物理化學(xué)簡明教程

內(nèi)容概要

　　根據(jù)化工類工程教育專業(yè)認(rèn)證的要求，結(jié)合教育部高等學(xué)?；瘜W(xué)與化工學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)新近制定的“化學(xué)工程與工藝專業(yè)培養(yǎng)方案與規(guī)范（草案）”和“近化學(xué)類專業(yè)化學(xué)基礎(chǔ)課教學(xué)基本要求（草案）”，兼顧相關(guān)專業(yè)的需求，天津大學(xué)、大連理工大學(xué)、浙江大學(xué)、北京化工大學(xué)四校聯(lián)合編寫了基礎(chǔ)化學(xué)系列簡明教程。這套系列簡明教程既保證了必要的基礎(chǔ)理論，又突出了工科專業(yè)的應(yīng)用性；既著眼于化學(xué)工程與工藝專業(yè)，又適合于制藥、材料、紡織、食品、環(huán)境、能源、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、藥學(xué)和農(nóng)學(xué)等專業(yè)選用?！　”緯瞧渲械奈锢砘瘜W(xué)分冊(cè)，包括熱力學(xué)基本原理、多組分體系熱力學(xué)、化學(xué)平衡、相平衡、電化學(xué)、化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)、統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)基礎(chǔ)及表面與膠體化學(xué)。編寫中注意突出應(yīng)用和滲透工程意識(shí)，體現(xiàn)工科教材的特點(diǎn)；力求簡明實(shí)用，符合少學(xué)時(shí)物理化學(xué)課程教學(xué)的需要。

書籍目錄

緒論 一、物理化學(xué)的發(fā)展及研究范疇 二、物理化學(xué)的研究方法  三、物理化學(xué)的學(xué)習(xí)方法  第1章氣體的性質(zhì)及狀態(tài)方程 第1節(jié)理想氣體p、V、T性質(zhì)及其狀態(tài)方程 1.1.1三個(gè)低壓定律 1.1.2理想氣體狀態(tài)方程 1.1.3外推法導(dǎo)出摩爾氣體常數(shù)R 1.1.4道爾頓分壓定律及阿馬加分體積定律 第2節(jié)實(shí)際氣體與理想氣體的偏差及其液化 1.2.1實(shí)際氣體與理想氣體的偏差 1.2.2液體的飽和蒸氣壓及CO2氣體的液化 1.2.3臨界狀態(tài)及其臨界性質(zhì) 第3節(jié)范德華狀態(tài)方程 1.3.1壓力修正 1.3.2體積的修正 1.3.3范德華參數(shù)與臨界參數(shù)的關(guān)系  第4節(jié)對(duì)應(yīng)狀態(tài)原理及普遍化壓縮因子圖 1.4.1壓縮因子Z 1.4.2對(duì)比參數(shù) 1.4.3對(duì)應(yīng)狀態(tài)原理  1.4.4普遍化壓縮因子圖 分子間的相互作用力 習(xí)題 第2章熱力學(xué)第一定律 第1節(jié)基本概念及熱力學(xué)第一定律 2.1.1基本概念 2.1.2熱力學(xué)第一定律 第2節(jié)等容熱、等壓熱、焓及摩爾熱容  2.2.1等容熱 2.2.2等壓熱和焓 2.2.3理想氣體熱力學(xué)能和焓 2.2.4摩爾熱容 第3節(jié)熱力學(xué)第一定律在理想氣體p、V、T變化過程中的應(yīng)用 2.3.1理想氣體等溫過程 2.3.2理想氣體等容過程 2.3.3理想氣體等壓過程 2.3.4理想氣體絕熱過程 第4節(jié)熱力學(xué)第一定律在純物質(zhì)相變過程中的應(yīng)用 2.4.1基本概念 2.4.2摩爾相變焓及其與溫度的關(guān)系  2.4.3純物質(zhì)可逆相變過程的熱力學(xué)性質(zhì) 2.4.4純物質(zhì)不可逆相變過程的熱力學(xué)性質(zhì) 第5節(jié)熱力學(xué)第一定律在化學(xué)變化過程中的應(yīng)用 