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绪论1

0.1物理化学研究及其发展1

0.2物理化学课程及其学习方法1

第1章 热力学基本概念3

1.1热与功3

1.2平衡态与可逆过程3

1.2.1平衡态3

1.2.2相律4

1.2.3可逆过程6

概念题8

习题9

第2章 热力学基本定律10

2.1状态函数——焓10

2.2理想气体的热力学行为12

2.2.1热力学能与焓12

2.2.2热容13

2.2.3绝热过程方程13

2.2.4节流膨胀15

2.3状态函数——熵17

2.3.1 Clausius熵17

2.3.2 Boltzmann熵18

2.3.3规定熵19

2.4熵变计算20

2.4.1等温过程熵变20

2.4.2变温过程熵变20

2.4.3理想气体混合熵变21

2.4.4纯物质相变过程熵变21

2.5状态函数——自由能22

2.5.1 Helmholtz自由能23

2.5.2Gibbs自由能23

2.6热力学基本方程24

2.6.1组成不变系统24

2.6.2 Gibbs自由能变计算25

2.6.3组成可变系统27

2.6.4偏摩尔量29

概念题32

习题33

第3章 化学势及其表达34

3.1化学势判据34

3.2理想气体化学势35

3.2.1纯理想气体化学势表达式35

3.2.2混合理想气体化学势表达式35

3.3实际气体化学势37

3.3.1纯实际气体化学势表达式38

3.3.2混合实际气体化学势表达式38

3.3.3逸度及逸度系数的确定39

3.4理想液态混合物中任意组分化学势43

3.4.1 Raoult定律和Henry定律44

3.4.2理想液态混合物的化学势表达式44

3.5理想稀溶液中溶剂和溶质的化学势46

3.6非理想液态混合物中任意组分化学势47

3.6.1活度与活度系数47

3.6.2活度与逸度48

3.7非电解质溶液中溶剂和溶质的化学势49

3.7.1溶剂A的化学势表达式49

3.7.2溶质B的化学势表达式49

3.7.3活度系数的确定50

3.8电解质溶液中溶剂和溶质的化学势53

3.8.1电解质溶液溶质的化学势表达式53

3.8.2 Debye-Huckel极限公式55

概念题55

习题57

第4章 化学平衡59

4.1化学反应系统59

4.1.1化学反应进度59

4.1.2化学反应亲和能60

4.1.3化学反应的焓变61

4.1.4化学反应的熵变66

4.1.5离子热力学函数的规定值68

4.2化学反应的平衡常数70

4.2.1气相化学反应平衡70

4.2.2液相化学反应平衡73

4.2.3多相化学反应平衡76

4.2.4离子反应平衡常数与电解质溶液的导电能力79

4.3化学反应的方向83

4.4影响化学平衡的诸因素85

4.4.1温度影响86

4.4.2压力影响87

4.4.3惰性气体影响88

概念题89

习题91

第5章 电化学平衡93

5.1电化学系统93

5.1.1电解池与原电池93

5.1.2电迁移现象95

5.2可逆电池及其热力学性质97

5.2.1可逆电池97

5.2.2对消法测定电动势99

5.2.3电动势与热力学函数100

5.2.4 Nernst方程100

5.3电极与电极电势102

5.3.1电极反应的Nernst方程102

5.3.2标准电极电势103

5.3.3电极的类型104

5.4原电池设计108

5.4.1氧化还原反应108

5.4.2中和反应109

5.4.3沉淀反应110

5.4.4扩散过程112

5.4.5化学电源112

概念题117

习题118

第6章 相平衡120

6.1单组分系统120

6.1.1Clapeyron方程120

6.1.2水的相图122

6.2二组分双液系统的气-液平衡相图124

6.2.1完全互溶双液系124

6.2.2部分互溶双液系126

6.2.3完全不互溶双液系129

6.3二组分双固系统的液-固平衡相图130

6.3.1完全不互溶双固系130

6.3.2完全互溶双固系和部分互溶双固系134

6.4三组分系统液-液平衡相图135

6.4.1三组分系统的图解表示135

6.4.2三组分系统的恒温液-液相图136

6.4.3温度对相平衡影响的表示法137

概念题138

习题139

第7章 界面现象142

7.1表面张力142

7.1.1液体表面Gibbs自由能与表面张力142

