物理化學

前言

　　20世紀70年代以來，特別是進入21世紀以來，以知識創(chuàng)新和新技術變革為基本特征的知識經(jīng)濟和信息化社會給人們帶來巨大的影響和挑戰(zhàn)，并由此引發(fā)了社會各領域的深層次變革。在教育領域，這些挑戰(zhàn)和深層次變革帶來的影響，最為核心、最為根本的，莫過于人才觀、質(zhì)量觀和教育觀的轉變與重樹，“培養(yǎng)什么樣的人和怎樣培養(yǎng)人”成為這一時期我國教育改革與發(fā)展不可回避的時代命題。如何回應這一時代命題？從普通民眾到教育工作者，從教育部門到高等院校，從中央到地方，人們都在思索，都在求解。在這樣的背景下，世紀之交，我國在基礎教育領域率先吹響了回應號角，掀起了新一輪的課程改革，力圖以課程改革為核心環(huán)節(jié)和突破口，打通一條培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的高素質(zhì)人才的革新之路?！　∪欢蛲ㄟ@樣一條路并非一帆風順。新課程改革的推行和實施，并不像當初想象的那樣容易，即通過對原有的教師進行培訓自然就可以達成。事實證明，僅僅通過培訓來推行新課程改革是遠遠不夠的，因為新課程改革是全方位的，涉及教育觀、教師觀、學生觀、課程觀、教學觀等一系列從教育理論到教學實踐的全面變革和轉向，特別是一線教師和新教師對新課程改革全新理念的深刻理解和全面把握以及將之轉變?yōu)橛行У慕逃虒W實踐行為不可能在短期內(nèi)做到，它需要從師資培養(yǎng)的源頭做起，即重新檢視傳統(tǒng)師范教育的人才培養(yǎng)理念、體制機制和模式，將職前教師教育改革（師范教育）與基礎教育新課程改革實質(zhì)性地對接起來，主動搭建和打造適應基礎教育新課程改革與實施要求的師資培養(yǎng)平臺。如何將職前教師教育改革（師范教育）與基礎教育新課程改革進行實質(zhì)性的對接，如何搭建和打造這個平臺？這些問題無疑要落實到教師教育改革與實踐的頭上，而作為地方基礎教育師資培養(yǎng)的主體和推動基礎教育改革發(fā)展的中堅力量，地方高師院校必須主動出擊，以理論探索和實踐行動的勇氣與自信作出積極回應?！　≡陂_放的教師教育體制下，非師范院校向師范橫向擴展以及師范院校也走“師范與非師范共同發(fā)展的道路”，在一定程度上已經(jīng)或正在淡化和沖擊著教師教育的特色和內(nèi)涵，地方高師院校逐漸遠離自己的本色，服務基礎教育的能力和特點受到了弱化。為此，高師院校必須打造能夠支撐和彰顯特色的平臺，其中最為核心的，就是要在實踐探索的基礎上編寫緊扣基礎教育改革發(fā)展需要同時又符合自身改革發(fā)展需要和突出“師范個性”的校本系列教材。

內(nèi)容概要

本書根據(jù)21世紀地方性高等院校的辦學特點以及人才培養(yǎng)需要體現(xiàn)的知識、能力和素質(zhì)的統(tǒng)一要求，由有多年教學經(jīng)驗的教師編寫，力求基礎理論與應用并舉，兼顧傳統(tǒng)學科與新技術，既全面系統(tǒng)地闡述了物理化學的基本概念和基礎理論，又注重介紹物理化學理論知識在相關專業(yè)領域中的應用。全書共介紹了熱力學第一定律、熱力學第二定律、統(tǒng)計熱力學、多組分體系熱力學、相平衡、化學平衡、電解質(zhì)溶液、化學動力學、界面化學、膠體分散體系和大分子溶液等內(nèi)容。    該書可作為高等師范院校及地方性本科院校各專業(yè)物理化學課程的教材，也可供其他高等院校有關專業(yè)參考使用。

