物理化学（第3版）
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作者徐悦华 王静 贾金亮
出版社中国农业大学
ISBN9787565528903
出版时间2023-03
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定价79元
货号31715464
上书时间2024-05-17
商品详情
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目录
绪论 ……………………………………………………………………………………………… 1
第1章 热力学第一定律 ……………………………………………………………………… 3
1.1 热力学基本概念 ……………………………………………………………………… 3
1.1.1 系统和环境 ……………………………………………………………………… 3
1.1.2 状态和状态函数 ………………………………………………………………… 4
1.1.3 过程和途径 ……………………………………………………………………… 5
1.1.4 热和功 …………………………………………………………………………… 5
1.1.5 热力学能 ………………………………………………………………………… 5
1.2 热力学第一定律 ……………………………………………………………………… 6
1.2.1 热力学第一定律的表述 ………………………………………………………… 6
1.2.2 热力学第一定律的数学表达式 ………………………………………………… 6
1.3 功与过程 ……………………………………………………………………………… 7
1.3.1 功与途径 ………………………………………………………………………… 7
1.3.2 可逆过程 ………………………………………………………………………… 8
1.4 热与过程 ……………………………………………………………………………… 9
1.4.1 等容热 …………………………………………………………………………… 9
1.4.2 等压热与焓 ……………………………………………………………………… 10
1.4.3 热容 ……………………………………………………………………………… 10
1.5 理想气体的热力学 …………………………………………………………………… 12
1.5.1 Joule实验 ……………………………………………………………………… 12
1.5.2 理想气体的热容 ………………………………………………………………… 13
1.5.3 理想气体的 ΔU 和 ΔH 的计算 ………………………………………………… 14
1.5.4 理想气体的绝热可逆过程 ……………………………………………………… 14
1.6 热化学 ………………………………………………………………………………… 15
1.6.1 反应进度 ………………………………………………………………………… 16
1.6.2 化学反应的热效应 ……………………………………………………………… 17
1.6.3 热化学方程式 …………………………………………………………………… 18
1.6.4 Hess定律 ……………………………………………………………………… 19
1.6.5 几种热效应 ……………………………………………………………………… 20
1.6.6 Kirchhoff定律 ………………………………………………………………… 23
1
本章小结 …………………………………………………………………………………… 25
阅读材料 …………………………………………………………………………………… 26
拓展材料 …………………………………………………………………………………… 26
思考题 ……………………………………………………………………………………… 27
习题 ………………………………………………………………………………………… 28
第2章 热力学第二定律 …………………………………………………………………… 30
2.1 热力学第二定律的经典表述 ………………………………………………………… 30
2.1.1 自发过程的共同特征 …………………………………………………………… 30
2.1.2 热力学第二定律的经典表述 …………………………………………………… 31
2.2 热力学第二定律的熵表述 …………………………………………………………… 32
2.2.1 Carnot循环与 Carnot定理 …………………………………………………… 32
2.2.2 熵的概念 ………………………………………………………………………… 34
2.2.3 热力学第二定律的数学表达式 ………………………………………………… 36
2.2.4 熵增加原理和熵判据 …………………………………………………………… 37
2.3 熵变的计算 …………………………………………………………………………… 38
2.3.1 理想气体单纯p,V,T 变化过程的熵变 ……………………………………… 38
2.3.2 相变过程的熵变 ………………………………………………………………… 42
2.3.3 热力学第三定律和化学变化过程的熵变 ……………………………………… 43
2.3.4 熵的统计意义 …………………………………………………………………… 45
2.4 Helmholtz自由能与 Gibbs自由能 ………………………………………………… 46
2.4.1 Helmholtz自由能及判据 ……………………………………………………… 46
2.4.2 Gibbs自由能及判据 …………………………………………………………… 47
2.4.3 热力学判据小结 ………………………………………………………………… 48
2.5 热力学函数间的关系 ………………………………………………………………… 48
2.5.1 热力学函数之间的关系 ………………………………………………………… 48
2.5.2 热力学基本方程 ………………………………………………………………… 49
2.5.3 特征偏微商和 Maxwell关系式………………………………………………… 49
2.6 ΔG 的计算 …………………………………………………………………………… 51
2.6.1 单纯p,V,T 变化过程中的 ΔG ……………………………………………… 51
2.6.2 相变过程中的 ΔG ……………………………………………………………… 53
2.6.3 化学变化过程中的 ΔG ………………………………………………………… 55
2.7 Gibbs自由能变随温度及压力的变化 ……………………………………………… 57
2.7.1 Gibbs自由能变与温度的关系 ………………………………………………… 57
2.7.2 Gibbs自由能变与压力的关系 ………………………………………………… 58
★2.8 不可逆过程热力学简介 …………………………………………………………… 59
2.8.1 熵产生和熵流 …………………………………………………………………… 60
2.8.2 熵与生命 ………………………………………………………………………… 60
