本書全面貫徹黨的教育方針，落實立德樹人根本任務(wù)，有機融入了黨的二十大精神。全書包含氣體、熱力學第一定律與第二定律、多組分系統(tǒng)熱力學與相平衡、化學平衡、化學動力學、電化學基礎(chǔ)、表面現(xiàn)象與膠體化學共七個模塊，弱化部分理論的闡述以及公式的推導過程等內(nèi)容，突出原理的應(yīng)用。
各模塊中頗具特色的“案例導入”“車間課堂” 等欄目， 以企業(yè)實際生產(chǎn)過程的工藝流程為案例，對理論知識和生產(chǎn)實操進行一體化講解，打造工學結(jié)合的實用性教材。
本書適合作為高等職業(yè)教育化學、化工、生物、制藥、環(huán)境等專業(yè)的教材，也可供從事相關(guān)工作的企業(yè)人員參考。
戴瑩瑩，內(nèi)蒙古化工職業(yè)學院副教授，長期從事物理化學等化學類課程的教學和科研工作，具有豐富的教學經(jīng)驗。參與編寫了多本《物理化學》教材，參與建設(shè)了化學工業(yè)出版社《物理化學在線題庫項目》。
模塊1 氣體 001
【學習目標】001
【案例導入】002
【基礎(chǔ)知識】002
1.1 理想氣體狀態(tài)方程002
1.1.1 壓力、體積和溫度002
1.1.2 理想氣體003
1.2 混合氣體的分壓定律與分體積定律004
1.2.1 混合氣體004
1.2.2 分壓定律005
1.2.3 分體積定律006
1.3 真實氣體與范德華方程007
1.3.1 真實氣體與理想氣體的偏差007
1.3.2 范德華方程008
1.4 液體的飽和蒸氣壓和氣體的液化010
1.4.1 液體的飽和蒸氣壓010
1.4.2 氣體的液化011
1.4.3 氣體的臨界狀態(tài)及其液化條件011
【拓展知識】013
【車間課堂】014
【要點歸納】014
【目標檢測】015
模塊2 熱力學第一定律與第二定律 018
【學習目標】018
【案例導入】019
【基礎(chǔ)知識】020
2.1 熱力學基本概念020
2.1.1 系統(tǒng)與環(huán)境020
2.1.2 系統(tǒng)的宏觀性質(zhì)和狀態(tài)函數(shù)020
2.1.3 過程與途徑022
2.2 熱力學第一定律023
2.2.1 熱力學能023
2.2.2 熱與功024
2.2.3 熱力學第一定律的文字表述和數(shù)學表達式025
2.3 體積功的計算025
2.3.1 體積功的定義式025
2.3.2 幾種變化過程體積功的計算026
2.3.3 可逆變化過程體積功的計算027
2.4 熱與焓及熱容028
2.4.1 恒容熱、恒壓熱與焓028
2.4.2 各種形式的熱容029
2.5 單純pVT 變化過程熱力學第一定律的應(yīng)用031
2.5.1 理想氣體的單純pVT 變化過程031
2.5.2 凝聚態(tài)物質(zhì)的單純pVT 變化過程033
2.6 相變化過程熱力學第一定律的應(yīng)用034
2.6.1 相與相變化034
2.6.2 相變熱與相變焓034
2.6.3 可逆相變過程中各種能量的計算035
2.7 化學變化過程熱力學第一定律的應(yīng)用036
2.7.1 化學反應(yīng)中的基本概念036
2.7.2 化學反應(yīng)的標準摩爾反應(yīng)焓ΔrH m(T)的計算037
2.7.3 恒壓熱效應(yīng)與恒容熱效應(yīng)039
2.8 熱力學第二定律040
2.8.1 自發(fā)過程040
2.8.2 熱力學第二定律的表述040
2.8.3 熵的概念及物理意義041
2.8.4 克勞修斯不等式及熵判據(jù)042
2.8.5 熵變的計算042
2.9 吉布斯函數(shù)047
2.9.1 吉布斯函數(shù)的定義047
2.9.2 吉布斯函數(shù)變化值的計算047
2.10 節(jié)流膨脹與絕熱可逆膨脹049
2.10.1 節(jié)流膨脹049
2.10.2 絕熱可逆膨脹050
【拓展知識】050
【車間課堂】051
【要點歸納】053
【目標檢測】056
模塊3 多組分系統(tǒng)熱力學與相平衡 060
【學習目標】060
【案例導入】061
【基礎(chǔ)知識】061
3.1 相律061
3.1.1 基本概念061
3.1.2 相律數(shù)學表達式063
3.2 單組分系統(tǒng)064
3.2.1 水的相圖065
3.2.2 克勞修斯-克拉佩龍方程066
3.2.3 單組分系統(tǒng)相圖的應(yīng)用068
3.3 稀溶液070
3.3.1 溶液組成的表示方法070
3.3.2 拉烏爾定律071
3.3.3 亨利定律072
3.3.4 稀溶液的依數(shù)性074
3.4 理想液態(tài)混合物076
3.4.1 理想液態(tài)混合物的氣-液平衡組成077
3.4.2 理想液態(tài)混合物壓力-組成圖077
3.4.3 理想液態(tài)混合物的沸點-組成圖078
3.5 真實液態(tài)混合物080
3.5.1 真實液態(tài)混合物與拉烏爾定律的偏差080
3.5.2 真實液態(tài)混合物的相圖080
3.5.3 杠桿規(guī)則083
3.5.4 蒸餾和精餾084
3.6 二組分液態(tài)完全不互溶系統(tǒng)與水蒸氣蒸餾085
3.6.1 二組分液態(tài)完全不互溶系統(tǒng)的特征085
3.6.2 水蒸氣蒸餾086
3.7 分配定律和萃取086
