斯一杜亥姆方程
3.7.4 化學勢在多相平衡中的應用
3.7.5 化學勢和化學反應的方向
3.7.6 理想氣體的化學勢
3.7.7 真實氣體的化學勢
3.8 化學平衡
3.8.1 櫟準平衡常數(shù)
3.8.2 由熱力學數(shù)據計算標準平衡常數(shù)
3.8.3 經驗平衡常數(shù)的各種表示法
3.8.4 復相反應的平衡常數(shù)
3.8.5 從平衡常數(shù)計算平衡組成
3.9 化學反應等溫方程式
3.9.1 等溫等壓下進行的理想氣體反應
3.9.2 稀溶液中進行的反應
3.10 壓力、惰性氣體對化學平衡的影響
3.10.1 壓力對化學平衡的影響
3.10.2 惰性氣體對化學平衡的影響
3.11 溫度對化學平衡的影響閱讀材料
1. 熵
2. 第二類永動機
3. 非平衡態(tài)熱力學簡介
4. 熱寂說
5. 對化學熱力學理論做出貢獻的科學家(Ⅱ)
復習思考題
習題
第4章 多組分系統(tǒng)熱力學·溶液
4.1 拉烏爾定律和亨利定律
4.1.1 拉烏爾定律
4.1.2 亨利定律
4.2 理想液態(tài)混合物
4.2.1 理想液態(tài)混合物的定義
4.2.2 理想液態(tài)混合物中物質的化學勢
4.2.3 理想液態(tài)混合物的通性
4.3 稀溶液
4.3.1 理想稀溶液溶劑和溶質的化學勢
4.3.2 稀溶液的依數(shù)性
4.4 活度與活度系數(shù)
……
第5章 多相系統(tǒng)熱力學·相平衡
第6章 化學動力學基礎.第7章 電化學基礎
第8章 表面現(xiàn)象·膠體
習題答案
附錄1 國際單位制(SI)
附錄2 某些物理化學常數(shù)
附錄3 某些轉換因子
附錄4 一些物質的熱力學數(shù)據表值
附錄5 主要符號
附錄6 常用上下標符號
附錄7 常用的數(shù)學公式及定理