2.5.1化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng) 2.5.2化學(xué)反應(yīng)的等容熱和等壓熱  2.5.3化學(xué)反應(yīng)的摩爾反應(yīng)焓 2.5.4化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓 2.5.5化學(xué)反應(yīng)的摩爾反應(yīng)焓與標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓的關(guān)系 2.5.6標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓及其與標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓的關(guān)系  2.5.7標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓及其與標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓的關(guān)系  2.5.8摩爾反應(yīng)焓與溫度的關(guān)系 2.5.9最高火焰溫度和最高爆炸溫度的計(jì)算 第6節(jié)熱力學(xué)第一定律在實(shí)際氣體中的應(yīng)用 2.6.1節(jié)流膨脹 2.6.2焦耳一湯姆孫實(shí)驗(yàn) 2.6.3節(jié)流膨脹的熱力學(xué)性質(zhì) 2.6.4轉(zhuǎn)換曲線 習(xí)題 第3章熱力學(xué)第二定律 第1節(jié)自發(fā)過程及其共性 第2節(jié)卡諾循環(huán) 3.2.1熱機(jī)及熱機(jī)效率 3.2.2卡諾循環(huán) 第3節(jié)熱力學(xué)第二定律 3.3.1熱力學(xué)第二定律 3.3.2卡諾定理及其推論 第4節(jié)熵及熵判據(jù) 3.4.1熵的定義 3.4.2克勞修斯不等式及熵判據(jù) 第5節(jié)簡單p、V、T變化過程中的熵變計(jì)算  3.5.1等溫過程的熵變計(jì)算 3.5.2等容變溫過程的熵變計(jì)算 3.5.3等壓變溫過程的熵變計(jì)算 3.5.4理想氣體絕熱過程的熵變計(jì)算  3.5.5理想氣體等溫混合過程的熵變計(jì)算 第6節(jié)相變過程的熵變計(jì)算  3.6.1可逆相變過程的熵變計(jì)算 3.6.2不可逆相變過程的熵變計(jì)算  第7節(jié)熱力學(xué)第三定律及化學(xué)變化過程中的熵變計(jì)算 3.7.1熵的物理意義  3.7.2能斯特?zé)岫ɡ? 3.7.3熱力學(xué)第三定律 3.7.4規(guī)定熵、標(biāo)準(zhǔn)熵及標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵 3.7.5化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)熵 3.7.6化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)熵與溫度的關(guān)系 第8節(jié)亥姆霍茲函數(shù)及吉布斯函數(shù) 3.8.1亥姆霍茲函數(shù)及其判據(jù) 3.8.2吉布斯函數(shù)及其判據(jù) 3.8.3△A和△G的計(jì)算 第9節(jié)熱力學(xué)基本方程 3.9.1熱力學(xué)基本方程 3.9.2麥克斯韋關(guān)系式 3.9.3熵的其他特性關(guān)系式 3.9.4三變量偏微分關(guān)系式 第10節(jié)熱力學(xué)基本方程在純物質(zhì)兩相平衡中的應(yīng)用 3.10.1克拉貝龍方程 3.10.2克勞修斯-克拉貝龍方程 習(xí)題 第4章多組分系統(tǒng)熱力學(xué) 第1節(jié)偏摩爾量 4.1.1偏摩爾量的定義 4.1.2偏摩爾量的物理意義 4.1.3不同組分同-偏摩爾量之間的關(guān)系--吉布斯-杜亥姆方程 