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绪论1

第1章 气体的pVT性质7

1.1 物质的聚集状态7

1.2 理想气体状态方程8

1.2.1 理想气体状态方程8

1.2.2 摩尔气体常数9

1.2.3 理想气体微观模型10

1.3 理想气体混合物11

1.3.1 道尔顿分压定律11

1.3.2 阿玛格分体积定律12

1.3.3 气体混合物的平均摩尔质量14

1.4 真实气体与真实气体状态方程15

1.4.1 真实气体对理想气体的偏差15

1.4.2 真实气体状态方程16

1.5 真实气体的液化19

第2章 热力学第一定律25

2.1 热力学概论25

2.1.1 热力学的理论基础25

2.1.2 热力学的研究方法26

2.2 热力学基本概念27

2.2.1 系统和环境27

2.2.2 系统的宏观性质27

2.2.3 物质的聚集状态和相态28

2.2.4 系统的状态和状态函数28

2.2.5 热力学平衡态30

2.2.6 过程与途径30

2.2.7 状态函数法32

2.3 热力学第一定律33

2.3.1 热和功33

2.3.2 热力学能34

2.3.3 热力学第一定律35

2.4 热力学可逆过程36

2.4.1 准静态过程36

2.4.2 可逆过程38

2.5 焓39

2.5.1 恒容热39

2.5.2 恒压热和焓40

2.5.3 理想气体的热力学能和焓41

2.6 热容42

2.6.1 热容、比热容和摩尔热容42

2.6.2 摩尔恒容热容和摩尔恒压热容43

2.6.3 理想气体的热容44

2.6.4 摩尔热容与温度的关系44

2.7 热力学第一定律的应用45

2.7.1 理想气体的简单变化过程45

2.7.2 相变化过程52

2.7.3 化学变化过程53

2.7.4 节流膨胀64

第3章 热力学第二定律73

3.1 热力学第二定律73

3.1.1 自发过程的共同特征74

3.1.2 热力学第二定律75

3.2 卡诺循环和卡诺定理76

3.2.1 热机效率76

3.2.2 卡诺循环77

3.2.3 卡诺定理及其推论79

3.3 熵函数80

3.3.1 熵函数的定义80

3.3.2 热力学第二定律数学表达式83

3.3.3 熵增加原理及熵判据83

3.3.4 环境熵变的计算84

3.3.5 系统熵变的计算85

3.4 热力学第三定律90

3.4.1 热力学第三定律90

3.4.2 规定摩尔熵和标准摩尔熵91

3.4.3 化学反应熵变的计算91

3.4.4 熵的物理意义93

3.5 亥姆霍兹函数94

3.5.1 亥姆霍兹函数的导出94

3.5.2 亥姆霍兹函数判据95

3.5.3 亥姆霍兹函数变的计算95

3.6 吉布斯函数96

3.6.1 吉布斯函数的导出96

3.6.2 吉布斯函数判据97

3.6.3 吉布斯函数变的计算97

3.7 热力学函数基本关系101

3.7.1 热力学基本方程101

3.7.2 对应系数关系式103

3.7.3 麦克斯韦关系式105

3.7.4 吉布斯—亥姆霍兹方程106

第4章 多组分系统热力学114

4.1 多组分系统的概念114

4.1.1 多组分系统和单组分系统114

4.1.2 混合物与溶液115

4.2 偏摩尔量118

4.2.1 偏摩尔量的定义118

4.2.2 偏摩尔量集合公式119

4.2.3 吉布斯—杜亥姆方程120

4.2.4 同一组分不同偏摩尔量之间的关系120

4.3 化学势121

4.3.1 化学势的定义121

4.3.2 多组分组成可变系统的热力学基本方程121

4.3.3 化学势判据123

4.4 气体组分的化学势125

4.4.1 理想气体的化学势125

4.4.2 真实气体的化学势及逸度126

4.5 拉乌尔定律和亨利定律127

4.5.1 拉乌尔定律128

4.5.2 亨利定律128

4.6 理想液态混合物130

4.6.1 理想液态混合物的定义和特征130

4.6.2 理想液态混合物中任意组分的化学势132

4.6.3 理想液态混合物的液气平衡133

4.7 理想稀薄溶液136

4.7.1 理想稀薄溶液的概念136

4.7.2 理想稀薄溶液中各组分的化学势137

