《物理化学》课程教学资源：物理化学 Physical Chemistry（简明版）教材PDF电子版（第二版，共十章，天津大学物理化学教研室编）

高等学校教材 物理化学 Physical Chemistry (简明版) 天津大学物理化学教研室编 高等教育出版社 HIGHER EDUCATION FI

高等学校教材 物理化学 Wuli Huaxue (简明版) 卷高等教方出服社北京 ER EDUCATION PRESS BEJING

内容提要 本书是在天津大学物理化学教研室编写的《物理化学》第五版（面向21世纪课程教材、 普通高等教育“十一五”国家级规划教材)的基础上精简编写而成的，以满足学时数较少的化 学化工类、非化学类专业的教学需求。 本书共分十章，包括：气体的pVT关系、热力学第一定律、热力学第二定律、多组分系统热 力学、化学平衡、相平衡、电化学、界面现象、化学动力学和胶体化学。 本书可作为化学、化工、制药、材料、环境、生物、医学、药学、食品、能源、地质等有关专业 的教学用书，也可供相关专业研究生及科研和工程技术人员参考。 图书在版编目(CIP)数据 物理化学：简明版/天津大学物理化学教研室编 一北京：高等教育出版社，2010.7 ISBN978-7-04-029178-0 Ⅰ.①物·· Ⅱ.①天·· Ⅲ①物理化学-高等 学校-教材V.①064 中国版本图书馆CIP数据核字(2010)第092363号 出版发行 高等教育出版社 购书热线 010-58581118 社址 北京市西城区德外大街4号 咨询电话 400-810-0598 邮政编码 100120 网址 http:/www.hep.edu.cn http:/www.hep.com.cn 网上订购 http://www.landraco.com 经销蓝色畅想图书发行有限公司 http:/www.landraco.com.cn 印刷廊坊市科通印业有限公司 畅想教育 http://www.widedu.com 开本787×9601/16 版次2010年7月第1版 印张30.5 印次2010年7月第1次印刷 字数570000 定价36.40元 本书如有缺页、倒页、脱页等质量问题，请到所购图书销售部门联系调换。 版权所有侵权必究 PDG 物料号29178-00

序 化学作为一门中心学科，它的实用性和创造性以及它的核心知识已经应用 到自然科学的方方面面，它与其他学科相互结合、相互交叉与渗透，在许多学科 领域里发挥了重要的作用。物理化学是化学的基础学科之一，物理化学课程是 许多涉及化学的学生必修的基础课，因此历来受到广大师生的高度重视。本书 是在天津大学物理化学教研室编写的《物理化学》第五版（面向21世纪课程教 材、普通高等教有“十一五”国家级规划教材)的基础上精简编写而成的，以满足 学时数较少的化学化工类和非化学类专业的教学需求。本书删去了原《物理化 学》第五版中“量子力学基础”和“统计热力学初步”两章，其他各章在内容的广 度及深度上也做了适当调整，使之便于教师教学和学生学习。 本书可作为化学、化工、制药、材料，环境、生物、医学、药学、食品、能源、地质 等有关专业学生的教学用书，也可作为相关专业研究生及科研和工程技术人员 的参考用书。 本书严格贯彻执行我国国家标准及IS0国际标准关于物理量的表示及运算 规则的规定，采用国际单位制及我国规定的法定计量单位。同时书中许多名词 和术语的解释及定义参考了UPAC的相关规定。 本书共分为十章，参加编写工作的有周亚平（第一、五、七、八章），刘俊吉 (第二、三、六、十章)，李松林（第四、九章）。全书插图全部由李松林绘制。 本书配有多媒体教学光盘，并同时出版包括该书全部习题解答的配套参考 书，以方便教师的教学和学生自学。 欢迎广大读者使用、关注本书，并提出宝贵意见。 编者 2009-10-21 于天津大学

