物理化学（胡彩玲）（第二版）

前言
本书遵照2019年颁布的《职业院校教材管理办法》中对教材编写、修订等工作的要求，成立了由多家优质高等院校和行业龙头企业参与的修订团队。修订团队根据高职高专对化工技术类专业人才培养的目标定位和新要求，广泛调研了“物理化学”课程开设情况。在此基础上，对本书第一版进行了修订。
修订工作以新时代中国特色社会主义思想为总指导，落实党的二十大精神进教材的要求，有机融入生态文明教育、精益求精的专业精神和科学家事迹等，引导学生树立正确的价值观和远大的理想。修订工作以“产教融合、校企合作、科教融汇”为指引，结合生活常见现象、企业典型案例和最新科技前沿，培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。主要修订内容如下：
1.优化了大部分学习导航，使导航更贴近生活或生产实际，提升学生学习兴趣的同时，进一步注重以真实案例等为载体组织教学，培养学生分析问题的能力。
2.补充或更新了大部分阅读资料，阅读资料更加充分地反映了产业发展最新进展，更能体现物理化学学科在新能源、新技术等中的应用。
3.修正了原有教材中部分问题，进一步规范统一了物理量的单位，教材编排更加合理，更加注重图文并茂。
4.完善丰富了教学资源，配套有教学课件（下载网址：www.cipedu.com.cn），纸质书嵌入了微课、习题参考答案等二维码，方便学生时时能学，处处可学，便于学生学习效果的巩固提高。
5.实验部分增加了自动旋光仪、数字折光仪、BH-6S型燃烧热测定装置等新仪器、设备的使用方法，提升学生利用信息技术处理实验数据的能力，使学生实实在在地在训练中获得与就业岗位更加接近的实践技能，提升学生就业能力。
本书由胡彩玲（湖南化工职业技术学院）和王伟（湖南石油化工职业技术学院）担任主编，朱华静（天津职业大学）担任副主编。梁志（茂名职业技术学院）负责修订了绪论和第一章；胡彩玲负责修订了第二章、实验部分及数字化资源的整理工作；朱华静负责修订了第三章和第四章；佘媛媛（湖南化工职业技术学院）负责修订了第五章；王伟和蔡宝成（中国石化湖南石油分公司）负责修订了第六章和第七章；陈卓（湖南石油化工职业技术学院）负责修订了第八章。全书由胡彩玲负责统一定稿，湖南化工职业技术学院童孟良教授担任主审。本书在修订过程中也得到了湖南化工职业技术学院胡文伟、谭美容等老师的帮助和支持，收到了浙江衢化氟化学有限公司唐新国的宝贵意见和建议，在此一并表示感谢。
由于编者水平有限，书中不妥之处在所难免，恳请读者批评指正。

编者
2023年8月

第一版前言
随着高等职业技术教育改革不断深入，高职教育已从“规模扩张型”向“内涵提升型”转变。为适应高职教育人才培养目标要求，本书按照全国高职化工类教材基本要求，以加强基础与培养能力为主线，遵循循序渐进的认知规律，结合国内外新技术的发展，培养学生创新能力，为后续专业课程的学习奠定基础。
《物理化学》主要包含物理化学理论知识和实训两大部分。理论部分每章都设有学习指导，每节由学习导航开启，带着学生有目的地学习。章末设有阅读材料、主要公式小结和习题，帮助学生理清思路，掌握重要公式的应用。阅读材料与新技术、化工生产、科学家等密切联系，拓宽学生视野，增强学习趣味性。习题类型多样，注重与生活、生产的联系，特增加拓展题，提高学生自主学习、分析问题、解决问题、理论联系实际的能力。理论教学内容重概念、重结论、重应用，淡化公式推导，避免学习的枯燥乏味。实训部分由基本知识、常用仪器基本操作训练、基础实训和设计性实训组成，由简到难，逐步提升学习技能。本书中标有“”的为选学内容。
本书由湖南化工职业技术学院胡彩玲、谭美蓉和湖南石油化工职业技术学院王伟担任主编。绪论由湖南化工职业技术学院周芝兰编写；第一章、第二章由胡彩玲编写；第三章由湖南化工职业技术学院佘媛媛编写；第四章、第五章由湖南化工职业技术学院阳铁建编写；第六章由王伟编写；第七章由谭美蓉编写；第八章由湖南石油化工职业技术学院陈卓编写；物理化学实训部分由湖南化工职业技术学院侯德顺编写；谭美蓉参与了书中部分文字校对工作。全书由胡彩玲统稿，湖南化工职业技术学院童孟良教授担任主审。本书在编写过程中还得到了湖南化工职业技术学院、湖南石油化工职业技术学院其他老师的帮助和支持，在此一并致谢！本书编写时参考了相关专著和资料，在此向其作者也表示深深的谢意。
由于编者水平有限，书中难免有不妥之处，在使用过程中恳请广大师生予以批评指正。