本章小结 …………………………………………………………………………………… 61
2
拓展材料 …………………………………………………………………………………… 62
思考题 ……………………………………………………………………………………… 62
习题 ………………………………………………………………………………………… 64
第3章 混合物和溶液 ……………………………………………………………………… 67
3.1 偏摩尔量 ……………………………………………………………………………… 68
3.1.1 单组分系统与多组分系统的区别 ……………………………………………… 68
3.1.2 偏摩尔量的定义 ………………………………………………………………… 69
3.1.3 偏摩尔量的集合公式 …………………………………………………………… 70
3.2 化学势 ………………………………………………………………………………… 70
3.2.1 多组分均相系统热力学基本公式 ……………………………………………… 70
3.2.2 化学势定义 ……………………………………………………………………… 71
3.2.3 化学势判据及其在相变化系统的应用 ………………………………………… 72
3.3 气体的化学势 ………………………………………………………………………… 72
3.3.1 理想气体的化学势 ……………………………………………………………… 73
3.3.2 非理想气体的化学势 …………………………………………………………… 73
3.4 稀溶液中的两个经验定律 …………………………………………………………… 74
3.4.1 Raoult定律 ……………………………………………………………………… 74
3.4.2 Henry定律 ……………………………………………………………………… 75
3.5 溶液中各组分的化学势 ……………………………………………………………… 76
3.5.1 理想液态混合物及其各组分的化学势 ………………………………………… 76
3.5.2 理想稀溶液中各组分的化学势 ………………………………………………… 78
3.5.3 非理想稀溶液中各组分的化学势 ……………………………………………… 80
3.6 稀溶液的依数性 ……………………………………………………………………… 81
3.6.1 蒸气压下降 ……………………………………………………………………… 81
3.6.2 凝固点降低 ……………………………………………………………………… 81
3.6.3 沸点升高 ………………………………………………………………………… 83
3.6.4 渗透压 …………………………………………………………………………… 84
3.7 分配定律及其应用 …………………………………………………………………… 86
3.7.1 分配定律 ………………………………………………………………………… 86
3.7.2 分配定律的应用———萃取 ……………………………………………………… 86
本章小结 …………………………………………………………………………………… 88
阅读材料 …………………………………………………………………………………… 88
拓展材料 …………………………………………………………………………………… 89
思考题 ……………………………………………………………………………………… 89
习题 ………………………………………………………………………………………… 90
第4章 相平衡 ……………………………………………………………………………… 92
4.1 相律 …………………………………………………………………………………… 93
4.1.1 基本概念 ………………………………………………………………………… 93
3
4.1.2 相律 ……………………………………………………………………………… 95
4.2 单组分系统相图及其应用 …………………………………………………………… 97
4.2.1 Clapeyron方程 97 …………………………………………………………………
4.2.2 水的相图 99 …………………………………………………………………………
4.2.3 超临界流体及其应用 ………………………………………………………… 100
4.3 二组分双液系统相图及其应用 …………………………………………………… 102
4.3.1 理想的完全互溶双液系统的相图 …………………………………………… 102
4.3.2 非理想的完全互溶双液系统的相图 105 …………………………………………
★4.3.3 部分互溶双液系统的相图 107 ……………………………………………………
★4.3.4 完全不互溶双液系统的相图………………………………………………… 108
4.4 二组分固液系统相图及其应用 …………………………………………………… 109
本章小结 …………………………………………………………………………………… 110
阅读材料 …………………………………………………………………………………… 111
拓展材料 …………………………………………………………………………………… 112
思考题 ……………………………………………………………………………………… 112
习题 ………………………………………………………………………………………… 114
第5章 化学平衡 …………………………………………………………………………… 116
5.1 化学反应的方向和限度 …………………………………………………………… 117
5.2 化学反应等温式与平衡常数 ……………………………………………………… 118
5.2.1 平衡常数 ……………………………………………………………………… 118
5.2.2 平衡常数的表达式 …………………………………………………………… 120
5.2.3 平衡常数与反应方程式写法的关系 ………………………………………… 125
5.3 平衡常数的测定和计算 …………………………………………………………… 126
5.3.1 平衡常数的测定 ……………………………………………………………… 126
5.3.2 平衡常数的计算 ……………………………………………………………… 126
5.4 温度对平衡常数的影响 …………………………………………………………… 128
5.5 生化反应的标准态和平衡常数 …………………………………………………… 130
5.6 耦合反应 …………………………………………………………………………… 131
本章小结 …………………………………………………………………………………… 132
拓展材料 …………………………………………………………………………………… 133
思考题 ……………………………………………………………………………………… 133
习题 ………………………………………………………………………………………… 133
第6章 电解质溶液 ………………………………………………………………………… 136
6.1 电解质溶液的导电性质 …………………………………………………………… 136
