物理化學

本書為教育部高職高專規劃教材，是高職高專制藥工程及其相關專業物理化學面向21世紀課程教材。全書共分五篇十三章，第一篇化學熱力學基礎（氣體，熱力學第一定律，熱力學第二定律），第二篇化學熱力學應用（多組分系統熱力學，相平衡，化學平衡，電化學），第三篇化學動力學及催化作用，第四篇表面現象與膠體化學，第五篇物理化學實驗（實驗基礎知識與實驗技術，基本實驗）。

本書準確把握高職高專教育培養生產一線技術應用型人才這一目標，注重基本概念、基本公式的引出，重在會用，避免過多的理論推導和解釋。

本書可供高職高專制藥工程及生物工程等相關專業物理化學課程教學使用，也可作為相關專業教學參考書。 ^[1] 

緒論1

一、物理化學課程的主要任務1

二、物理化學與生物技術和製藥工程1

三、物理化學的研究方法2

四、物理化學課程的內容和學習方法2

閲讀材料物理化學的發展史3

第一篇化學熱力學基礎

第一章氣體6

第一節理想氣體狀態方程6

一、理想氣體狀態方程6

二、理想氣體的微觀模型7

第二節理想氣體混合物的兩個定律7

一、分壓定律7

二、分體積定律8

三、混合物的平均摩爾質量9

第三節真實氣體10

一、真實氣體的p、V、T性質10

二、真實氣體狀態方程11

第四節氣體液化12

第五節壓縮因子13

習題15

第二章熱力學第一定律17

第一節基本概念17

一、系統與環境17

二、狀態和狀態函數17

三、熱力學標準態18

四、熱力學平衡態18

五、過程和途徑18

第二節熱力學第一定律20

一、熱和功20

二、熱力學能21

三、熱力學第一定律21

第三節恆容熱、恆壓熱及焓22

一、恆容熱22

二、恆壓熱及焓22

第四節熱容23

第五節熱力學第一定律的應用25

一、理想氣體p、V、T變化過程25

二、相變過程28

第六節化學反應熱30

一、基本概念30

二、標準摩爾反應焓的計算33

習題37

第三章熱力學第二定律39

第一節熱力學第二定律39

一、自發過程的特徵39

二、熱力學第二定律40

三、熵函數的引出和熵變的定義40

四、熵增原理41

第二節熵變計算42

一、理想氣體p、V、T變化過程42

二、相變過程45

三、化學反應過程46

第三節吉布斯函數和亥姆霍茲函數48

一、吉布斯函數48

二、亥姆霍茲函數50

第四節熱力學函數基本關係51

一、熱力學基本方程52

二、對應係數關係式52

三、麥克斯韋關係式52

習題53

閲讀材料熵的統計意義54

練習題55

第二篇化學熱力學應用

第四章多組分系統熱力學61

第一節偏摩爾量61

一、偏摩爾量的定義61

二、偏摩爾量的集合公式和偏摩爾量之間的關係63

第二節化學勢63

一、化學勢的定義63

二、化學勢判據64

三、化學勢與温度、壓力的關係64

第三節氣體的化學勢65

一、理想氣體的化學勢65

二、實際氣體的化學勢65

第四節理想液態混合物66

一、組成的各種表示方法及其換算67

二、拉烏爾定律68

三、理想液態混合物69

四、理想液態混合物各組分化學勢70

第五節理想稀溶液71

一、亨利定律71

二、理想稀溶液的定義和化學勢72

三、稀溶液的依數性74

四、分配定律及應用78

習題78

第五章相平衡80

第一節相律80

一、基本概念80

二、相律82

三、相律的應用82

第二節單組分系統83

一、單組分系統相律分析83

二、單組分系統兩相平衡時温度和壓力之間的關係83

三、單組分系統的相圖85

第三節二組分液相系統87

一、相律分析87

二、二組分理想液態混合物系統的相圖87

三、非理想液態混合物系統89

四、部分互溶的雙液系統相圖93

五、二組分完全不互溶液相系統94

第四節二組分固液系統95

一、簡單二組分固液系統的相圖95

二、形成穩定化合物的簡單二組分固液系統98

三、相圖的應用99

習題99

第六章化學平衡101

第一節化學反應的方向與平衡條件101

一、化學反應的摩爾吉布斯函數101

二、化學平衡的條件101

第二節化學反應等温方程及平衡常數102

一、理想氣體反應的等温方程式102

二、理想氣體反應的標準平衡常數102

三、平衡常數的其他表示法103

第三節平衡常數的測定及相關計算105

一、平衡常數的測定105

二、平衡常數的計算106

三、平衡組成的計算107

第四節影響化學平衡的因素108

一、温度對化學平衡的影響——等壓方程式108

二、壓力及惰性介質對化學平衡的影響110