4.1.4同一組分不同偏摩爾量之間的關(guān)系 第2節(jié)化學(xué)勢(shì)和化學(xué)勢(shì)判據(jù)  4.2.1化學(xué)勢(shì)的定義  4.2.2化學(xué)勢(shì)判據(jù) 第3節(jié)氣體的化學(xué)勢(shì) 4.3.1氣體的標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)勢(shì) 4.3.2純理想氣體的化學(xué)勢(shì) 4.3.3混合理想氣體的化學(xué)勢(shì) 4.3.4純實(shí)際氣體的化學(xué)勢(shì) 4.3.5混合實(shí)際氣體的化學(xué)勢(shì) 4.3.6逸度與逸度因子 第4節(jié)液態(tài)混合物中各組分的化學(xué)勢(shì) 4.4.1拉烏爾定律 4.4.2理想液態(tài)混合物中任一組分的化學(xué)勢(shì) 4.4.3理想液態(tài)混合物的混合性質(zhì) 4.4.4實(shí)際液態(tài)混合物中任一組分的化學(xué)勢(shì) 第5節(jié)溶液中各組分的化學(xué)勢(shì) 4.5.1亨利定律 4.5.2理想稀溶液中溶劑的化學(xué)勢(shì) 4.5.3理想稀溶液中溶質(zhì)的化學(xué)勢(shì)  4.5.4稀溶液的依數(shù)性 4.5.5實(shí)際溶液中各組分的化學(xué)勢(shì) 第6節(jié)活度的測(cè)定  4.6.1溶液中揮發(fā)性物質(zhì)活度的測(cè)定 4.6.2溶液中非揮發(fā)性溶質(zhì)活度的測(cè)定 習(xí)題 第5章化學(xué)平衡 第1節(jié)化學(xué)反應(yīng)的方向和限度 5.1.1化學(xué)反應(yīng)平衡條件 5.1.2化學(xué)反應(yīng)等溫方程與標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù) 第2節(jié)各種反應(yīng)類型的化學(xué)平衡 5.2.1理想氣體化學(xué)反應(yīng)平衡 5.2.2有純凝聚態(tài)物質(zhì)參加的理想氣體化學(xué)反應(yīng)平衡 5.2.3實(shí)際氣體化學(xué)反應(yīng)平衡 5.2.4液態(tài)混合物中的化學(xué)反應(yīng)平衡 5.2.5溶液中的化學(xué)反應(yīng)平衡 第3節(jié)化學(xué)反應(yīng)平衡常數(shù)的確定和應(yīng)用 5.3.1化學(xué)反應(yīng)平衡常數(shù)的實(shí)驗(yàn)測(cè)定 5.3.2標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的熱力學(xué)計(jì)算 5.3.3化學(xué)反應(yīng)平衡轉(zhuǎn)化率的計(jì)算 第4節(jié)溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)平衡常數(shù)的影響 5.4.1范特霍夫方程 5.4.2不同溫度下平衡常數(shù)的計(jì)算 第5節(jié)其他因素對(duì)平衡轉(zhuǎn)化率的影響 5.5.1壓力對(duì)平衡轉(zhuǎn)化率的影響 5.5.2惰性氣體對(duì)平衡轉(zhuǎn)化率的影響 5.5.3投料比對(duì)平衡轉(zhuǎn)化率的影響 第6節(jié)同時(shí)平衡 5.6.1同時(shí)反應(yīng) 5.6.2偶合反應(yīng) 習(xí)題 第6章相平衡 第1節(jié)基本概念及相律 6.1.1相圖 6.1.2相及相數(shù) 6.1.3物種及物種數(shù) 6.1.4自由度及自由度數(shù)  6.1.5相律 一、單組分系統(tǒng)的相平衡 第2節(jié)單組分系統(tǒng)的相圖 6.2.1單組分系統(tǒng)兩相平衡的邊界條件 6.2.2單組分系統(tǒng)的相圖 二、二組分系統(tǒng)的相圖  第3節(jié)液相完全互溶系統(tǒng)的二組分氣-液平衡相圖 