目 录 第一章气体的pVT关系… §1.1理想气体状态方程………2 1.理想气体右方程…2 2.理想气体模型…3 §1.2理想气体混合物……4 ,混合物的组成…4 2.理想气体状态方程对理想气体况合物的应用…4 3.道尔顿定律……5 4阿马加定排……6 §1.3真实气体的液化及临界参数…门 1,液体的饱和蒸气压…7 2。临界参教…8 3。真实气体的p-.困及气体的液化… 9 §1.4真实气体状态方程……10 1.真实气体的pyn-p困及波义尔温度…10 2.范德华方程…12 3.维里方程……13 §1.5对应状态原理及普遍化压缩因子图………14 1.压缩因子……………………14 2.对应状态原理……15 3.普遍化压缩因子困… …16 本章小结……1门 习题………18 第二章热力学第一定律…21 §2.1基本概念及术语………22 1.系统与环境 22 2.状态与找态函教…22 3.过程与途径…………24 4.功和热 …24

5.热力学能………26 82.2热力学第-定律…26 1.热力学第一定律……26 2.封闭系统热力学第一定律的教学形式……27 3.焦耳实验……27 §2.3恒容热、恒压热及烙…………28 1.恒客热(Q,) …28 2.恒压热(0，)及…29 3.Q,=△U与Q,=△H关系式的意义…29 §2.4摩尔热容…3引 1.摩尔定客热容(C)…3引 2.座尔定压热容(C,）…32 3.C,.m与C。的关系…34 4.C,.m(Cg。)随T的变化…36 5.平均摩尔热容………36 2.5相变… … 37 .摩尔相变……38 2。摩尔相变欲随温度的变化………·…+…………………………·40 52.6化学反应焰…4引 1反应进度…42 2.摩尔反应…43 3.标准摩尔反应………43 4.Q与Q,的关系…………45 2.7标准摩尔反应的计算…46 1.标准摩尔生成… …46 2.标准摩尔燃烧…48 3.△，呢随T的变化—基希霍夹公式…49 4.非恒温反应过程热的计算举倒………52 §2.8可逆过程与可逆体积功…。 …54 1,可过程……54 2.可逆体积功的计算…………58 §2.9节流膨胀与焦耳-汤姆逊实验…61 1.焦耳-汤妈实验………61 2。节流澎胀的热力学特征 61 本章小结…62

习题…63 第三章热力学第二定律……6们 §3.1热力学第二定律… 68 .自发过程…68 2。热、功转换*…4”……44…4”………**……………0…4…68 3。热力学第二定律…………………………………………·70 §3.2卡诺循环与卡诺定理……7列 1.卡诺循环…7 2.卡活定理…4…+…4…++…4………………+……………4…4…73 §3.3熵与克劳修斯不等式………75 1.的导出…75 2。克劳修新不等式 77 3.摘增原理…………78 §3.4嫡变的计算………………79 1。单纯DVT变化过程摘变计算“”……”……………………… 79 2相变化过程嫡变计算…… … 84 3.环境变计算……86 §3.5热力学第三定律及化学变化过程熵变的计算……87 1,热力学第三定律…………88 2.规定炼与标准…88 3.标准摩尔反应摘 …90 §3.6亥姆霍兹函数和吉布斯函数…………92 1.亥姆寝兹函教……见 2.吉有新函数…94 3.4及△G的计算… 95 §3.7热力学基本方程及麦克斯韦关系式…… 1.热力学基本方程…………………96 2.U、H、A、G的一阶编导教关系式…8 3,麦克新韦关系式…99 4.其他重要的热力学关系式… …100 §3.8热力学第二定律在单组分系统相平衡中的应用…105 1,克拉佩龙方程…105 2。克劳修斯-克拉佩龙方程…10们 本章小结… 109 习题…… …1l0

