《物理化學(xué)》分理論和實(shí)訓(xùn)兩大部分,理論部分共分8章,包括氣體狀態(tài)方程、熱力學(xué)*定律、熱力學(xué)第二定律、化學(xué)平衡限度計(jì)算、物質(zhì)分離提純基礎(chǔ)、電化學(xué)基礎(chǔ)、動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)、表面現(xiàn)象。該部分每章前設(shè)有學(xué)習(xí)指導(dǎo),每節(jié)以學(xué)習(xí)導(dǎo)航開啟,介紹基本概念,啟迪學(xué)生思維。理論公式本著必需、夠用為度,淡化理論推導(dǎo),側(cè)重公式條件的把握及應(yīng)用。每章后附有閱讀材料、主要公式小結(jié)及習(xí)題,拓展學(xué)生視野,習(xí)題中的拓展題理論密切聯(lián)系實(shí)際,學(xué)以致用,便于知識(shí)的進(jìn)一步鞏固和提高。實(shí)訓(xùn)部分共分4個(gè)項(xiàng)目,包括基礎(chǔ)知識(shí)的準(zhǔn)備、常用儀器的操作技能訓(xùn)練、基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)和設(shè)計(jì)性實(shí)訓(xùn)。
1.《物理化學(xué)》理論教學(xué)內(nèi)容重概念、重結(jié)論、重應(yīng)用,淡化公式推導(dǎo),避免學(xué)習(xí)的枯燥乏味。
2.實(shí)訓(xùn)部分由基礎(chǔ)知識(shí)、常用儀器的基本操作訓(xùn)練、基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)和設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)組成,由簡(jiǎn)到難,逐步提升學(xué)習(xí)技能。
3.為適應(yīng)更多專業(yè)師生能參考本教材,教材內(nèi)容可根據(jù)專業(yè)要求進(jìn)行取舍組合。
隨著高等職業(yè)技術(shù)教育改革不斷深入,高職教育已從規(guī)模擴(kuò)張型向內(nèi)涵提升型轉(zhuǎn)變。為適應(yīng)高職教育人才培養(yǎng)目標(biāo)要求,本書按照全國(guó)高職化工類教材基本要求,以加強(qiáng)基礎(chǔ)與培養(yǎng)能力為主線,遵循循序漸進(jìn)的認(rèn)知規(guī)律,結(jié)合國(guó)內(nèi)外新技術(shù)的發(fā)展,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力,為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)!段锢砘瘜W(xué)》主要包含物理化學(xué)理論知識(shí)和實(shí)訓(xùn)兩大部分。理論部分每章都設(shè)有學(xué)習(xí)指導(dǎo),每節(jié)由學(xué)習(xí)導(dǎo)航開啟,帶著學(xué)生有目的地學(xué)習(xí)。章末設(shè)有閱讀材料、主要公式小結(jié)和習(xí)題,幫助學(xué)生理清思路,掌握重要公式的應(yīng)用。閱讀材料與新技術(shù)、化工生產(chǎn)、科學(xué)家等密切聯(lián)系,拓展學(xué)生視野,增強(qiáng)學(xué)習(xí)趣味性。習(xí)題類型多樣,注重與生活、生產(chǎn)的聯(lián)系,特增加拓展題,提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)、分析問題、解決問題、理論聯(lián)系實(shí)際的能力。理論教學(xué)內(nèi)容重概念、重結(jié)論、重應(yīng)用,淡化公式推導(dǎo),避免學(xué)習(xí)的枯燥乏味。實(shí)訓(xùn)部分由基本知識(shí)、常用儀器基本操作訓(xùn)練、基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)和設(shè)計(jì)性實(shí)訓(xùn)組成,由簡(jiǎn)到難,逐步提升學(xué)習(xí)技能。本書中標(biāo)有*的為選學(xué)內(nèi)容。本書由湖南化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院胡彩玲、譚美蓉和湖南石油化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院王偉擔(dān)任主編。緒論由湖南化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院周芝蘭編寫;第一章、第二章由胡彩玲編寫;第三章由湖南化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院佘媛媛編寫;第四章、第五章由湖南化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院陽鐵建編寫;第六章由王偉編寫;第七章由譚美蓉編寫;第八章由湖南石油化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院陳卓編寫;物理化學(xué)實(shí)訓(xùn)部分由湖南化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院侯德順編寫;譚美蓉參與了書中部分文字校對(duì)工作。全書由胡彩玲統(tǒng)稿,湖南化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院童孟良教授擔(dān)任主審。本書在編寫過程中還得到了湖南化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院、湖南石油化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院其他老師的幫助和支持,在此一并致謝!本書編寫時(shí)參考了相關(guān)專著和資料,在此向其作者也表示深深的謝意。由于編者水平有限,書中難免有不妥之處,在使用過程中懇請(qǐng)廣大師生予以批評(píng)指正。編者2016年12月