编者
2016年12月

《物理化学》分理论和实训两大部分，理论部分共分8章，包括气体状态方程、热力学第一定律、热力学第二定律、化学平衡限度计算、物质分离提纯基础、电化学基础、动力学基础、表面现象与胶体。该部分每章前设有学习指导，每节前设有学习导航，介绍基本概念，启迪学生思维。理论公式本着“必需、够用”为度，淡化理论推导，侧重公式条件的把握及应用。每章后附有阅读材料、主要公式小结及习题，拓宽学生视野，习题中的拓展题理论密切联系实际，学以致用，便于知识的进一步巩固和提高。实训部分包括基本知识的准备、常用仪器操作技能训练、基础实训和设计性实训。为方便教学，本书配有电子课件。本书可作为高职高专化工、制药及相关专业教学用书，也可供其他从事化学化工及其相关专业的人员作为参考书。

无

绪论001
一、物理化学课程性质和地位 001
二、物理化学的研究内容 001
三、物理化学的研究方法 002
四、物理化学的建立与发展 002
五、物理化学的学习要求 002

第一章气体状态方程004
第一节理想气体 004
一、理想气体微观模型 005
二、低压气体实验定律 005
三、理想气体状态方程 005
四、理想气体混合物的平均摩尔质量 006
第二节混合气体分压定律 007
一、分压力 007
二、道尔顿分压定律 008
第三节混合气体分体积定律 008
一、分体积及阿马格分体积定律 009
二、阿马格分体积定律的数学表达式 009
三、气体物质的量分数与分体积的关系 009
第四节范德华方程与压缩因子 010
一、真实气体的范德华方程 010
二、压缩因子和普遍化压缩因子图 011
习题 016

第二章热力学第一定律018
第一节热力学基本概念 018
一、体系与环境 019
二、状态与状态函数 019
三、热力学平衡态 020
四、过程与途径 020
五、热和功 021
六、热力学能 023
第二节热力学第一定律概述 024
一、热力学第一定律的文字表述 024
二、热力学第一定律的数学表达式 024
三、恒容热、恒压热及焓 025
第三节热力学第一定律的应用 026
一、p、V、T变化过程 026
二、相变过程 029
三、化学变化过程 031
习题 039

第三章热力学第二定律044
第一节自发过程及热力学第二定律 045
一、自发过程 045
二、热力学第二定律 046
第二节克劳修斯不等式及熵增加原理 046
一、卡诺定理 047
二、熵函数及克劳修斯不等式 048
三、熵判据——熵增加原理 050
第三节熵变的计算 051
一、简单PVT变化过程 052
二、相变过程 054
三、化学变化过程 055
第四节吉布斯函数与亥姆霍兹函数 056
一、吉布斯函数 056
二、亥姆霍兹函数 059
习题 062

第四章化学平衡限度计算066
第一节化学反应方向和限度 067
一、理想气体反应等温方程式 067
二、理想气体反应的标准平衡常数 068
三、平衡常数的各种表示方法 070
四、化学平衡常数的计算 071
第二节温度对化学平衡的影响 072
一、等压方程式 073
二、标准摩尔反应焓为常数时标准平衡常数与温度的关系  073
第三节其他因素对理想气体反应平衡的影响 074
一、压力对理想气体反应平衡的影响 074
二、惰性介质对化学平衡的影响 074
三、反应物的原料配比对平衡组成的影响 076
习题 078