6.1.1 电解质溶液的导电机理 ……………………………………………………… 136
6.1.2 Faraday电解定律……………………………………………………………… 138
6.2 离子的电迁移 ……………………………………………………………………… 139
6.2.1 离子的淌度 …………………………………………………………………… 139
4
6.2.2 离子的迁移数 ………………………………………………………………… 139
6.2.3 离子迁移数的测定 …………………………………………………………… 140
6.3 电导及其应用 ……………………………………………………………………… 142
6.3.1 电导、电导率及摩尔电导率 …………………………………………………… 142
6.3.2 电导率、摩尔电导率与浓度的关系 …………………………………………… 144
6.3.3 离子独立运动定律和离子摩尔电导率 ……………………………………… 145
6.3.4 电导测定的应用 ……………………………………………………………… 147
6.4 离子的平均活度和活度因子 ……………………………………………………… 150
6.4.1 强电解质的离子平均活度和平均活度因子 ………………………………… 150
6.4.2 影响离子平均活度因子的因素 ……………………………………………… 152
6.5 强电解质溶液理论简介 154 ……………………………………………………………
★6.5.1 强电解质溶液的离子互吸理论 154 ………………………………………………
6.5.2 Debye-Hückel极限公式 ……………………………………………………… 155
6.5.3 Debye-Hückel-Onsager电导公式 156 ……………………………………………
本章小结 158 ……………………………………………………………………………………
阅读材料 …………………………………………………………………………………… 158
拓展材料 …………………………………………………………………………………… 159
思考题 ……………………………………………………………………………………… 160
习题 ………………………………………………………………………………………… 160
第7章 电化学 ……………………………………………………………………………… 162
7.1 可逆电池和电池符号 ……………………………………………………………… 163
7.1.1 可逆电池 ……………………………………………………………………… 163
7.1.2 电池符号 ……………………………………………………………………… 164
7.1.3 可逆电极的类型 ……………………………………………………………… 164
7.1.4 可逆电池电动势测定 ………………………………………………………… 166
7.2 可逆电池的热力学 ………………………………………………………………… 167
7.2.1 由电动势及其温度系数求热力学函数的变化值 167 ……………………………
7.2.2 由标准电动势E
? 求标准平衡常数 K
? 169 ………………………………………
7.3 电极电势和电池电动势 …………………………………………………………… 170
7.3.1 电池电动势产生的原理 ……………………………………………………… 170
7.3.2 Nernst方程式 ………………………………………………………………… 172
7.3.3 电池电动势的计算 …………………………………………………………… 175
7.4 浓差电池 …………………………………………………………………………… 176
7.5 电池电动势测定的应用 …………………………………………………………… 177
7.5.1 判断化学反应的方向 ………………………………………………………… 177
7.5.2 计算难溶盐的溶度积 ………………………………………………………… 178
7.5.3 离子平均活度因子γ± 的测定 ………………………………………………… 179
7.5.4 pH 的测定……………………………………………………………………… 180
5
7.5.5 电池电动势测定在生物系统中的应用 ……………………………………… 181
7.6 分解电压 …………………………………………………………………………… 182
7.6.1 基本概念 ……………………………………………………………………… 182
7.6.2 分解电压的测定 …………………………………………………………… 183
7.6.3 理论分解电压的计算 ………………………………………………………… 184
7.7 极化与超电势 ……………………………………………………………………… 184
7.7.1 极化 …………………………………………………………………………… 184
7.7.2 极化曲线 ……………………………………………………………………… 185
7.7.3 超电势的测定 ………………………………………………………………… 186
7.7.4 氢超电势 ……………………………………………………………………… 186
7.7.5 Tafel公式 ……………………………………………………………………… 187
7.7.6 氢超电势的理论解释 ………………………………………………………… 187
7.8 电解时电极上的反应 ……………………………………………………………… 188
7.8.1 析出电势与金属离子的分离 ………………………………………………… 188
7.8.2 电解的应用 …………………………………………………………………… 190
7.8.3 金属的电化学腐蚀和防腐 …………………………………………………… 191
★7.9 生物电化学………………………………………………………………………… 192
7.9.1 生物膜模拟 …………………………………………………………………… 193
7.9.2 电化学控释药物 …………………………………………………………… 193
7.9.3 在体电化学 …………………………………………………………………… 193
7.9.4 电化学生物传感器 …………………………………………………………… 194
7.10 化学电源 …………………………………………………………………………… 195
7.10.1 概述 …………………………………………………………………………… 195
7.10.2 常见电池 ……………………………………………………………………… 197
本章小结 …………………………………………………………………………………… 200
阅读材料 …………………………………………………………………………………… 201
拓展材料 …………………………………………………………………………………… 203
思考题 ……………………………………………………………………………………… 203
习题 ………………………………………………………………………………………… 204
第8章 化学动力学
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