書籍目錄

緒論  0.1  物理化學的內(nèi)容和意義  0.2  物理化學的形成和發(fā)展  0.3  物理化學的研究方法  0.4  怎樣學好物理化學第一章  熱力學第一定律  1.1  熱力學基本概念  1.2  熱力學第一定律及應用  1.3  準靜態(tài)與可逆過程  1.4  焓與熱容  1.5  熱力學第一定律對理想氣體的應用  1.6  實際氣體  1.7  熱化學  1.8  幾種熱效應  1.9  反應熱與溫度的關系——基爾霍夫方程  思考題  習題第二章  熱力學第二定律  2.1  自發(fā)過程的共同特征  2.2  熱力學第二定律  2.3  卡諾循環(huán)和卡諾定理  2.4  熵的概念  2.5  克勞修斯不等式和熵判據(jù)  2.6  熵變的計算  2.7  熱力學第二定律的本質(zhì)——熵的統(tǒng)計意義  2.8  亥姆霍茲自由能和吉布斯自由能  2.9  變化方向和平衡條件  2.10  幾個熱力學函數(shù)之間的關系式  2.11  △G和△F的計算  2.12  熱力學第三定律  思考題  習題第三章  統(tǒng)計熱力學初步  3.1  概論  3.2  統(tǒng)計力學基礎知識  3.3  玻爾茲曼統(tǒng)計  3.4  配分函數(shù)  3.5  配分函數(shù)的計算及對熱力學函數(shù)的貢獻  3.6  非定位體系配分函數(shù)與熱力學函數(shù)的關系  3.7  定位體系配分函數(shù)與熱力學函數(shù)的關系  3.8  零點能選擇所產(chǎn)生的影響。  3.9  理想氣體熱力學函數(shù)的計算  3.10  熱力學定律的統(tǒng)計力學解釋  思考題  習題第四章  多組分體系熱力學  4.1  溶液組成的表示方法  4.2  稀溶液中的經(jīng)驗定律  4.3  多組分體系的偏摩爾量  4.4  多組分體系熱力學關系與化學勢  4.5  混合氣體中各組分的化學勢  4.6  理想液態(tài)混合物體系  4.7  理想稀溶液中各組分的化學勢  4.8  稀溶液的依數(shù)性  4.9  杜亥姆-馬居爾公式  4.10  非理想溶液  4.11  分配定律  思考題  習題第五章  相平衡  5.1  多相平衡一般條件  5.2  相律  5.3  單組分體系相平衡  5.4  二組分雙液體系相圖及應用  5.5  部分互溶雙液系  5.6  簡單低共熔混合物的固-液體系  5.7  有固溶體生成的固-液體系  5.8  三組分體系  思考題  習題第六章  化學平衡  6.1  化學平衡條件和反應親和勢  6.2  化學反應的平衡常數(shù)和等溫方程式  6.3  平衡常數(shù)的表示  6.4  復相化學平衡  6.5  平衡常數(shù)的測定和平衡轉化率的計算  6.6  標準摩爾生成吉布斯自由能  6.7  溫度、壓力及惰性氣體對化學平衡的影響  6.8  同時平衡  6.9  近似計算  6.10  生物能學簡介  思考題  習題第七章  電解質(zhì)溶液  7.1  離子的遷移和遷移數(shù)  7.2  電解質(zhì)溶液的電導  7.3  離子獨立運動定律及無限稀釋摩爾電導率的計算  7.4  電導測定的一些應用  7.5  強電解質(zhì)溶液理論簡介  思考題  習題第八章  可逆電池的電動勢及其應用  8.1  可逆電池  8.2  可逆電極的種類  8.3  電動勢的測定  8.4  可逆電池的表示  8.5  可逆電池的熱力學  8.6  電動勢產(chǎn)生的機理  8.7  電極電勢和電池電動勢  8.8  濃差電池電勢  8.9  電池電動勢的應用  8.10  電勢-pH圖及應用  8.11  生物電化學簡介  思考題  習題第九章  電解與極化作用  9.1  分解電壓  9.2  極化作用  9.3  電解時電極上的反應  9.4  金屬的電化學腐蝕和防腐  9.5  化學電源  9.6  生物質(zhì)能簡介  思考題  習題第十章  化學動力學基礎  10.1  反應速率的表示與測定  10.2  反應速率方程與反應級數(shù)  10.3  具有簡單級數(shù)的反應  10.4  反應級數(shù)的測定  10.5  幾種典型的復雜反應  10.6  溫度對反應速率的影響  10.7  活化能與反應速率  10.8  鏈反應  10.9  反應機理的確定  思考題  習題第十一章  基元反應速率理論  11.1  碰撞理論  11.2  過渡態(tài)理論  11.3  單分子反應理論  思考題  習題第十二章  幾類不同特點反應動力學  12.1  溶液中的反應  12.2  光化學反應  12.3  催化反應動力學  思考題  習題第十三章  界面現(xiàn)象  13.1  表面吉布斯自由能和表面張力  13.2  彎曲液面的界面現(xiàn)象  13.3  液體界面的性質(zhì)  13.4  固-液界面現(xiàn)象  13.5  表面活性劑  13.6  固-氣吸附  13.7  氣-固催化反應動力學  思考題  習題第十四章  膠體分散系統(tǒng)及粗分散系統(tǒng)  14.1  分散系統(tǒng)的分類  14.2  溶膠的制備及純化  14.3  溶膠的光學性質(zhì)  14.4  溶膠動力性質(zhì)  14.5  溶膠的電學性質(zhì)  14.6  溶膠的穩(wěn)定性和沉聚  14.7  大分子溶液  14.8  凝膠  14.9  乳狀液  14.10  泡沫  思考題  習題附錄參考文獻