6.3.1理想液態(tài)混合系統(tǒng)的氣-液平衡相圖 6.3.2真實(shí)液態(tài)混合系統(tǒng)的氣-液平衡相圖 第4節(jié)部分互溶及完全不互溶二組分系統(tǒng)相圖 6.4.1液相部分互溶的液-液平衡相圖 6.4.2液相部分互溶的氣-液平衡相圖 6.4.3液相完全不互溶的氣-液平衡相圖 第5節(jié)固相完全不互溶的二組分固-液平衡系統(tǒng)相圖 6.5.1相圖的繪制 6.5.2具有簡單低共熔點(diǎn)的二組分固-液平衡系統(tǒng) 6.5.3形成化合物的二組分固-液平衡系統(tǒng) 第6節(jié) 固相部分及完全互溶的二組分固-液平衡系統(tǒng)相圖 6.6.1固相部分互溶的二組分固-液平衡系統(tǒng) 6.6.2固相完全互溶二組分固-液平衡相圖 6.6.3區(qū)域熔煉 三、三組分系統(tǒng)的相圖 第7節(jié)三組分系統(tǒng)液-液平衡相圖簡介 6.7.1三組分系統(tǒng)的坐標(biāo)表示法 6.7.2部分互溶的三組分系統(tǒng)液-液平衡相圖 習(xí)題 第7章統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)初步 第1節(jié)粒子的微觀運(yùn)動(dòng) 7.1.1分子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 7.1.2狀態(tài)分布和能級(jí)分布  7.1.3獨(dú)立子系統(tǒng)能級(jí)分布微觀狀態(tài)數(shù)WD 7.1.4等概率假設(shè) 7.1.5最概然分布和擷取最大項(xiàng)原理 第2節(jié)玻耳茲曼分布定律 7.2.1玻耳茲曼熵定理 7.2.2玻耳茲曼分布定律 7.2.3配分函數(shù)q的定義及其物理意義 7.2.4配分函數(shù)的析因子性  7.2.5能量零點(diǎn)的選擇及其對(duì)配分函數(shù)的影響 第3節(jié)配分函數(shù)的計(jì)算 7.3.1平動(dòng)配分函數(shù) 7.3.2雙原子分子的轉(zhuǎn)動(dòng)配分函數(shù) 7.3.3振動(dòng)配分函數(shù) 7.3.4電子運(yùn)動(dòng)和核自旋運(yùn)動(dòng)配分函數(shù) 第4節(jié)獨(dú)立子系統(tǒng)熱力學(xué)函數(shù)的統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)表達(dá)式及其應(yīng)用舉例 7.4.1獨(dú)立離域子系統(tǒng)熱力學(xué)函數(shù)的統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)表達(dá)式 7.4.2獨(dú)立定域子系統(tǒng)熱力學(xué)函數(shù)的統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)表達(dá)式 7.4.3應(yīng)用舉例 習(xí)題 第8章電化學(xué) 一、電解質(zhì)溶液理論 第1節(jié)電解質(zhì)溶渡的導(dǎo)電機(jī)理及法拉第定律 8.1.1電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電機(jī)理 8.1.2法拉第定律 第2節(jié)離子的遷移數(shù) 8.2.1離子的電遷移 8.2.2離子的遷移數(shù) 8.2.3離子遷移數(shù)的測(cè)定 第3節(jié)電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)、電導(dǎo)率及摩爾電導(dǎo)率  8.3.1電導(dǎo)、電導(dǎo)率及摩爾電導(dǎo)率 8.3.2電解質(zhì)溶液電導(dǎo)的測(cè)定 8.3.3電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率與濃度的關(guān)系  