《物理化学简明教程》从测试与评估、基于网络与教学平台的大学英语教育、教学法、教学模式、课程改革、跨文化交际等,从角度、全方位地阐述了在现代网络环境下,大学英语教学的改革方向与实践目标。
前言
第1章 绪论
1.1 物理化学的研究对象
1.1.1 过程的能量、方向和限度
1.1.2 过程进行的速率和机理
1.1.3 物质结构和性质
1.2 物理化学的研究方法
1.2.1 热力学方法
1.2.2 动力学方法
1.2.3 量子力学方法
1.3 物理化学的作用和学习方法
1.3.1 注重思想方法
1.3.2 注重数理逻辑
1.3.3 注重公式、结论和定律的适用条件
1.3.4 注重习题的分析与解答
1.3.5 注重思考和总结
第2章 热力学第一定律和热化学
2.1 热力学基本概念
2.1.1 系统和环境
2.1.2 状态和状态函数
2.1.3 容量性质和强度性质
2.1.4 过程和途径
2.1.5 热力学平衡态
2.2 热力学第一定律
2.2.1 热力学第一定律的数学表达式
2.2.2 热力学能
2.2.3 热和功
2.3 体积功
2.3.1 体积功
2.3.2 体积功的计算
2.3.3 最大体积功
2.4 热力学可逆过程
2.4.1 热力学可逆过程
2.4.2 可逆过程与最大功
2.4.3 可逆相变体积功
2.5 热力学第一定律的两个重要推论
2.5.1 两个重要的推论
2.5.2 焓
2.6 标准热容
2.6.1 热力学标准状态
2.6.2 标准热容
2.6.3 热容与温度的关系
2.6.4 理想气体的热容
2.7 气体状态变化过程的热力学
2.7.1 理想气体的热力学能与焓
2.7.2 绝热过程
2.7.3 实际气体的节流膨胀
2.8 相变热与相变焓
2.8.1 标准相变焓
2.8.2 相变化过程的△U
2.8.3 相变焓随温度的变化
2.9 化学反应热效应
2.9.1 化学反应热效应
2.9.2 热力学标准状态
2.9.3 反应进度
2.9.4 摩尔反应焓
2.9.5 标准摩尔反应焓
2.9.6 赫斯定律
2.9.7 化学反应焓变的计算
2.10 焓变与温度的关系——基尔霍夫方程
2.11 热性质数据的来源
2.11.1 实验测定
2.11.2 经验半经验方法
2.11.3 理论方法
2.12 热力学函数的量子化学理论计算
思考题
习题
第3章 热力学第二定律
3.1 自发过程的共同特征
3.2 热力学第二定律的经典表述
3.3 卡诺定理与热力学第二定律的建立
3.3.1 卡诺循环
3.3.2 卡诺定理
……
第4章 多组分系统热力学
第5章 相平衡
第6章 化学平衡
第7章 电解质溶液
第8章 电化学
第9章 界面现象
第10章 化学动力学
第11章 物质结构研究方法
参考文献
附录
名词索引
OB线是冰的饱和蒸气压曲线或称冰的升华曲线,线上的每一点都表示冰—水蒸气的两相平衡共存。冰升华时,△Vm>0,△Hm>0,故dp/dT>0,OB线的斜率为正值。此线据理论推测可向左下方延伸至绝对零度附近,但不能向右上方延伸。因为事实上不存在升温时应该熔化而不熔化的过热冰。这表明,微粒从有规则排列变成无规则状态是容易的,而反之从无序水到有序冰则产生滞后现象。OC线是冰的熔点随压力变化的曲线,称为冰的熔化曲线。此线对应水—冰两相平衡共存。冰融化时,△Hm>0,但体积减小,即△Vm<0,因此dp/dT<0。由例5—7的计算结果可看出,冰的熔点随压力的增加而略有降低,所以OC线只略微向左倾斜。OC线可向上方延伸到200 MPa左右,压力进一步升高,则出现多种晶形的冰,形成了多晶转变的相图,相图变得复杂。在OA、OB、OC三条线上,因Ф=2而f=1,所以T和p二者之中只有一个可以独立变动,另一个随之而定。因此,要确定系统的状态,只需指明T、p之中一个变量的值即可。2.单相面 OA、OB、OC三线将整个相图分割为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个面。每一个面代表系统的一种相,但相律没有指明各面具体是什么相,这需要靠实验或常识来判别。显然,气相区应位于低压、高温部位,故Ⅰ是单一气相区;气体受压缩而液化,故位于Ⅰ之上的Ⅱ是单一液相区;温度更低或压力更高可使气体或液体固化,故Ⅲ是单一固相区。在这些区域中,由于Ф=1,故f=2,温度T和压力p都可以在一定范围内自由变动。正因为如此,要确定面上的一个状态则须同时指定T和p两个变量的值。3.三相点 在OA、OB、OC三条两相线的汇集点O,系统呈现冰、水、水蒸气三相平衡共存,故O点称为水的三相点。此时,Ф=3,f=0,是无变量点,意即三相共存时的温度和压力各有确定的值,不能变动,否则必然会引起一相或二相的消失。实验测得的水的三相点的温度是273.16 K(0.01℃),压力为611.3 Pa。现在国际单位制用水的三相点来规定热力学温标,即每开尔文是水的三相点热力学温度的1/273.16。应该指出,三相点与通常所讲水在标准大气压下于0℃结冰的冰点是两个不同的概念。三相点是纯水在自己的饱和蒸气压下的凝固点,而冰点是被空气饱和的水溶液与冰和标准大气压的空气共存的温度。由于水中溶有空气(m=0.001 30 mol·kg—1),根据稀溶液冰点下降定律可算出,其冰点较纯水的凝固点低0.002 41 K。三相点的压力从611.3 Pa升高到101 325 Pa时,由克拉贝龙方程可算出平衡温度又下降0.007 49 K。这两种效应的总效果使水的冰点较纯水三相点的平衡温度低0.0099 K。可见,冰点的温度与压力并不是三相点的温度与压力。水的相图表达了不同温度、压力下水的相平衡状态,指明了要维持某种相平衡状态,应当如何控制温度和压力;或反之,当条件改变时系统的相平衡状态将发生怎样的变化。例如,由水的相图可知,在加热冰的过程中,只有保持系统的压力低于其三相点的压力时,冰才能直接转变为蒸气实现冰的升华过程。所以通常见到某些固体(如萘、碘等)容易升华的现象,就是它们具有较高的三相点压力,或直接升华,或扩散升华进入该物质分压小于固一气平衡压力的空间。又如,硫的相图如图5—2所示。实线为平衡相图,BCE封闭的区域为单斜晶相的固体硫。区内的虚线代表正交硫快速加热时,不经过单斜晶相而直接变成液体或气体。显然硫的平衡相图上存在三个三相点,并且固—液平衡温度都随压力的增加而升高。