4.8 理想稀薄溶液的依数性142

4.8.1 蒸气压下降142

4.8.2 凝固点降低142

4.8.3 沸点升高144

4.8.4 渗透压145

4.9 分配定律146

4.9.1 能斯特分配定律146

4.9.2 萃取147

4.10 真实液态混合物及溶液147

4.10.1 真实液态混合物对理想液态混合物的偏差147

4.10.2 真实液态混合物中任意组分的化学势及活度148

4.10.3 真实溶液中溶剂和溶质的化学势及活度149

第5章 多相平衡154

5.1 相律和相图154

5.1.1 基本概念及定义154

5.1.2 相律的推导156

5.1.3 几点说明159

5.2 单组分系统的两相平衡热力学方程160

5.2.1 克拉贝龙方程160

5.2.2 克劳修斯-克拉贝龙方程161

5.3 单组分系统的相图162

5.3.1 水的相平衡实验163

5.3.2 水的相图分析163

5.3.3 二氧化碳的相图165

5.3.4 硫的相图165

5.4 双组分理想液态混合物的相图166

5.4.1 理想液态混合物的蒸汽压—组成图166

5.4.2 理想液态混合物的沸点-组成图（等压T-x图）168

5.4.3 两相平衡时物质数量间的关系——杠杆规则168

5.4.4 精馏原理170

5.5 双组分真实液态混合物的相图171

5.5.1 具有一般正偏差（或负偏差）的液态化合物的相图171

5.5.2 具有最大正偏差的液态混合物的相图172

5.5.3 具有极大负偏差的液态混合物的相图173

5.6 双组分部分互溶系统的相图174

5.7 双组分完全不互溶系统的相图177

5.7.1 完全不互溶系统的特点177

5.7.2 完全不互溶系统的温度—组成图178

5.7.3 水蒸汽蒸馏179

5.8 双组分固—液系统的相图180

5.8.1 生成简单低共熔混合物系统的相图180

5.8.2 生成化合物系统的相图186

5.9 三组分系统的相图190

第6章 化学平衡202

6.1 化学反应的方向和限度202

6.1.1 化学反应概述202

6.1.2 化学反应的方向和限度202

6.2 化学反应恒温方程式203

6.2.1 理想气体混合物反应系统204

6.2.2 有理想液态物质参加的混合物反应系统207

6.3 化学反应的标准平衡常数208

6.3.1 化学反应标准平衡常数208

6.3.2 气相反应的标准平衡常数208

6.3.3 液相反应的平衡常数209

6.3.4 复相反应的平衡常数211

6.4 标准平衡常数的测定和求算212

6.4.1 标准平衡常数的测定212

6.4.2 标准平衡常数的求算212

6.4.3 平衡转化率和平衡组成的计算214

6.5 影响化学平衡的因素214

6.5.1 温度对化学平衡的影响—化学反应恒压方程式214

6.5.2 压力对化学平衡的影响216

6.5.3 惰性气体对化学平衡的影响217

6.6 同时平衡218

6.6.1 反应耦合218

6.6.2 同时平衡218

第7章 电化学223

7.1 电化学基本概念223

7.1.1 导体分类223

7.1.2 原电池与电解池224

7.1.3 法拉第定律224

7.1.4 离子的电迁移率和迁移数226

7.2 电导率和摩尔电导率228

7.2.1 电导、电导率、摩尔电导率的定义228

7.2.2 电导和电导率的测定230

7.2.3 电导率和摩尔电导率与浓度的关系231

7.2.4 离子独立运动定律233

7.2.5 电导测定的应用234

7.3 强电解质溶液的活度237

7.3.1 离子的平均活度和平均活度因子237

7.3.2 离子互吸理论简介240

7.3.3 离子强度和德拜-休克尔极限公式241

7.4 可逆电池和电池电动势243

7.4.1 电池反应和电池图示法244

7.4.2 可逆电池245

7.4.3 电池电动势及其测定方法245

7.4.4 韦斯登标准电池246

7.5 原电池热力学247

7.5.1 电池反应的吉布斯函数变与电池电动势的关系248

7.5.2 电池电动势与各组分活度的关系—能斯特方程248

7.5.3 原电池电动势与一些热力学量的关系249

7.6 电极电势和电极种类251

