物理化学（尚秀丽）（第二版）

本书的版于2012年出版,在使用过程中,广大师生反映良好,也有部分老师和学生提出了一些修改意见。如理论难度较大,内容中涉及公式推导的地方部分学生理解不了,学习效果不佳；课后练习多以计算题为主,对于高职学生而言,课后作业和期末考试难度较大等。按照《国家职业教育改革实施方案》中提出的“三教”(教师、教材、教法)改革要求,结合所收集到的意见,本书在修订时征询了兰州石化公司、神华包头煤化工有限公司、万华化学股份公司等化工企业工程师的建议,在保留版编写内容的系统性、逻辑性和科学性的基础上,我们对各章的布局、教学内容的选择与处理、课后习题等较之前的版作了大幅度的变动,具体说明如下:

(1)在内容的编排上列出了每章的主要学习任务,所要达到的知识目标、能力目标,教学计划等,教师可以根据学生实际水平、专业需求选择教学任务。

(2)删除或减少了一些纯化学学科的理论推导和部分化学计算,减轻了学生的学*担,强化了热力学基础理论在相关工业领域中的应用。

(3)加强了物理化学基础理论与工业生产、生活的联系,如压力、温度的常用表示方法,日常生活、工业上如何测量；胶体的种类和性质与污水处理、新冠病毒的传播有何关系等,引导学生自觉、自主学习。

(4)在每个学习任务之后,增加了自测题,使学生可以及时地利用本节课所学内容解决实际问题,做到边学边练。

(5)增加了课外阅读知识,可调动学生学习的积极性。如物理化学中的定律、公式是如何发现、发明的,利用热力学原理如何优化工业合成氨的工艺参数达到节能增效的目的,利用相平衡原理如何提高化工产品的纯度,热量计算中用到的热容参数工业上如何测定,洗衣粉的组成及去污机理,等等。

(6)为适应高职学生的认知规律,降低了课后习题的难度,增加了选择题、填空题的数量,以加强学生对物理化学基本概念、基本理论的理解；删除了难度比较大的计算题。

(7)为了适应信息化教学,书中添加了微课、视频等信息化资源,扫描书中二维码即可观看,加强了课本与资源库之间的关联度,可以让教师和学生随时随地调用资源。

(8)与本书配套的教学课件、实验素材等可从化学工业出版社教学资源网(www.cipedu.com.cn)免费下载。

(9)书中标有“*”的学习任务,属于超出课堂教学基本要求或适用于不同专业的教学内容,各位老师在教学过程中可根据具体情况加以取舍。

本书由兰州石化职业技术学院尚秀丽主编,兰州石化职业技术学院的王安琪、周萃文任副主编,辽宁石化职业技术学院冯璐、兰州石化职业技术学院张歆婕参编。其中绪论、第1章、第2章由尚秀丽编写；第3章、课后习题答案、附录由周萃文编写；第4章、第5章、第6章由王安琪编写；第7章由冯璐编写；第8章、第9章、第10章由张歆婕编写。尚秀丽负责本书的统稿以及后的修改定稿工作、王安琪、张歆婕负责富媒体动画的制作。

本教材在编写过程中得到了化学工业出版社、兰州石化职业技术学院、辽宁石化职业技术学院、兰州石化公司等单位领导和专家的大力支持与协助；兰州石化公司王沛淮、魏艳丽,神华包头煤化工有限公司魏振军、陈永峰对教材提出了许多宝贵的建议；另外,书中还借鉴采纳了许多企业、专家学者的研究成果。在此一并表示衷心的感谢。

由于编者水平有限,书中难免存在疏漏与不妥之处,恳请使用本教材的师生及业界同仁批评指正。

编者

2020年12月

 本书为适应高职高专教学改革的要求,根据目前“物理化学”课程学时少的特点，在保留经典物理化学教材的框架下，对课程体系及教学内容进行了适当的调整。在教材内容的选取上，重概念的建立和结论的应用，删去了许多公式的推导和证明，编入了较多的例题和典型案例，增加了教材的实用性和针对性。为了便于读者巩固所学到的知识，提高应用能力，各章之后附有大量的思考题和习题，并于书末给出了习题的答案。全书除绪论外共分为七章，包括：气体的性质；热力学和第二定律；多组分系统与相平衡；化学平衡；化学动力学及催化作用；电化学；界面现象与胶体。

 本教材主要作为高职高专石油化工生产技术、炼油生产技术、应用化工生产技术等化工类专业的教学用书，同时还可供高职高专轻工、材料、制药、环保等专业教学使用。

尚秀丽，兰州石化职业技术学院，副教授，1991年毕业于西安工程大学（原西北纺织学院）应用化学专业，曾在纺织化工助剂厂担任车间技术员，技术科副科长，1996年获得工程师任职资格。2002年考入西北师范大学化学化工学院物理化学专业攻读硕士，2005年取得硕士学位；2008年获得副教授任职资格；2009年取得技师任职资格。近五年承担教学课程及工作量：《物理化学》《化工热力学》《催化原理》《化学化工信息检索》《物理化学实验》，总学时为1800学时；近五年主持参与的主要科研研项目5项，在核心期刊发表论文多篇。