第五章物质分离提纯基础080
第一节相律 081
一、相 081
二、独立组分 081
三、自由度 083
四、相律 083
第二节单组分体系的相图 084
一、单组分体系的特点 084
二、单组分体系的相图——水的相图的绘制 084
三、单组分体系的相图——水的相图的分析 085
四、单组分体系两相平衡时温度和压力的关系 086
第三节双组分体系气-液平衡相图 088
一、双组分完全互溶体系 089
二、二组分完全不互溶体系 091
第四节双组分凝聚体系相图 093
一、热分析法 093
二、溶解度法 095
三、杠杆规则 096
四、相图应用举例 096
五、形成稳定化合物的双组分体系 097
习题 099

第六章电化学基础101
第一节电解质溶液 102
一、电解质溶液的导电及法拉第定律 102
二、离子迁移数 103
三、电导、电导率和摩尔电导率 104
第二节原电池 109
一、原电池的表示方法 109
二、可逆电池 110
三、电化学热力学 111
四、电极电势 114
五、电极的种类 115
六、电动势的计算 118
第三节电解与极化 121
一、分解电压 122
二、极化作用 122
三、电解时电极上的反应 123
习题 126

第七章动力学基础130
第一节化学反应速率 131
一、反应速率的表示 131
二、化学反应速率的测定 133
第二节化学反应速率方程 133
一、基元反应和非基元反应 133
二、质量作用定律 134
三、速率方程的一般形式 134
第三节简单级数化学反应的动力学特征 135
一、零级反应 135
二、一级反应 136
三、二级反应 138
第四节温度对反应速率的影响 140
一、范特霍夫(Van’t Hoff)规则 141
二、阿伦尼乌斯(Arrhenius)方程 141
三、活化能 142
*第五节典型复合反应的动力学特征 143
一、对行反应  144
二、平行反应 144
三、连串反应 145
第六节催化反应 146
一、催化剂的基本特征 146
二、单相催化反应 148
三、多相催化反应 148
习题 149

第八章表面现象与胶体152
第一节表面张力及表面吉布斯函数 153
一、液体的表面张力 153
二、表面吉布斯函数 154
第二节吸附现象 155
一、吸附现象 155
二、溶液的表面吸附 157
三、固体表面吸附 158
第三节表面活性剂 160
一、表面活性剂 161
二、表面活性剂在溶液中的性质 164
三、表面活性剂的作用 166
第四节乳状液 168
一、乳化作用 168
二、乳状液的性质 170
习题 172

物理化学实训175
实训一基本知识的准备 175
实训二常用仪器操作技能训练 178
任务一阿贝折光仪使用方法 178
任务二旋光仪的使用方法 182
实训三基础实训 186
任务一超级恒温水浴与其性能测定 186
任务二燃烧焓的测定 189
任务三双液系气液相图的绘制 194
任务四电导测定及其应用 197
任务五原电池电动势和电极电势的测定 200
任务六蔗糖水解反应速率系数的测定 205
实训四设计性实训 209
任务一求蔗糖的标准摩尔燃烧焓，并测定10%蔗糖水溶液室温下的比旋光度 209
任务二设计“快速检测乙醇和水的混合液在精馏塔顶产品浓度”实训方案 210

习题参考答案211

附录212
附录一某些气体范德华常数 212
附录二某些物质的临界参数 213
附录三25.0℃时物质的标准热力学数据 213
附录四某些有机化合物的标准摩尔燃烧焓 218
附录五25℃时在水溶液中某些电极的标准电极电势 219

参考文献221

《物理化学》分理论和实训两大部分，理论部分共分8章，包括气体状态方程、热力学第一定律、热力学第二定律、化学平衡限度计算、物质分离提纯基础、电化学基础、动力学基础、表面现象与胶体。该部分每章前设有学习指导，每节前设有学习导航，介绍基本概念，启迪学生思维。理论公式本着“必需、够用”为度，淡化理论推导，侧重公式条件的把握及应用。每章后附有阅读材料、主要公式小结及习题，拓宽学生视野，习题中的拓展题理论密切联系实际，学以致用，便于知识的进一步巩固和提高。实训部分包括基本知识的准备、常用仪器操作技能训练、基础实训和设计性实训。为方便教学，本书配有电子课件。本书可作为高职高专化工、制药及相关专业教学用书，也可供其他从事化学化工及其相关专业的人员作为参考书。

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