第四章多组分系统热力学……11巧 4.1偏摩尔量……116 1,问题的提出 4…444…,…4+…4…4,+…4…4 116 2，纪登尔量…”4…44：……：…：： 117 3.偏摩尔量的测定法举创1川8 4偏摩尔量与摩尔量的羞别… 119 5吉布新-社姆方程… 120 6.编摩尔量之间的函数关系……12引 §4.2化学势……12训 礼，化学势的定义… 2 2。多相多组分系统的热力学基本方程…… 3。化学势判据及应用举例………123 §4.3气体组分的化学势 ,,40e40 125 125 2理想气体混合物中任一组分的化学势… 126 3.纯真实气体的化学势…126 4。真实气体混合物中任一组分的化学势………127 §4.4逸度及逸度因子…129 1,逸度及度因子…129 2.选度因子的计算及普运化度因子图………130 3.路易新-兰德尔选度规则……………13引 §4.5拉乌尔定律和亨利定律……133 1.拉乌尔定律……133 2。亨利定律… 133 ·3.拉乌尔定和亨利定律的微观解…134 4。拉岛尔定律与亨利定律的对比………135 §4.6理想液态混合物…137 1。理想液态混合物 137 2。理想液态混合物中任一组分的化学势……137 3.理想液态混合物的混合性质…138 §4.7理想稀溶液……140 1,溶刑的化学势 … 140 2.溶质的化学势 3。其他组成标度表示的溶质的化学势…42 4.溶质化学势表示式的应用举例一分配定律…43

§4.8活度及活度因子144 1.真尖液态混合物…14科 2。直实流液……………+…+…………………………145 员4.9稀溶液的依数性…14 1溶剂蒸气压下降…147 2.疑点降低（析出态纯溶剂）…147 3,沸友升高（溶盾不挥发）。+。*。·*……。。150 4.渗凌压………15引 本章小结……153 习题 … 154 第五章化学平衡…158 §5.1化学反应的方向及平衡条件…158 §52理想气体反应的等温方程及标准平衡常数 …160 1.理想气体反应的学温方程… 60 2.理想气体反应的标准平街常数…16 3。相关化学反应标准平衡常数之间的关系…162 4.有纯装聚态物质参加的理想气体化学反应…163 5.理想气体反应平衡常数的不问表示法……164 85.3平衡常数及平衡组成的计算…165 1,△G及的计算…165 2.k9的实验测定及平衡组成的计算…165 §5.4温度对标准平衡常数的影响… 168 1.范特夫方程 168 2.△9不随温度变化时人9的计算…169 3.△，9随温度变化时人的计算……170 §5.5其他因素对理想气体反应平衡移动的影响…172 1.压力对理想气体反应平衡移动的影响……门2 2.惰性组分对平街移动的形响 173 3.增加反应物的量对平衡移动的影响…174 ·55.6同时反应平衡组成的计算…176 §5.7真实气体反应的化学平衡 177 本章小结…… 178 习题… 178 第六章相平衡……184 S6.1相律………184

1,基本瓶念……185 2.相律……185 3.几点说明 18 6.2单组分系统相图…… S63二组分系统理想液态混合物的气一液平衡相图…19列 1,压力-组成图…192 2.杆规则…194 3.温度-组成图… 195 36.4二组分真实液态混合物的气-液平衡相图……196 1.压力-组成图…197 2.温度-组成图…200 6.5精馏原理………20 §6.6二组分液态部分互溶及完全不互溶系统的气-液平衡相图…202 1.部分至溶液体的相互溶解度……202 2。共死溶液的饱和落气压………203 3.部分互溶系统的温度-组成图…204 4.完全不互溶系统的温度一组成围… 206 §6.7二组分固态不互溶系统液-固平衡相图…207 1。相图的分析…“…4…………………………*…”*……208 2.热分析法 3.溶解度法… …211 §6.8生成化合物的二组分凝聚系统相图……213 1.生成稳定化合物系统………………213 2.生成不稳定化合物系统………214 §6.9二组分固态互溶系统液-固平衡相图…215 1.国态完全互溶系统…215 2.固态部分互溶系统…217 本章小结………2引9 习题…220 第七章电化学… 226 §7.1电极过程、电解质溶液及法拉第定律………227 1.电解池和原电池……227 2.电解质溶液和法拉第定律…228 §7.2离子的迁移数……230 【.离子的电迁移与迁移教的定义 …230