7.6.1 电极电势251

7.6.2 标准电极电势252

7.6.3 电极种类254

7.6.4 电池电动势的计算257

7.7 原电池的设计259

7.7.1 原电池设计方法259

7.7.2 浓差电池和液接电势261

7.7.3 电池电动势的应用265

7.8 不可逆电极过程268

7.8.1 分解电压268

7.8.2 电极极化和超电势269

7.8.3 电解过程的电极反应273

7.8.4 电解的应用274

7.9 电化学腐蚀和金属防护275

7.9.1 金属电化学腐蚀275

7.9.2 金属防护276

第8章 化学动力学基础282

8.1 化学动力学基本概念283

8.1.1 化学反应速率283

8.1.2 化学反应机理284

8.1.3 质量作用定律285

8.1.4 化学反应速率方程和反应级数286

8.1.5 用气体组分的分压表示的速率方程286

8.2 简单级数反应287

8.2.1 零级反应287

8.2.2 一级反应287

8.2.3 二级反应289

8.2.4 n级反应291

8.3 反应级数确定方法292

8.3.1 微分法292

8.3.2 积分法293

8.3.3 半衰期法293

8.3.4 隔离法294

8.4 温度对反应速率的影响294

8.4.1 范特霍夫经验规则294

8.4.2 阿仑尼乌斯方程295

8.4.3 实验活化能295

8.5 典型的复合反应298

8.5.1 对行反应299

8.5.2 平行反应300

8.5.3 连串反应302

8.6 复合反应的速率方程303

8.6.1 复合反应速率方程的近似处理法304

8.6.2 稳态近似法305

8.6.3 非基元反应的表观活化能与基元反应活化能之间的关系306

8.6.4 链反应307

8.6.5 爆炸与支链反应309

8.7 光化学反应310

8.7.1 光化学反应基本定律311

8.7.2 光化学反应动力学312

8.8 催化反应314

8.8.1 催化反应的基本概念314

8.8.2 催化反应的基本特征314

8.8.3 均相催化反应316

8.8.4 多相催化反应317

第9章 界面现象327

9.1 表面张力和表面吉布斯函数327

9.1.1 比表面和表面功327

9.1.2 表面热力学基本方程329

9.1.3 影响表面张力的因素330

9.2 液体的表面性质331

9.2.1 弯曲液面的附加压力331

9.2.2 弯曲液面的饱和蒸气压332

9.2.3 铺展和润湿334

9.2.4 毛细管现象336

9.2.5 溶液的表面吸附338

9.3 固体的表面性质345

9.3.1 固体的表面吸附346

9.3.2 吸附热力学350

9.3.3 固体自溶液中的吸附350

9.4 亚稳态和新相生成352

9.4.1 亚稳态352

9.4.2 新相生成热力学354

9.4.3 新相生成动力学355

第10章 胶体化学360

10.1 溶胶的性质362

10.1.1 溶胶的光学性质362

10.1.2 溶胶的动力性质365

10.1.3 溶胶的电学性质369

10.1.4 溶胶的流变性质375

10.2 溶胶的稳定、制备和破坏376

10.2.1 溶胶的稳定机制376

10.2.2 溶胶的制备379

10.2.3 溶胶的聚沉383

10.3 高分子化合物溶液384

10.3.1 高分子化合物的概念384

10.3.2 高分子溶液的黏度385

10.3.3 高分子溶液的渗透压和渗透平衡387

10.3.4 盐析作用和胶凝作用389

10.4 粗分散系统390

10.4.1 乳状液390

10.4.2 泡沫393

10.4.3 悬浮液394

10.4.4 气溶胶396

参考文献402

附录一 国际单位制403

附录二 希腊字母表406

附录三 基本常数407

附录四 换算因子408

附录五 元素的相对原子质量表（2005）409

附录六 某些物质的临界参数411

附录七 某些气体的范德华常数412

附录八 某些气体的摩尔定压热容与温度的关系413

附录九 某些物质的标准摩尔生成焓、标准摩尔生成吉布斯函数、标准摩尔熵及摩尔定压热容414

附录十 某些有机化合物的标准摩尔燃烧焓418