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绪论1

第一节 物理化学的研究对象和内容1

第二节 物理化学的研究方法2

第三节 物理化学在国民经济及医药科学中的作用2

第四节 物理化学的学习方法3

第一章 物态5

第一节 理想气体及其状态方程5

一、低压下气体的经验定律5

二、理想气体及其状态方程式6

三、通用气体常数R的求值7

四、混合气体的分压定律和分体积定律8

第二节 气体分子运动速度与扩散定律11

第三节 真实气体的行为及其状态方程13

第四节 气体的液化和临界状态16

一、气体等温线与临界状态16

二、超临界流体及其在中药提取中的应用18

第五节 液体与液晶20

一、一般液体的特性20

二、液晶的概念和特性21

一、固体的一般概念22

第六节 固体22

二、晶体的分类及其内部粒子的排列23

三、X射线衍射与晶型鉴别24

思考题与习题27

计算题参考答案28

参考文献28

第二章 基础热力学29

第一节 热力学概述29

一、热力学的研究对象29

三、热力学基本概念及术语30

二、热力学的研究方法30

第二节 热力学第一定律33

一、能量的转化与守恒33

二、内能与状态33

三、热力学第一定律的几种说法及其数学表达式34

第三节 恒容热、恒压热及焓35

一、恒容热36

二、恒压热与焓36

第四节 热容37

一、热容的定义和表示方法37

二、热容与温度的关系38

一、不可逆过程39

第五节 过程的可逆性与最大功39

二、可逆过程40

三、功与过程及最大功40

第六节 热力学第一定律对气体的某些应用42

一、气体向真空膨胀42

二、理想气体绝热膨胀44

三、理想气体的循环过程48

四、真实气体节流膨胀50

一、各种自发过程的共同特征51

二、热力学第二定律的几种说法51

第七节 热力学第二定律51

三、热力学第二定律的数学表达52

第八节 克劳修斯不等式与熵增原理55

一、克劳修斯不等式55

二、熵增原理56

第九节 熵变的计算58

一、恒温过程的熵变计算58

二、变温过程的熵变计算60

第十节 熵的统计性62

第十一节 自由能64

一、亥姆霍兹自由能65

二、吉布斯自由能66

三、吉布斯—亥姆霍兹公式68

第十二节 热力学基本公式和麦克斯威尔关系式69

思考题与习题71

计算题参考答案73

参考文献73

第三章 化学反应热力学75

第一节 化学热效应与赫斯定律75

一、化学反应热效应定义及其测定75

二、反应进度76

三、热化学方程式77

四、赫斯定律78

第二节 几种化学反应热及其数据的利用79

一、标准摩尔生成焓79

二、燃烧焓80

三、溶解热和稀释热81

第三节 化学热效应与温度的关系83

第四节 热力学第三定律与规定熵85

一、热力学第三定律85

二、规定熵与标准熵87

第五节 偏摩尔量与化学势89

一、偏摩尔量及其测定方法90

二、化学势及其对不同形态物质的表达92

三、化学势在相平衡中的应用97

第六节 化学势与化学平衡100

一、吉布斯自由能变化与化学平衡条件100

二、化学反应等温方程式及其应用102

三、平衡常数的测定和计算106

四、△rG？的计算途径与方法107

第七节 反应自由能变化和平衡常数与温度的关系109

一、吉布斯自由能变化与温度的关系109

二、温度对化学平衡常数的影响112

第八节 热力学与生命现象的关联114

一、生物体在生命活动过程中的能量守恒115

二、生物体做功的形式和能量来源115

三、热力学熵在生物体中表述形式116

四、反应耦合原理与耦合过程的效率118

思考题与习题120

计算题参考答案122

参考文献123

第四章 相平衡124

第一节 相律124

一、基本概念124

二、相律及其表示式126

第二节 单组分体系的相平衡128

一、单组分体系相平衡的一般概念128

二、单组分体系的相图129

三、单组分两相平衡时温度与压力的关系131

第三节 二组分体系气-液平衡及其相图133

一、二组分理想溶液气-液平衡相图134

二、二组分真实溶液气-液平衡相图137

第四节 二组分体系固-液平衡及其相图145

一、简单低共熔体系平衡相图145