章節(jié)摘錄

　　熱力學是研究各種過程中能量相互轉換所遵循規(guī)律的科學。熱力學作為一門學科，它的形成和發(fā)展經(jīng)歷了一個漫長的歷史過程。其起源可以追溯到古希臘時期人們對熱本質(zhì)的爭論。那時候，由于人類對熱的認識一直處在模糊的想象之中，自然不可能產(chǎn)生與其有關的正確理論。直到19世紀中葉，熱力學的理論才逐步形成，其主要標志是在實驗基礎上建立了熱力學的科學理論，如熱力學第一、二定律的相繼建立。到20世紀初，熱力學理論日趨完善。期間又相繼建立了熱力學第三定律和熱力學第零定律。此時，熱力學已經(jīng)形成了比較完整的科學理論體系，并且不斷將成熟的理論滲透和應用到其他學科之中，從而衍生出一些新的邊緣學科。例如，熱力學基本原理在化學過程和與化學有關的物理過程中應用，便構成了“化學熱力學”?！　』瘜W熱力學形成于19世紀末葉，是物理化學的重要組成部分。它主要研究和解決的問題包括：　　第一，研究化學過程以及與化學過程密切相關的物理過程中的能量相互轉化。例如，在化工生產(chǎn)中，要保證反應在某一恒定溫度條件下進行，就需要按反應在單位時間內(nèi)放出或吸收多少熱的數(shù)據(jù)來設計移去或補充熱的裝置，才能控制反應器的溫度。這就是能量相互轉化與衡算的問題?！　〉诙?，判定化學反應或某一熱力學過程在一定條件下變化的方向和限度。例如，設計一種新物質(zhì)的合成，首先要根據(jù)熱力學方法按設想的反應線路，計算其反應的吉布斯自由能變化值，判定反應按設計的線路是否有可能生成產(chǎn)物，這就是化學反應的方向問題，也是化學熱力學需要解決的重要問題。如果反應能沿產(chǎn)物方向進行，其單位時間內(nèi)的產(chǎn)率是多少，在什么條件下進行可以達到最高產(chǎn)率等問題，都屬于化學動力學解決的問題?！　崃W的研究方法是演繹法，即以熱力學第一定律和第二定律為基礎，經(jīng)過嚴密的邏輯推理，建立一些熱力學函數(shù)，用來解決化學反應的方向和平衡以及能量交換等問題。在處理問題時采取宏觀方法，不需要知道體系的微觀運動，也不需要知道其變化細節(jié)，只需知道起始和終了的狀態(tài)。通過宏觀熱力學量的改變就可以得到許多普遍性結論。熱力學研究的對象是大量分子構成的集合體，因此結論具有統(tǒng)計意義，能反映大量分子的平均行為，但不適用于個別分子的個體行為。

圖書封面

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