三、反應物配比對平衡轉化率的影響112

習題112

第七章電化學114

第一節電解質溶液114

一、離子的電遷移114

二、電導及其應用116

三、強電解質溶液的活度及活度因子119

第二節可逆電池電動勢122

一、可逆電池122

二、電極電勢125

三、可逆電池熱力學128

四、電池電動勢的測定及其應用129

五、生化標準電極電勢133

第三節不可逆電極過程134

一、分解電壓134

二、極化作用和超電勢135

三、金屬的腐蝕與防腐138

四、化學電源139

習題143

閲讀材料超臨界流體萃取技術及其應用144

練習題146

第三篇化學動力學與催化作用

第八章化學動力學154

第一節化學動力學基本概念154

一、化學反應速率154

二、基元反應與反應分子數156

三、反應級數157

四、反應速率常數157

第二節簡單級數反應158

一、一級反應158

二、二級反應160

三、n級反應161

*四、反應級數的確定162

第三節温度對反應速率的影響163

一、範特霍夫規則164

二、阿倫尼烏斯方程164

三、活化能166

四、反應的適宜温度167

第四節複合反應167

一、對峙反應167

二、平行反應170

三、連串反應170

四、鏈反應171

五、複合反應的近似處理173

習題175

第九章催化作用177

第一節催化作用177

一、催化劑與催化作用177

二、催化作用的基本特徵177

三、固體催化劑的活性及其影響因素178

第二節催化反應179

一、均相催化反應179

二、非均相催化反應181

三、酶催化反應182

習題183

閲讀材料電催化184

練習題185

第四篇表面現象與膠體化學

第十章表面現象188

第一節表面張力189

一、表面張力的概念189

二、表面張力的影響因素190

第二節彎曲液麪的特徵191

一、彎曲液麪的附加壓力191

二、毛細管現象192

三、彎曲液麪的蒸氣壓193

四、亞穩態194

第三節溶液的表面吸附195

一、溶液的表面張力195

二、吉布斯吸附等温式196

三、吸附層上分子的定向排列196

第四節表面活性物質197

一、表面活性物質的分類197

二、表面活性物質的HLB值197

三、表面活性物質的臨界膠束濃度198

四、膠束的應用——增溶作用199

第五節潤濕現象199

一、潤濕199

二、潤濕角200

三、潤濕現象的應用201

第六節氣固界面吸附202

一、吸附的概念202

二、固體表面對氣體分子的吸附203

習題205

第十一章膠體化學207

第一節分散系統的分類及其主要特徵207

第二節溶膠的製備與淨化209

一、溶膠的製備209

二、溶膠的淨化209

第三節溶膠的性質209

一、溶膠的光學性質209

二、溶膠的動力學性質211

三、溶膠的電學性質213

第四節溶膠的穩定性與聚沉216

一、溶膠的穩定性216

二、影響溶膠聚沉的因素217

第五節乳狀液219

一、乳狀液的類型與鑑別219

二、乳狀液的穩定性與乳化220

三、乳狀液的轉型與破壞222

四、微乳狀液223

第六節高分子溶液225

一、高分子化合物的相對分子質量225

二、高分子溶液的性質226

三、高分子電解質溶液230

四、高分子對膠體穩定性的影響232

五、高分子物質的降解233

習題234

閲讀材料微膠囊235

練習題236

第五篇物理化學實驗

第十二章實驗基礎知識與實驗技術237

第一節實驗基礎知識237

一、實驗目的和要求237

二、實驗室安全知識238

第二節物理化學實驗技術240

一、温度測量技術240

二、壓力測量技術241

三、電化學測量技術243

四、光學測量技術246

第十三章基本實驗250

實驗一恆温槽的組裝和性能測定250

實驗二燃燒焓的測定252

實驗三雙液系汽液平衡相圖的測繪255

實驗四凝固點下降法測定物質的摩爾質量258

實驗五電導率的測定及其應用260

實驗六電池電動勢的測定及其應用262

實驗七一級反應——蔗糖水解速率常數的測定264

實驗八二級反應——乙酸乙酯皂化速率常數的測定266

實驗九固體在溶液中吸附的測定269

實驗十溶液表面張力的測定270

附錄274

附錄一某些氣體的摩爾定壓熱容與温度的關係274

附錄二某些物質的標準摩爾生成焓、標準摩爾生成吉布斯函數、標準熵及

熱容（25℃）275

附錄三某些有機化合物的標準摩爾燃燒焓（25℃）278

參考文獻279 ^[1]