胡彩玲,湖南化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院,教研室主任、副教授,1、2006-至今 在湖南化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院擔(dān)任教師,主要承擔(dān)物理化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、無機(jī)化學(xué)、化妝品化學(xué)等的理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作;2、2015年,主持湖南省十二五規(guī)劃課題《基于動(dòng)態(tài)mister分層教學(xué)模式的基礎(chǔ)化學(xué)課程學(xué)生優(yōu)勢(shì)潛能發(fā)展有效途徑研究》,課題編號(hào):XJK015CZY027;3、2014年,參加全國(guó)全國(guó)職業(yè)院校信息化教學(xué)大賽獲得二等獎(jiǎng),2014年獲得全國(guó)職業(yè)教育信息化教學(xué)現(xiàn)場(chǎng)會(huì)推薦觀摩課推薦,2015年參加學(xué)院信息化課堂教學(xué)大賽獲得一等獎(jiǎng),參加湖南省信息化教學(xué)比賽獲得三等獎(jiǎng), 2015年教育部職業(yè)教育信息化教學(xué)示范課攝制項(xiàng)目入選國(guó)家教育資源公共服務(wù)平臺(tái)。4、2014年,主持院級(jí)教研項(xiàng)目《實(shí)施動(dòng)態(tài)分層教學(xué),促進(jìn)學(xué)生自主發(fā)展的有效途徑研究》,課題編號(hào):HYJG14007;5、2012年,主持院級(jí)科研課題邪蒿素的微波合成研究,課題編號(hào)為:Hnhy2012B0056、2007年,參與的鄰、對(duì)氯氯芐生產(chǎn)工藝技術(shù)研究獲湖南省優(yōu) 秀技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng)目稱號(hào);7、參與院級(jí)課題基于行動(dòng)導(dǎo)向的《有機(jī)化學(xué)綜合實(shí)訓(xùn)》課程教學(xué)改革,課題編號(hào)hnhy200901。8、參與省級(jí)、市級(jí)、院級(jí)課題多項(xiàng),并多次給企業(yè)員工進(jìn)行基礎(chǔ)化學(xué)培訓(xùn)9、發(fā)表教科研論文多篇。
一、物理化學(xué)課程性質(zhì)和地位001
二、物理化學(xué)的研究?jī)?nèi)容001
三、物理化學(xué)的研究方法002
四、物理化學(xué)的建立與發(fā)展002
五、物理化學(xué)的學(xué)習(xí)要求002
第一章氣體狀態(tài)方程003
第一節(jié)理想氣體003
一、理想氣體微觀模型003
二、低壓氣體實(shí)驗(yàn)定律004
三、理想氣體狀態(tài)方程004
四、理想氣體混合物的平均摩爾質(zhì)量005
第二節(jié)混合氣體分壓定律006
一、分壓力006
二、道爾頓分壓定律006
第三節(jié)混合氣體分體積定律007
一、分體積及阿瑪格分體積定律007
二、阿瑪格分體積定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式007
三、氣體物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)與分體積的關(guān)系008
第四節(jié)范德華方程與壓縮因子008
一、真實(shí)氣體的范德華方程009
二、壓縮因子和普遍化壓縮因子圖009
習(xí)題013
第二章熱力學(xué)第一定律016
第一節(jié)熱力學(xué)基本概念016
一、體系與環(huán)境016
二、狀態(tài)與狀態(tài)函數(shù)017
三、熱力學(xué)平衡態(tài)017
四、過程與途徑018
五、熱和功019
六、熱力學(xué)能020
第二節(jié)熱力學(xué)第一定律概述021
一、熱力學(xué)第一定律的文字表述021
二、熱力學(xué)第一定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式021
三、恒容熱、恒壓熱及焓022
第三節(jié)熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用023
一、p、V、T變化過程023
二、相變過程026
三、化學(xué)變化過程027
習(xí)題036
第三章熱力學(xué)第二定律040
第一節(jié)自發(fā)過程及熱力學(xué)第二定律040
一、自發(fā)過程040
二、熱力學(xué)第二定律041
第二節(jié)克勞修斯不等式及熵增加原理042
一、卡諾定理042
二、熵函數(shù)及克勞修斯不等式043
三、熵判據(jù)熵增加原理045
第三節(jié)熵變的計(jì)算046
一、簡(jiǎn)單pVT變化過程046
二、相變過程048
三、化學(xué)變化過程049
第四節(jié)吉布斯函數(shù)與亥姆霍茲函數(shù)050
一、吉布斯函數(shù)051
二、亥姆霍茲函數(shù)054
習(xí)題056
第四章化學(xué)平衡限度計(jì)算060
第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)方向和限度060
一、理想氣體反應(yīng)等溫方程式060
二、理想氣體反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)061
三、平衡常數(shù)的各種表示方法063
四、化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算064
第二節(jié)溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響065
一、等壓方程式066
二、標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓為常數(shù)時(shí)標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系 066
