物理化學(xué)核心教程

前言

　　《物理化學(xué)核心教程》自2004年出版以來，得到了許多教師的支持和學(xué)生的歡迎，2007年被評(píng)為“江蘇省高等學(xué)校精品教材”。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和我國高等學(xué)校教學(xué)改革的進(jìn)一步深化，根據(jù)教育部化學(xué)類專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)制訂的《化學(xué)專業(yè)教學(xué)基本內(nèi)容》和教育部對(duì)新一輪專業(yè)規(guī)范制訂提出的原則要求，如拓寬專業(yè)口徑，規(guī)范化和多元化相結(jié)合，基本知識(shí)最低化，核心課程最小化和按知識(shí)領(lǐng)域、知識(shí)單元和知識(shí)點(diǎn)構(gòu)建教學(xué)體系，編者感到有必要對(duì)《物理化學(xué)核心教程》進(jìn)行修訂。在保持原有的將知識(shí)點(diǎn)用“核心”提示的形式組建的教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，用翔實(shí)的內(nèi)容、更多的實(shí)例、較多的插圖和深入淺出的語言，使教材緊跟學(xué)科的發(fā)展；拓寬基本原理的應(yīng)用，使學(xué)生在獲取知識(shí)的同時(shí)，了解所學(xué)知識(shí)在今后的用途，以提高其學(xué)習(xí)的自覺性和進(jìn)取性。　　修訂時(shí)章節(jié)和格式保持不變，內(nèi)容更加充實(shí)。主要修訂的內(nèi)容包括：　　（1）在熱力學(xué)第一定律中增加了節(jié)流過程，主要是考慮到這部分內(nèi)容在冷凍技術(shù)中很有用。對(duì)理想氣體絕熱可逆過程計(jì)算功的公式增加了推導(dǎo)過程，使初學(xué)者容易理解公式的由來和適用條件。推導(dǎo)部分用“*”表示，可以不作要求?！　。?）在電化學(xué)、表面現(xiàn)象和膠體分散系統(tǒng)等章節(jié)增加了新能源、納米技術(shù)和膜化學(xué)等最新研究成果的介紹，增加了在生命科學(xué)、醫(yī)學(xué)等方面的應(yīng)用實(shí)例，更好地體現(xiàn)了教材的科學(xué)性、先進(jìn)性和實(shí)用性。　?。?）對(duì)各章的概念題和習(xí)題進(jìn)行了充實(shí)和提高，增大了選擇的余地，以滿足不同層次的要求，拓寬教材的使用面。　?。?）凡是涉及著名物理化學(xué)家的成果的章節(jié)，在該章的最后附有該物理化學(xué)家的照片和簡單生平介紹，使學(xué)生對(duì)著名物理化學(xué)家有所了解，提高學(xué)習(xí)興趣?！　。?）全書嚴(yán)格、全面地執(zhí)行中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB 3100～3102—93，使教材更加規(guī)范?！　。?）本書配套出版有《物理化學(xué)核心教程學(xué)習(xí)指導(dǎo)》和“物理化學(xué)核心教程電子課件（第二版）”?！　∪绻薪處熢诮虒W(xué)中發(fā)現(xiàn)問題，或希望獲得一些有關(guān)教學(xué)的支持，或?qū)W生在學(xué)習(xí)時(shí)遇到困難，請(qǐng)與我聯(lián)系，我當(dāng)盡力相助?！　∮捎诒救怂接邢蓿欢ㄓ锌紤]不周甚至錯(cuò)誤的地方，懇請(qǐng)讀者批評(píng)指正。

內(nèi)容概要

　　本書為普通高等教育“十一五”國家級(jí)規(guī)劃教材。
　　本書系統(tǒng)闡述物理化學(xué)（不包括結(jié)構(gòu)化學(xué)）的基本原理，介紹物理化學(xué)的部分研究前沿，緊密結(jié)合物理化學(xué)在能源、環(huán)境、材料、生活和生命科學(xué)等方面的應(yīng)用，使理論與實(shí)際緊密相連。每小節(jié)之前，提綱挈領(lǐng)地列出該節(jié)核心內(nèi)容，既一目了然；又便于復(fù)習(xí)和記憶。闡述簡明扼要、深入淺出，便于理解。本書的量和單位采用中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB3100～3102-93。
　　本書內(nèi)容包括：緒論，氣體，熱力學(xué)第一定律，熱力學(xué)第二定律，多組分系統(tǒng)熱力學(xué)，化學(xué)平衡，相平衡，化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，電化學(xué)，表面現(xiàn)象和膠體分散系統(tǒng)。
　　本書可作為高等院校應(yīng)用化學(xué)、生命科學(xué)、環(huán)境、醫(yī)學(xué)、材料、能源和農(nóng)林等相關(guān)專業(yè)物理化學(xué)課程的本科生教材，也可供有關(guān)專業(yè)師生參考。