8.3.4離子的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)定律及無限稀釋摩爾電導(dǎo)率 第4節(jié)電導(dǎo)測(cè)定的應(yīng)用 8.4.1測(cè)定水的純度 8.4.2計(jì)算弱電解質(zhì)的解離度及解離平衡常數(shù) 8.4.3測(cè)定難溶鹽的溶解度  8.4.4電導(dǎo)滴定 第5節(jié)電解質(zhì)溶液的平均活度、平均活度因子及德拜-休克爾極限公式 8.5.1電解質(zhì)溶液的平均活度及平均活度因子 8.5.2離子強(qiáng)度 8.5.3德拜-休克爾極限公式 二、原電池 第6節(jié)可逆電池及電池的表示 8.6.1可逆電池 …… 第9章化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ) 第10章界面現(xiàn)象與膠體

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   5.表面活性劑液晶在材料合成領(lǐng)域的應(yīng)用 表面活性劑液晶已在石油開采、催化、有機(jī)合成等方面取得了廣泛的應(yīng)用，特別是以液晶為模板制備納米和介孔材料，在20世紀(jì)末被稱為材料學(xué)界最激動(dòng)人心的發(fā)現(xiàn)。最早在1992年，美國Mobil石油公司的研究人員使用季銨鹽陽離子型表面活性劑液晶模板利用水熱法合成了直徑為1.5-10 nm的新型介孔二氧化硅和硅酸鋁分子篩，突破了傳統(tǒng)分子篩（通常為微孔）的孔徑范圍，而且孔的大小可以通過改變表面活性劑的烷烴鏈長或添加適當(dāng)溶劑來加以控制。這一突破性的進(jìn)展在材料領(lǐng)域具有非常重要的意義，目前介孔材料的液晶模板合成已得到了廣泛而深入的研究，不論從合成條件、研究對(duì)象，還是作為模板的表面活性劑類型都大大擴(kuò)展了，并得到了各種具有等級(jí)結(jié)構(gòu)的中孔材料。 除了用作介孔材料的合成模板外，表面活性劑液晶也被用作制備納米粒子的載體，由于表面活性劑液晶存在著極性和非極性兩類微區(qū)，可將油溶性和水溶性的納米粒子分別引入液晶體系，以得到具有特殊性質(zhì)的無機(jī)-有機(jī)雜化材料。 用表面活性劑液晶作模板合成的納米和介孔材料具有反應(yīng)條件溫和、過程有較好的可控性、材料的結(jié)構(gòu)可事先設(shè)計(jì)等諸多優(yōu)點(diǎn)，因此，是非常有發(fā)展前途的研究領(lǐng)域。 二、膠體系統(tǒng) 1861年英國科學(xué)家格雷厄姆（Graham）第一次提出了“膠體”的概念，他根據(jù)各種物質(zhì)在水中的擴(kuò)散速度將它們區(qū)分為兩類：易擴(kuò)散的，如蔗糖、氯化鈉以及其他無機(jī)鹽類；難擴(kuò)散的，如氫氧化鐵、蛋白質(zhì)及其他大分子化合物。在溶液中，前一類物質(zhì)能通過半透膜，而后一類物質(zhì)則不能。蒸去水分后，前一類物質(zhì)析出晶體，而后一類物質(zhì)則得到膠狀物。因此，他認(rèn)為物質(zhì)可分為晶體與膠體兩類，并認(rèn)為晶體的溶液是真溶液，而膠體的溶液為膠體溶液，或稱為溶膠。 之后大量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，晶體和膠體并不是不同的兩類物質(zhì)，同一種物質(zhì)可在一種介質(zhì)中形成真溶液，而在另外的介質(zhì)中形成溶膠。例如典型的晶體物質(zhì)氯化鈉在水中形成真溶液，在苯中卻可以形成溶膠。另外，許多表現(xiàn)膠體性質(zhì)的物質(zhì)也可以制成晶體。由此人們進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到所謂溶膠只是物質(zhì)以一定分散程度存在于介質(zhì)中的一種狀態(tài)，例如，金溶膠就是許多金原子組成的粒子分散在水中所形成的。

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