第三節(jié)其他因素對(duì)理想氣體反應(yīng)平衡的影響066
一、壓力對(duì)理想氣體反應(yīng)平衡的影響067
二、惰性介質(zhì)對(duì)化學(xué)平衡的影響067
三、反應(yīng)物的原料配比對(duì)平衡組成的影響068
習(xí)題069
第五章物質(zhì)分離提純基礎(chǔ)072
第一節(jié)相律072
一、相072
二、獨(dú)立組分073
三、自由度074
四、相律074
第二節(jié)單組分體系的相圖075
一、單組分體系的特點(diǎn)075
二、單組分體系的相圖水的相圖的繪制076
三、單組分體系的相圖水的相圖的分析076
四、單組分體系兩相平衡時(shí)溫度和壓力的關(guān)系077
第三節(jié)雙組分體系氣-液平衡相圖079
一、雙組分完全互溶體系079
二、二組分完全不互溶體系081
第四節(jié)雙組分凝聚體系相圖083
一、熱分析法083
二、溶解度法084
三、杠桿規(guī)則085
四、相圖應(yīng)用舉例086
五、形成穩(wěn)定化合物的雙組分體系087
習(xí)題089
第六章電化學(xué)基礎(chǔ)091
第一節(jié)電解質(zhì)溶液092
一、電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電及法拉第定律092
二、離子遷移數(shù)093
三、電導(dǎo)、電導(dǎo)率和摩爾電導(dǎo)率094
第二節(jié)原電池099
一、原電池的表示方法099
二、可逆電池100
三、電化學(xué)熱力學(xué)101
四、電極電勢(shì)103
五、電極的種類105
六、電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算107
第三節(jié)電解與極化110
一、分解電壓111
二、極化作用111
三、電解時(shí)電極上的反應(yīng)112
習(xí)題115
第七章動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)119
第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)速率119
一、反應(yīng)速率的表示120
二、化學(xué)反應(yīng)速率的測(cè)定121
第二節(jié)化學(xué)反應(yīng)速率方程121
一、基元反應(yīng)和非基元反應(yīng)122
二、質(zhì)量作用定律122
三、速率方程的一般形式123
第三節(jié)簡(jiǎn)單級(jí)數(shù)化學(xué)反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)特征123
一、零級(jí)反應(yīng)124
二、一級(jí)反應(yīng)124
三、二級(jí)反應(yīng)126
第四節(jié)溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響128
一、范特霍夫(Vant Hoff)規(guī)則129
二、阿倫尼烏斯(Arrhenius)方程129
三、活化能130
*第五節(jié)典型復(fù)合反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)特征131
一、對(duì)行反應(yīng)131
二、平行反應(yīng)132
三、連串反應(yīng)133
第六節(jié)催化反應(yīng)133
一、催化劑的基本特征134
二、單相催化反應(yīng)135
三、多相催化反應(yīng)136
習(xí)題138
第八章表面現(xiàn)象與膠體141
第一節(jié)表面張力及表面吉布斯函數(shù)142
一、液體的表面張力142
二、表面吉布斯函數(shù)143
第二節(jié)吸附現(xiàn)象144
一、吸附現(xiàn)象144
二、溶液的表面吸附145
三、固體表面吸附147
第三節(jié)表面活性劑149
一、表面活性劑149
二、表面活性劑在溶液中的性質(zhì)152
三、表面活性劑的作用155
第四節(jié)乳狀液156
一、乳化作用156
二、乳狀液的性質(zhì)158
習(xí)題160
物理化學(xué)實(shí)訓(xùn)163
實(shí)訓(xùn)一基本知識(shí)的準(zhǔn)備163
實(shí)訓(xùn)二常用儀器操作技能訓(xùn)練166
任務(wù)一阿貝折光儀使用方法166
任務(wù)二旋光儀的使用方法169
實(shí)訓(xùn)三基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)172
任務(wù)一超級(jí)恒溫水浴與其性能測(cè)定172
任務(wù)二燃燒焓的測(cè)定175
任務(wù)三雙液系氣液相圖的繪制179
任務(wù)四電導(dǎo)測(cè)定及其應(yīng)用181
任務(wù)五原電池電動(dòng)勢(shì)和電極電勢(shì)的測(cè)定184
任務(wù)六蔗糖水解反應(yīng)速率系數(shù)的測(cè)定189
實(shí)訓(xùn)四設(shè)計(jì)性實(shí)訓(xùn)192
任務(wù)一求蔗糖的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓,并測(cè)定10%蔗糖水溶液室溫下的比旋光度193
任務(wù)二設(shè)計(jì)快速檢測(cè)乙醇和水的混合液在精餾塔頂產(chǎn)品濃度實(shí)訓(xùn)方案193
附錄194
附錄一某些氣體范德華常數(shù)194
附錄二某些物質(zhì)的臨界參數(shù)194
附錄三25.0℃時(shí)物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)熱力學(xué)數(shù)據(jù)195
附錄四某些有機(jī)化合物的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓200
附錄五25℃時(shí)在水溶液中某些電極的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)201
參考文獻(xiàn)203