3.7.1 分配定律086
3.7.2 萃取087
【拓展知識】088
【車間課堂】089
【要點歸納】091
【目標檢測】093
模塊4 化學平衡 099
【學習目標】099
【案例導入】100
【基礎(chǔ)知識】100
4.1 化學反應(yīng)的方向和平衡條件100
4.1.1 化學平衡100
4.1.2 化學反應(yīng)的方向101
4.1.3 標準摩爾反應(yīng)吉布斯函數(shù)101
4.2 化學反應(yīng)的等溫方程式和平衡常數(shù)101
4.2.1 化學反應(yīng)等溫方程式101
4.2.2 理想氣體反應(yīng)的熱力學平衡常數(shù)102
4.2.3 理想氣體反應(yīng)平衡常數(shù)的不同表示方法103
4.2.4 關(guān)于標準摩爾反應(yīng)吉布斯函數(shù)的計算105
4.3 有關(guān)化學平衡的計算107
4.4 各種因素對化學平衡移動的影響110
4.4.1 溫度對化學平衡的影響110
4.4.2 濃度對化學平衡的影響112
4.4.3 壓力對化學平衡的影響112
4.4.4 惰性氣體對化學平衡的影響113
4.4.5 反應(yīng)物配比對化學平衡的影響114
【拓展知識】114
【車間課堂】115
【要點歸納】119
【目標檢測】121
模塊5 化學動力學 125
【學習目標】125
【案例導入】126
【基礎(chǔ)知識】126
5.1 化學反應(yīng)速率126
5.1.1 化學反應(yīng)速率的表示方法126
5.1.2 化學反應(yīng)速率的測定128
5.1.3 基元反應(yīng)與非基元反應(yīng)128
5.1.4 反應(yīng)的速率常數(shù)和反應(yīng)級數(shù)130
5.2 簡單級數(shù)反應(yīng)的動力學131
5.2.1 一級反應(yīng)131
5.2.2 二級反應(yīng)133
5.3 溫度對速率常數(shù)的影響136
5.3.1 阿倫尼烏斯方程137
5.3.2 表觀活化能139
5.4 催化劑與催化作用141
5.4.1 催化作用及其特征141
5.4.2 均相催化反應(yīng)142
5.4.3 多相催化反應(yīng)144
5.4.4 酶催化反應(yīng)146
【拓展知識】146
【車間課堂】147
【要點歸納】149
【目標檢測】151
模塊6 電化學基礎(chǔ) 156
【學習目標】156
【案例導入】157
【基礎(chǔ)知識】157
6.1 導電裝置、電解質(zhì)溶液和法拉第定律157
6.1.1 電解池和原電池157
6.1.2 電解質(zhì)溶液的導電機理158
6.1.3 法拉第定律159
6.2 電解質(zhì)溶液的電導和應(yīng)用162
6.2.1 電解質(zhì)溶液的電導162
6.2.2 電導率與摩爾電導率162
6.2.3 離子獨立運動定律165
6.2.4 電導的測定及有關(guān)應(yīng)用166
6.3 原電池169
6.3.1 原電池的組成及表示方法169
6.3.2 電池電動勢的產(chǎn)生170
6.3.3 可逆電池172
6.3.4 電極的種類173
6.4 能斯特方程175
6.5 電極電勢和電動勢176
6.5.1 電極電勢與標準電極電勢176
6.5.2 電池電動勢的計算178
6.6 電動勢的測定及應(yīng)用180
6.6.1 電池電動勢的測定180
6.6.2 電池電動勢的應(yīng)用182
6.7 電解與極化186
6.7.1 分解電壓186
6.7.2 極化作用和超電勢188
6.7.3 電解時的電極反應(yīng)190
【拓展知識】191
【車間課堂】192
【要點歸納】197
【目標檢測】199
模塊7 表面現(xiàn)象與膠體化學 202
【學習目標】202
【案例導入】203
【基礎(chǔ)知識】203
7.1 物質(zhì)的表面張力與表面吉布斯函數(shù)203
7.1.1 分散度和比表面204
7.1.2 表面張力204
7.1.3 表面吉布斯函數(shù)206
7.2 液體的表面現(xiàn)象206
7.2.1 彎曲液面下的附加壓力207
7.2.2 彎曲液面的蒸氣壓208
7.2.3 亞穩(wěn)狀態(tài)208
7.3 液體和固體的表面吸附209
7.3.1 吸附209
7.3.2 溶液表面層吸附現(xiàn)象210
7.3.3 固體表面對氣體分子的吸附210
7.4 分散系統(tǒng)分類與膠體的性質(zhì)213
7.4.1 分散系統(tǒng)的分類及其主要特征213
7.4.2 溶膠的性質(zhì)214
7.4.3 溶膠的穩(wěn)定性和聚沉216
【拓展知識】218
【車間課堂】219
【要點歸納】219
【目標檢測】220
附錄 222
附錄一 國際單位制(SI) 222
附錄二 基本常數(shù)222
附錄三 某些氣體的摩爾恒壓熱容與
溫度的關(guān)系223
附錄四 常用物質(zhì)的標準摩爾生成焓、標準摩爾生成吉布斯函數(shù)、標準摩爾熵及標準摩爾恒壓熱容(298K) 224
附錄五 常用有機化合物的標準摩爾燃燒焓(298K) 228
附錄六 在298K和標準壓力(p=100kPa)下一些電極的標準(氫標還原)電極電勢229
參考文獻 233
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