二、二组分体系固-液平衡相图的绘制147

三、形成化合物的二组分体系相图151

四、形成固溶体的二组分体系相图153

第五节 三组分体系154

一、三组分体系的组成表示法155

二、具有一对部分互溶的三液体体系156

三、二盐-水体系159

思考题与习题160

计算题参考答案163

参考文献164

二、原电池与电解池165

一、导体的分类及特点165

第一节 电解质溶液的导电机理及法拉第定律165

第五章 电解质溶液的电导165

三、电解质溶液的导电机理166

四、法拉第定律166

第二节 离子的迁移168

一、离子的电迁移与传输电量168

二、离子迁移数及其测定169

三、离子淌度170

第三节 电解质溶液的电导171

一、电导171

二、电导率172

三、摩尔电导率173

第四节 离子独立移动定律175

第五节 电导测定的应用177

一、检测水的纯度177

二、计算水的离子积177

三、计算弱电解质的电离度和离解常数177

四、测定微溶盐的溶解度与溶度积178

五、电导滴定179

第六节 强电解质溶液的互吸理论180

一、强电解质的平均活度和平均活度系数180

二、离子强度182

三、离子互吸理论183

思考题与习题186

计算题参考答案187

参考文献188

第六章 可逆电池电动势189

第一节 可逆电池与可逆电极189

一、化学能与电能的相互转换189

二、可逆电池必须具备的条件190

三、电池的表示方法191

四、电极类型191

五、电池表示式与电池反应的相互转换194

第二节 电池电动势产生的机理及测定196

一、电池电动势产生的机理196

二、电池电动势的测定198

三、电池电动势的符号200

第三节 电极电势与电动势的计算200

一、电极电势200

二、电池电动势的计算203

第四节 电动势测定的应用205

一、计算化学反应的热力学函数205

二、求电池的标准电动势E？及离子的平均活度系数γ±207

三、求标准平衡常数K？及微溶盐的活度积Ksp209

四、测定溶液的pH值210

五、电势滴定211

第五节 离子选择性电极211

一、离子选择性电极的结构212

二、离子选择性电极的响应机理212

三、离子选择电极的应用213

思考题与习题213

计算题参考答案216

参考文献217

一、反应速率的定义及表示方法218

第七章 化学动力学218

第一节 化学反应速率的表示及其测定218

二、不同组分表示的反应速率的关系219

三、反应速率的测定219

第二节 化学反应的速率方程220

一、基元反应与非基元反应220

二、基元反应的速率方程—质量作用定律221

三、速率方程的一般形式221

第三节 速率方程的积分形式222

一、零级反应222

二、一级反应223

三、二级反应225

四、n级反应227

五、简单级数反应特征的比较228

第四节 反应级数的确定228

一、微分法229

二、积分法230

三、半衰期法231

第五节 典型复杂反应232

一、对行反应232

三、平行反应234

四、连续反应235

第六节 复杂反应速率的近似处理法237

一、选取控制步骤法237

二、定态近似法238

三、平衡态近似法238

四、链反应及其速率方程239

第七节 温度对反应速率的影响241

一、范特霍夫规则241

二、阿累尼乌斯方程242

三、加速试验预测药物稳定性原理(经典恒温法)244

四、活化能244

第八节 反应速率理论简介245

一、简单碰撞理论246

二、过渡状态理论248

第九节 催化剂对反应速率的影响250

一、催化剂和催化反应的特点250

二、催化反应的一般机理251

三、酸碱催化252

四、络合催化252

五、酶催化反应253

第十节 光对化学反应的影响254

一、光化反应的机理与速率方程255

二、温度对光化反应速率的影响256

三、激光化学反应256

思考题与习题257

计算题参考答案260

参考文献260

第八章 表面现象261

第一节 物质的分散度与表面自由能262

一、表面积与表面吉布斯自由能262

二、表面能的热力学关系式265

三、纳米粒子与纳米技术267

一、球形曲面的附加压力268