绪论　001

0.1　什么是物理化学　001

0.2　物理化学的研究内容　001

0.3　物理化学的研究方法　003

0.4　如何学习物理化学　003

第1章 气体的性质　005

1.1　气体的状态　006

1.2　理想气体状态方程　009

1.3　理想气体混合物　011

1.4　真实气体的液化　014

1.5　真实气体的pVT 关系　018

典型案例 气体液化在裂解气分离中的应用　022

思考题　024

习题　024

第2章 热力学定律　027

2.1　热力学基本概念　028

2.2　功的计算　032

2.3　热力学定律　037

2.4　等容热、等压热和焓　038

2.5　热容　039

2.6　热量的计算　042

2.7　焦耳实验，理想气体的热力学能、焓　044

2.8　定律在理想气体中的应用　046

2.9　定律在相变化中的应用　049

2.10　定律在化学变化中的应用　053

2.11　定律对实际气体的应用（节流膨胀过程） 　060

2.12* 　热力学定律的其他应用　061

典型案例 热力学定律在化工过程中的应用　064

思考题　065

习题　066

第3章 热力学第二定律　069

3.1　自发过程及其特征　070

3.2　热力学第二定律　071

3.3　卡诺循环和卡诺定理　073

3.4　熵及熵判据　075

3.5　熵变计算　077

3.6　热力学第三定律　083

3.7　亥姆霍兹函数与吉布斯函数　086

3.8　热力学基本方程及函数关系　091

典型案例　人造金刚石　093

思考题　094

习题　095

第4章 多组分系统　098

4.1　多组分系统的分类及组成　098

4.2　理想液态混合物　100

4.3　理想稀溶液　102

4.4　稀溶液的依数性　105

典型案例 反渗透原理在海水淡化中的应用　110

思考题　111

习题　111

第5章 相平衡　114

5.1　相律　115

5.2　单组分系统的相图　117

5.3　二组分理想液态混合物的相图　120

5.4　二组分真实液态混合物的相图　122

5.5　二组分液相部分互溶系统的相图　126

5.6　二组分液相完全不互溶系统的相图　127

5.7　分配定律和萃取　129

典型案例　化工产品精馏过程工艺设计基础　132

思考题　133

习题　133

第6章 化学平衡　136

6.1　化学反应的方向和平衡判据　137

6.2　化学反应的标准平衡常数　138

6.3　影响化学平衡移动的因素　141

典型案例　工业合成氨工艺参数的优化　144

思考题　145

习题　145

第7章 化学动力学及催化作用　148

7.1　化学反应的速率及速率方程　149

7.2　速率方程的积分形式　153

7.3　温度对反应速率的影响　158

7.4　反应速率方程的建立方法　161

7.5　复合反应动力学　166

7.6　催化剂的通性　170

7.7　单相催化反应　172

7.8　多相催化反应　174

典型案例　化学动力学在乙烯氧化制环氧乙烷中的应用　175

思考题　177

习题　177

第8章 电化学　182

8.1　电化学基础知识　183

8.2　可逆电池　191

8.3　电解与极化　200

8.4　化学电源与电解的工业应用　203

典型案例　金属的共沉积——电镀合金　207

思考题　207

习题　208

第9章 界面现象　211

9.1　界面张力　211

9.2　界面现象　216

9.3　吸附　220

9.4　表面活性剂　226

典型案例　双子表面活性剂的合成及在制革业中的应用　231

思考题　232

习题　232

第10章 胶体与大分子溶液　235

10.1　认识胶体 　236

10.2　胶体的稳定与聚沉　242

10.3　大分子溶液与凝胶　245

典型案例　气凝胶的应用　250

思考题　251

习题　252

习题答案　254

附录　260

附表1　元素原子量表　260

附表2　一些气体的摩尔质量和临界参数　261

附表3　某些气体的摩尔定压热容与温度的关系　261

附表4　一些物质的标准热力学数据　262

附表5　某些有机化合物的标准摩尔燃烧焓(25℃) 　266

附表6　标准电极电势表　267

参考文献　270

1.本书在讲述物理化学相关知识的同时，引入了生产、生活中的实践案例，便于读者学习和掌握相关的理论知识；

2.本书中设有自测题，使学生可以及时的利用本节课所学内容解决实际问题，做到边学边练；

3.书中以二维码的形式引入了微课、视频等相关资源，学生扫码即可学习相关资源；

4.本书有配套的电子教案和题库等相关资源，订购本书可免费获取。