書籍目錄

第二版前言
第一版前言
符號(hào)表
緒論
　0.1　物理化學(xué)課程的內(nèi)容
　0.2　物理化學(xué)的研究方法
　0.3　近代化學(xué)的發(fā)展趨勢
　0.4　物理化學(xué)的學(xué)習(xí)方法
　0.5　物理量的表示與運(yùn)算
　0.6　關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)壓力
第1章　氣體
　1.1　低壓氣體的經(jīng)驗(yàn)定律
　1.2　理想氣體及其狀態(tài)方程
　1.3　理想氣體混合物
　1.4　真實(shí)氣體的液化
　1.5　真實(shí)氣體的狀態(tài)方程
　科學(xué)家介紹之一A.Avogadro
　科學(xué)家介紹之二J.D.van der Waals
　思考題
　概念題
　習(xí)題
第2章　熱力學(xué)第一定律
　2.1　熱力學(xué)概論
　2.2　熱力學(xué)的一些基本概念
　2.3　熱力學(xué)第一定律
　2.4　焓和熱容
　2.5　理想氣體的熱力學(xué)能和焓
　2.6　幾種熱效應(yīng)
　2.7　化學(xué)反應(yīng)的焓變
　科學(xué)家介紹之三J.P.Joule
　科學(xué)家介紹之四G.H.Hess
　科學(xué)家介紹之五W.Thomson（L.Kelvin）
　思考題
　概念題
　習(xí)題
第3章　熱力學(xué)第二定律
　3.1　熱力學(xué)第二定律
　3.2　Carnot循環(huán)和Carnot定理
　3.3　熵的概念
　3.4　熵的物理意義和規(guī)定熵
　3.5　Helmholtz自由能和Gibbs自由能
　3.6　熱力學(xué)函數(shù)間的關(guān)系
　科學(xué)家介紹之六R.R.Clausius
　科學(xué)家介紹之七N.L.S.Carnot
　科學(xué)家介紹之八J.W.Gibbs
　思考題
　概念題
　習(xí)題
第4章　多組分系統(tǒng)熱力學(xué)
　4.1　多組分系統(tǒng)的組成表示法
　4.2　偏摩爾量
　4.3　化學(xué)勢
　4.4　稀溶液的兩個(gè)經(jīng)驗(yàn)定律
　4.5　氣體及其混合物中各組分的化學(xué)勢
　4.6　理想液態(tài)混合物及稀溶液的化學(xué)勢
　4.7　相對(duì)活度的概念
　4.8　稀溶液的依數(shù)性
　科學(xué)家介紹之九F.M.Raoult
　科學(xué)家介紹之十W.Henry
　思考題
　概念題
　習(xí)題
第5章　化學(xué)平衡
　5.1　化學(xué)反應(yīng)的等溫式
　5.2　標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)
　5.3　標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的測定與計(jì)算
　5.4　各種因素對(duì)化學(xué)平衡的影響
　　……
第6章　相平衡
第7章　化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)
第8章　電化學(xué)
第9章　表面現(xiàn)象　
第10章　膠體分散系統(tǒng)
概念題和習(xí)題參考答案
主要參考文獻(xiàn)
附錄