第二节 曲面的附加压力268

二、任意曲面的附加压力269

三、毛细现象270

第三节 粒子大小与蒸气压、溶解度的关系272

一、与蒸气压的关系272

二、与溶解度的关系273

第四节 亚稳状态与新相生成274

一、过热现象274

一、内聚功与粘附功275

第五节 铺展与润湿275

三、过饱和现象275

二、过冷现象275

二、铺展的判据276

三、固体的润湿与杨氏公式276

四、铺展和润湿原理在药学上的应用278

第六节 溶液的表面吸附279

一、表面张力等温线279

二、表面张力等温式280

三、吉布斯吸附等温式280

四、溶液表面吸附层结构283

五、不溶性膜284

一、表面活性剂的分类288

第七节 表面活性剂的种类和作用288

二、表面活性剂的结构性能291

三、表面活性剂的几种作用294

第八节 固体表面吸附298

一、固体表面吸附等温线298

二、固体表面吸附等温式299

第九节 固—液界面吸附303

一、非电解质溶液中的吸附304

二、电解质溶液中的吸附306

三、常用的固体吸附剂及其性能308

四、医用高分子材料的血液相容性309

思考题与习题311

计算题参考答案313

参考文献314

第九章 胶体溶液315

第一节 分散系的分类及其基本特性315

第二节 溶胶的制备和净化317

一、分散法317

二、凝聚法318

三、均匀胶体的制备319

四、溶胶的净化(电渗析和超滤法)319

二、扩散320

第三节 溶胶粒子的动力学性质320

一、布朗运动320

三、沉降和沉降平衡321

四、超离心在沉降分析中的应用322

第四节 溶胶的光学性质324

一、丁达尔现象和雷利散射公式324

二、胶体溶液的颜色325

三、胶体粒子大小的测定方法325

一、电动现象326

二、溶胶的扩散双电层理论326

第五节 溶胶的电学性质326

三、ζ电势的测定328

第六节 溶胶的动力稳定性与聚结不稳定性329

一、胶团的结构模型329

二、胶体溶液具有一定稳定性的原因及理论329

三、溶胶的聚沉331

第七节 乳状液及微乳333

一、乳状液333

二、微乳状液334

思考题与习题335

参考文献336

计算题参考答案336

第十章 高分子化合物溶液337

第一节 高分子化合物的结构特点及其溶液的特性337

一、高分子化合物的结构特点337

二、高分子化合物溶液的形成及其溶液的基本特性340

第二节 高分子化合物溶液热力学341

一、高分子化合物溶液的热力学特性341

二、高分子化合物溶解过程热力学参数的变化341

第三节 高分子化合物溶液的粘度与流变性343

一、粘度及其单位343

二、高分子溶液粘度的测定344

三、粘度的几种表示方法345

四、高分子在溶液中的形态与粘度的相关性346

五、高分子化合物溶液的流变性347

第四节 高分子化合物平均摩尔质量及其测定方法349

一、高分子化合物摩尔质量的统计意义和几种表示法349

二、高分子化合物平衡摩尔质量的测定方法351

第五节 高分子电解质溶液353

一、高分子电解质溶液的电性353

二、高分子电解质、大分子离子的电泳及电泳法在研究蛋白质或多肽中的应用355

三、高分子电解质溶液的粘度特性355

一、唐南平衡及其数学表达式356

第六节 唐南(Donnan)平衡及其在医学上的意义356

二、唐南平衡对测定高分子电解质溶液渗透压的影响358

三、唐南平衡在生物学及医学上的意义358

第七节 高分子溶液的絮凝作用和盐析效应359

一、絮凝作用359

二、常用的高分子絮凝剂及其效能359

三、盐析效应的特点及其应用359

第八节 高分子凝胶及其性质361

一、高分子溶液的胶凝及凝胶的形成361

二、凝胶的形态分类与结构分类362

三、凝胶的性质363

思考题与习题368

计算题参考答案370

参考文献370

附录371

附录一 SI基本单位(表1)及其导出单位(表2)371

附录二 物理化学中某些习用单位与SI单位换算关系372

附录三 某些气体的摩尔恒压热容与温度的关系373

附录四 某些物质的标准摩尔生成焓、标准摩尔生成吉布斯自由能、标准熵及恒压热容(298.15K)375

附录五 某些有机化合物的标准摩尔燃烧焓(298.15K)380