物理化學

內容概要

《普通高等教育"十一五"國家級規(guī)劃教材:物理化學(第5版)》為普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材。內容包括化學熱力學、電化學、化學動力學、表面物理化學、膠體化學、結構化學等，共12章。根據(jù)學科的發(fā)展和21世紀教學改革的要求，《普通高等教育"十一五"國家級規(guī)劃教材:物理化學(第5版)》適當強化了化學動力學、表面物理化學與膠體化學的內容，簡單介紹了結構化學、光譜學的相關知識，更加符合生命科學、生物工程、食品科技、環(huán)境工程等專業(yè)實際發(fā)展的需要。全書內容分為三個層次，第一層次是教學基本要求的內容；第二層次是深入提高的內容，用星號標出，供教學中選用；第三層次是拓寬知識面的內容，用小字印刷，供學生閱讀參考?！镀胀ǜ叩冉逃?十一五"國家級規(guī)劃教材:物理化學(第5版)》每章后還附有英文小結及部分英文習題，供雙語教學使用。

書籍目錄

第五版前言 第四版前言 第三版前言 第二版前言 第一版前言 緒論 第1章 化學熱力學基礎 1.1 熱力學的能量守恒原理 1.1.1 基本概念 1.1.2 熱力學第一定律 1.2 可逆過程與最大功 1.2.1 功與過程的關系 1.2.2 可逆過程的特點 1.3 熱與過程 1.3.1 定容熱Qv 1.3.2 定壓熱Qp 1.3.3 相變熱（焓） 1.3.4 熱容 1.3.5 熱容與溫度的關系 1.4 理想氣體的熱力學 1.4.1 焦耳實驗 1.4.2 理想氣體△U、△H的計算 1.4.3 理想氣體的Gpm與Cvm的關系 1.4.4 理想氣體的絕熱可逆過程 1.5 化學反應熱 1.5.1 化學反應熱的含義 1.5.2 定壓反應熱Qp與定容反應熱Qv的關系 1.5.3 熱化學方程式 1.5.4 赫斯定律 1.5.5 幾種反應熱 1.5.6 反應熱與溫度的關系 1.6 自發(fā)過程的特點與熱力學第二定律 1.6.1 自發(fā)過程的特點 1.6.2 熱力學第二定律 1.7 熵增加原理與化學反應方向 1.7.1 卡諾定理 1.7.2 可逆過程熱溫商與熵變 1.7.3 不可逆過程的熱溫商與熵變 1.7.4 熱力學第二定律數(shù)學表達式 1.7.5 熵增加原理， 1.7.6 熵變的計算 1.8 化學反應的熵變 1.8.1 熱力學第三定律 1.8.2 物質的規(guī)定熵ST和標準熵Sm（T） 1.8.3 化學反應熵變的計算 1.9 熵的統(tǒng)計意義 1.9.1 概率概念 1.9.2 熵的統(tǒng)計意義 1.9.3 熵與混亂度的關系 習題 第2章 自由能、化學勢和溶液 2.1 吉布斯自由能判據(jù) 2.1.1 熱力學第一、第二定律聯(lián)合式 2.1.2 吉布斯自由能及判據(jù) 2.1.3 亥姆霍茲自由能 2.2 吉布斯自由能與溫度、壓力的關系 2.2.1 熱力學函數(shù)間的關系 2.2.2 熱力學基本關系式 2.2.3 吉布斯自由能隨溫度的變化 2.2.4 吉布斯自由能隨壓力的變化 2.3 △G的計算 2.3.1 簡單的p、V、T變化過程△G的計算 2.3.2 相變過程△G的計算 2.3.3 化學反應△rGm的計算 2.4 偏摩爾量 2.4.1 偏摩爾量的定義 2.4.2 偏摩爾量的集合公式 2.5 化學勢 2.5.1 偏摩爾吉布斯自由能——化學勢 2.5.2 化學勢與溫度和壓力的關系 2.5.3 化學勢在相平衡中的應用 2.6 氣體的化學勢與標準態(tài) 2.6.1 理想氣體的化學勢 2.6.2 實際氣體的化學勢 2.7 溶液中各組分的化學勢 2.7.1 稀溶液的兩個實驗定律 2.7.2 理想溶液中各組分的化學勢 2.7.3 稀溶液中各組分的化學勢 2.7.4 理想溶液的通性 2.7.5 非理想溶液中各組分的化學勢 2.8 稀溶液的依數(shù)性 2.8.1 滲透壓 2.8.2 凝固點降低 2.8.3 沸點升高 2.8.4 分配定律及其應用 習題 第3章 相平衡 3.1 相律 3.1.1 基本概念 3.1.2 相律 3.2 單組分體系 3.2.1 克拉貝龍方程 3.2.2 水的相圖 3.3 二組分雙液體系 3.3.1 理想完全互溶雙液系 3.3.2 非理想完全互溶雙液系 3.3.3 部分互溶雙液系 3.3.4 完全不互溶雙液系 3.4 二組分固—液體系 3.4.1 熱分析法 3.4.2 溶解度法 習題 第4章 化學平衡 4.1 化學反應的方向及限度 4.1.1 化學反應的方向 4.1.2 化學反應的限度 4.2 化學反應定溫式及化學反應的平衡常數(shù) 4.2.1 化學反應定溫式與化學反應平衡常數(shù) 4.2.2 使用標準平衡常數(shù)的注意事項 4.3 平衡常數(shù)的測定和計算 4.3.1 平衡常數(shù)的測定 4.3.2 平衡常數(shù)的計算 4.4 影響化學平衡的因素 4.5 生化反應的標準態(tài)和平衡常數(shù) 習題 第5章 電解質溶液 5.1 離子的電遷移 5.1.1 電解質溶液的導電機理 5.1.2 法拉第定律 5.1.3 離子的電遷移 5.2 電導及其應用 5.2.1 電導、電導率與摩爾電導率 5.2.2 電導的測定 5.2.3 強電解質溶液的電導率、摩爾電導率與濃度的關系 5.2.4 離子獨立運動定律及離子摩爾電導率 5.2.5 電導測定的應用 5.3 強電解質溶液的活度及活度系數(shù) 5.3.1 活度和活度系數(shù) 5.3.2 影響離子平均活度系數(shù)的因素 5.4 強電解質溶液理論 5.4.1 離子氛模型 5.4.2 德拜—休克爾極限公式 5.4.3 翁薩格理論 習題 第6章 電化學 6.1 可逆電池 6.1.1 電池 6.1.2 可逆電池 6.1.3 可逆電極的類型和電極反應 6.1.4 電池表示法 6.2 電極電勢 6.2.1 電池電動勢的產生 6.2.2 電極電勢φ 6.2.3 能斯特公式 6.3 可逆電池熱力學 6.3.1 可逆電池電動勢與活度和平衡常數(shù) 6.3.2 電動勢與各熱力學量 6.4 電池電動勢的測定及其應用 6.4.1 對消法測電動勢 6.4.2 標準電池 6.4.3 電動勢測定的應用 6.5 電子活度及電勢—pH圖 6.5.1 電子活度 6.5.2 電勢—pH圖及應用 6.6 生化標準電極電勢 6.7 不可逆電極過程 6.7.1 分解電壓 6.7.2 極化現(xiàn)象和超電勢 6.7.3 極譜分析原理 6.7.4 金屬腐蝕與防護 習題 第7章 化學動力學 第8章 表面物理化學 第9章 膠體化學 第10章 高分子溶液 第11章 結構化學基礎 第12章 光譜學簡介 主要參考書目 附錄