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   7.1.1化學(xué)動(dòng)力學(xué)的研究對(duì)象 化學(xué)熱力學(xué)已經(jīng)解決了在給定條件下判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向以及可能達(dá)到的最大限度等問題。但是，由于在經(jīng)典熱力學(xué)的研究方法中沒有考慮時(shí)間這個(gè)因素，所以只能判斷反應(yīng)的可能性，至于如何將反應(yīng)變成現(xiàn)實(shí)、一旦發(fā)生反應(yīng)其速率如何等問題，熱力學(xué)均無法解決。化學(xué)熱力學(xué)只考慮始態(tài)與終態(tài)之間的差別，而不考慮變化過程的細(xì)節(jié)，也不考慮各種因素對(duì)反應(yīng)的影響，這些問題將由化學(xué)動(dòng)力學(xué)來研究解決。 例如，對(duì)于氫氣與氧氣化合生成水的反應(yīng)，并已知其標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)Gibbs自由能的變化值。 熱力學(xué)判據(jù)可以判斷，該反應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下向正方向反應(yīng)的趨勢很大，標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的數(shù)值也很大，幾乎可以使反應(yīng)進(jìn)行完全。但熱力學(xué)卻無法給出反應(yīng)完成需要多長時(shí)間，有幾種途徑可以進(jìn)行反應(yīng)等。實(shí)際上，在常溫、常壓下，將氫氣和氧氣放在一起，無論經(jīng)歷多長時(shí)間，是不可能看到有水生成的。而動(dòng)力學(xué)研究表明：用一個(gè)小火星就能使一定比例的氫氣和氧氣的混合物以支鏈爆炸的形式瞬間完成反應(yīng)；用升商溫度的方法，當(dāng)溫度升至1 000 K以上，氫氣和氧氣以熱爆炸的形式瞬間完成反應(yīng)；如果選用合適的催化劑，可以使氫氣和氧氣在比較溫和的條件下化合成水，并將其化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能等。顯然，這些動(dòng)力學(xué)的研究有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。 化學(xué)動(dòng)力學(xué)主要研究化學(xué)反應(yīng)的速率以及影響速率的各種因素，如溫度、濃度、壓力、催化劑、介質(zhì)和分子結(jié)構(gòu)等。另外還研究化學(xué)反應(yīng)的機(jī)理，了解從反應(yīng)物到產(chǎn)物所經(jīng)過的具體歷程，以便掌握反應(yīng)的本質(zhì)，更好地駕馭反應(yīng)使之為人類服務(wù)。例如，在石油煉制和有機(jī)合成等化工生產(chǎn)中常伴有副反應(yīng)發(fā)生，通過動(dòng)力學(xué)研究可以知道如何提高主反應(yīng)的速率、抑制副反應(yīng)的速率，這樣既可以提高主產(chǎn)物明產(chǎn)量，又可以減少原材料的浪費(fèi)和主、副產(chǎn)品分離時(shí)的操作困難。也有的反應(yīng)因萬速率太快，以至于有發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)，則應(yīng)設(shè)法控制溫度和濃度，使反應(yīng)處于安全區(qū)。如果一個(gè)反應(yīng)由若干個(gè)步驟組成，若想提高該反應(yīng)的速率，只要設(shè)法找出其中最慢的關(guān)鍵步驟加以改進(jìn)，就有可能使整個(gè)反應(yīng)加快。若有的反應(yīng)是對(duì)人類不利的，如腐蝕、臭氧層的破壞等，要設(shè)法使這種反應(yīng)的速率變小，則要抑制關(guān)鍵步驟的速率，使整個(gè)反應(yīng)變慢。 化學(xué)動(dòng)力學(xué)理論主要是根據(jù)物質(zhì)分子的微觀運(yùn)動(dòng)和結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)來解析化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)，從理論上計(jì)算速率系數(shù)。由此可見，化學(xué)動(dòng)力學(xué)的研究無論在理論上還是在生實(shí)踐中都具有重要的意義。 化學(xué)動(dòng)力學(xué)的研究與熱力學(xué)是不可分割的。如果熱力學(xué)研究認(rèn)為反應(yīng)是可以發(fā)生的，但在通常情況下速率太小，則動(dòng)力學(xué)可以研究采用升高溫度、增加壓力和添加合適的催化劑等手段使反應(yīng)能順利發(fā)生并有工業(yè)生產(chǎn)價(jià)值。如果熱力學(xué)認(rèn)為某反應(yīng)在所在條件下是不可能發(fā)生的，則動(dòng)力學(xué)的種種研究也是徒勞的，不可能違背熱力學(xué)研究結(jié)論。

編輯推薦

《普通高等教育"十一五"國家級(jí)規(guī)劃教材?化學(xué)核心教程立體化教材系列:物理化學(xué)核心教程(第2版)》采用核心提示的形式，即在每節(jié)開頭就提綱挈領(lǐng)地列出該節(jié)的核心內(nèi)容，既一目了然，知道本節(jié)要講的內(nèi)容，又便于今后的復(fù)習(xí)和記憶。在章節(jié)的編排上《普通高等教育"十一五"國家級(jí)規(guī)劃教材?化學(xué)核心教程立體化教材系列:物理化學(xué)核心教程(第2版)》不同于目前流行的一些教材，將化學(xué)平衡一章緊靠在多組分系統(tǒng)之后，使在多組分系統(tǒng)中學(xué)到的化學(xué)勢概念，馬上用到標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的定義和化學(xué)反應(yīng)等溫式的導(dǎo)出上。將電化學(xué)置于化學(xué)動(dòng)力學(xué)之后，以便在電化學(xué)中講述與動(dòng)力學(xué)有關(guān)的問題?！镀胀ǜ叩冉逃?十一五"國家級(jí)規(guī)劃教材?化學(xué)核心教程立體化教材系列:物理化學(xué)核心教程(第2版)》適當(dāng)插入了一些物理化學(xué)學(xué)科發(fā)展的趨勢和最新成果應(yīng)用的例子，如超臨界萃取、臭氧層的保護(hù)、氫氧燃料電池及納米材料的制備和應(yīng)用等，使物理化學(xué)教材緊密聯(lián)系學(xué)科的發(fā)展。

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無

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