7.1.2影响表面张力的因素144

7.2固体表面145

7.2.1物理吸附与化学吸附145

7.2.2等温吸附146

7.3固液界面150

7.3.1吸附150

7.3.2润湿151

7.4弯曲界面153

7.4.1 1aplace方程153

7.4.2毛细现象155

7.4.3 Kelvin公式156

7.4.4亚稳状态及新相的生成157

7.5溶液表面158

7.5.1溶液表面吸附158

7.5.2表面活性剂159

7.5.3 Gibbs吸附等温式161

7.5.4表面膜163

概念题164

习题166

第8章 统计热力学168

8.1统计热力学概念168

8.1.1两个基本假定168

8.1.2最概然分布169

8.1.3 Boltzmann分布172

8.1.4分子配分函数计算174

8.2独立子系统的热力学性质178

8.2.1热力学函数178

8.2.2理想气体的热力学行为183

8.3统计系综简介189

8.3.1统计系综190

8.3.2系综类型190

8.3.3统计分布函数190

概念题191

习题192

第9章 化学动力学基础193

9.1化学动力学概念193

9.1.1化学反应速率的表示193

9.1.2基元反应及其质量作用定律194

9.2反应速率方程的积分表达195

9.2.1一级反应196

9.2.2n级（n≠1）反应197

9.2.3两个反应物的二级反应198

9.3反应级数的确定199

9.3.1尝试法（积分法）199

9.3.2半衰期法201

9.3.3初速法201

9.3.4隔离法202

9.4温度对反应速率的影响203

9.4.1 Arrhenius方程203

9.4.2基元反应的活化能205

9.5典型非基元反应205

9.5.1对峙反应206

9.5.2平行反应207

9.5.3连续反应208

9.5.4反应速率的近似处理209

9.5.5链反应212

概念题215

习题216

第10章 基元反应速率理论219

10.1简单碰撞理论219

10.1.1碰撞频率与有效碰撞分数219

10.1.2反应速率常数220

10.2过渡态理论223

10.2.1势能面与反应坐标223

10.2.2反应速率常数224

10.2.3过渡态理论与热力学的关联227

概念题230

习题231

第11章 典型反应的动力学233

11.1聚合反应233

11.1.1分子聚合反应233

11.1.2自由基聚合反应234

11.1.3离子聚合反应236

11.2光化学反应237

11.2.1光化学基本特征237

11.2.2光化学基本定律238

11.2.3光化学反应动力学238

11.2.4光敏反应240

11.3催化反应241

11.3.1催化剂的基本特征241

11.3.2多相催化动力学243

11.3.3均相催化动力学248

11.3.4酶催化动力学250

11.4溶液反应252

11.4.1溶剂效应252

11.4.2笼效应254

11.4.3溶液反应动力学254

11.5电极反应257

11.5.1电极反应速率257

11.5.2极化作用260

11.5.3金属电沉积266

11.5.4金属的腐蚀与防腐267

概念题268

习题270

第12章 胶体272

12.1溶胶制备与净化272

12.1.1分散法272

12.1.2凝聚法273

12.1.3溶胶的净化273

12.2溶胶特性274

12.2.1溶胶的光学性质274

12.2.2溶胶的动力学性质275

12.2.3溶胶的电学性质278

12.2.4溶胶的稳定性283

12.2.5气溶胶286

12.3高分子溶液287

12.3.1高分子化合物的摩尔质量288

12.3.2高分子溶液的渗透压和Donnan平衡289

12.3.3高分子溶液的黏度291

12.3.4凝胶292

12.4乳状液与泡沫292

12.4.1乳状液292

12.4.2泡沫294

概念题294

习题296

概念题与习题参考答案297

主要参考文献303

附录304

附录Ⅰ 几个数学公式304

附录Ⅱ 国际单位制309

附录Ⅲ 物理和化学中的基本常量311

附录Ⅳ 压力和能量的单位及其换算311

附录Ⅴ 元素相对原子质量表（1997）312

附录Ⅵ 一些气体的vaNder Waals常量313

附录Ⅶ 一些物质的临界参数314

附录Ⅷ 一些气体的摩尔定压热容与温度的关系315

附录Ⅸ 热力学数据表316