章節(jié)摘錄

版權頁：   插圖：   固體電解質 為解決日益嚴重的能源危機，開發(fā)新的替代能源和提高傳統(tǒng)能源的利用效率刻不容緩。電池（如燃料電池、鋰離子電池及太陽能電池等）作為一種高效、環(huán)境友好的能源轉換裝置在該領域作用巨大。電解質作為電池的關鍵材料影響甚至決定著電池的比能量、充放電性能、高低溫性能和安全性等多種電化學性質。傳統(tǒng)電池使用的液態(tài)電解質使電池的體積和質量增大，能量密度降低，并且會因泄漏、腐蝕、揮發(fā)而縮短電池壽命，固體電解質因能夠克服上述缺點成為近年來的研究熱點。 固體電解（solid electrolyte）又稱快離子導體（fast ionic conductor）或超離子導體（superionic conductor），是指完全或主要由離子遷移而導電的固態(tài)物質。按離子傳導性質分為陰離子、陽離子和混合離子導體；按基體材料類別分為無機離子導體和有機離子導體。 1.無機固體電解質 無機固體電解質能導電是因為晶格中點缺陷或特殊結構為離子提供快速遷移的通道。但在一定條件下，由于存在摻雜缺陷、熱缺陷和電子缺陷，在離子導電的同時伴隨著自由電子或空穴導電，從而表現(xiàn)為離子與自由電子或空穴的混合導電。無機固體電解質一般只有一種離子導電占主導，但也有混合離子導電為主的情況。例如，BaCeO3 基陶瓷在氫—空氣燃料電池中是H+和O2—（氧離子）的混合導電。 O2—導體是具有O2—遷移特性的化合物。主要有兩種結構類型：螢石型和鈣鈦礦型。螢石型化合物的通式為MO2（如ZrO2、ThO2），摻雜二價（如CaO、MgO）或三價（如Y2O3、Sc2O3）氧化物后，晶格內出現(xiàn)O2—空位，產生O2—導電性；鈣鈦礦型O2—導體為摻雜ABO3型（如BaTiO3、CaTiO3）化合物，晶體中的非導電離子形成剛性骨架，晶格內部存在多于導電離子數(shù)的可占據(jù)位置，這些位置相互連通，形成一維隧道型、二維平面型或三維傳導型的離子擴散通道供導電粒子的自由移動。

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