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绪论1

第1章 化学热力学基础4

1.1热力学的能量守恒原理4

1.1.1基本概念4

1.1.2热力学第一定律6

1.2可逆过程与最大功7

1.2.1功与过程的关系7

1.2.2可逆过程的特点8

1.3热与过程9

1.3.1定容热Q v9

1.3.2定压热Q p9

1.3.3相变热（焓）9

1.3.4热容9

1.3.5热容与温度的关系10

1.4理想气体的热力学10

1.4.1焦耳实验10

1.4.2理想气体ΔU、 ΔH的计算11

1.4.3理想气体的C p,m与C v,m的关系11

1.4.4理想气体的绝热可逆过程12

1.5化学反应热12

1.5.1化学反应热的含义12

1.5.2定压反应热Q p与定容反应热Q v的关系12

1.5.3热化学方程式14

1.5.4赫斯定律14

1.5.5几种反应热14

1.5.6反应热与温度的关系16

1.6自发过程的特点与热力学第二定律17

1.6.1自发过程的特点18

1.6.2热力学第二定律18

1.7熵增加原理与化学反应方向18

1.7.1卡诺定理18

1.7.2可逆过程热温商与熵变19

1.7.3不可逆过程的热温商与熵变20

1.7.4热力学第二定律数学表达式20

1.7.5熵增加原理21

1.7.6熵变的计算21

1.8化学反应的熵变25

1.8.1热力学第三定律25

1.8.2物质的规定熵ST和标准熵S？ m（T）25

1.8.3化学反应熵变的计算25

1.9熵的统计意义26

1.9.1概率概念26

1.9.2熵的统计意义27

1.9.3熵与混乱度的关系27

习题30

第2章 自由能、化学势和溶液32

2.1吉布斯自由能判据32

2.1.1热力学第一、第二定律联合式32

2.1.2吉布斯自由能及判据32

2.1.3亥姆霍兹自由能33

2.2吉布斯自由能与温度、压力的关系33

2.2.1热力学函数间的关系33

2.2.2热力学基本关系式34

2.2.3吉布斯自由能随温度的变化34

2.2.4吉布斯自由能随压力的变化35

2.3 ΔG的计算35

2.3.1简单的p、V、T变化过程ΔG的计算35

2.3.2相变过程ΔG的计算35

2.3.3化学反应Δ r G m的计算36

2.4偏摩尔量37

2.4.1偏摩尔量的定义37

2.4.2偏摩尔量的集合公式38

2.5化学势38

2.5.1偏摩尔吉布斯自由能——化学势38

2.5.2化学势与温度和压力的关系39

2.5.3化学势在相平衡中的应用39

2.6气体的化学势与标准态40

2.6.1理想气体的化学势40

2.6.2实际气体的化学势41

2.7溶液中各组分的化学势41

2.7.1稀溶液的两个实验定律42

2.7.2理想溶液中各组分的化学势42

2.7.3稀溶液中各组分的化学势43

2.7.4理想溶液的通性44

2.7.5非理想溶液中各组分的化学势45

2.8稀溶液的依数性46

2.8.1渗透压46

2.8.2凝固点降低47

2.8.3沸点升高49

2.8.4分配定律及其应用49

习题53

第3章 相平衡55

3.1相律55

3.1.1基本概念55

3.1.2相律56

3.2单组分体系57

3.2.1克拉贝龙方程57

3.2.2水的相图59

3.3二组分双液体系60

3.3.1理想完全互溶双液系60

3.3.2非理想完全互溶双液系63

3.3.3部分互溶双液系64

3.3.4完全不互溶双液系64

3.4二组分固-液体系66

3.4.1热分析法66

3.4.2溶解度法67

习题69

第4章 化学平衡71

4.1化学反应的方向及限度71

4.1.1化学反应的方向71

4.1.2化学反应的限度71

4.2化学反应定温式及化学反应的平衡常数72

4.2.1化学反应定温式与化学反应平衡常数72

4.2.2使用标准平衡常数的注意事项73

4.3平衡常数的测定和计算74

4.3.1平衡常数的测定74

4.3.2平衡常数的计算75

4.4影响化学平衡的因素77

4.5生化反应的标准态和平衡常数78

习题82

第5章 电解质溶液83

5.1离子的电迁移83

5.1.1电解质溶液的导电机理83

5.1.2法拉第定律84

5.1.3离子的电迁移84

5.2电导及其应用85

5.2.1电导、电导率与摩尔电导率85

5.2.2电导的测定86

5.2.3强电解质溶液的电导率、摩尔电导率与浓度的关系86

5.2.4离子独立运动定律及离子摩尔电导率87

5.2.5电导测定的应用89

5.3强电解质溶液的活度及活度系数91

5.3.1活度和活度系数91

5.3.2影响离子平均活度系数的因素92

5.4强电解质溶液理论93

5.4.1离子氛模型93

5.4.2德拜-休克尔极限公式94

5.4.3翁萨格理论95

习题98

第6章 电化学99

6.1可逆电池99

6.1.1电池99

6.1.2可逆电池99

6.1.3可逆电极的类型和电极反应100

6.1.4电池表示法101

6.2电极电势102

6.2.1电池电动势的产生102

6.2.2电极电势？103

6.2.3能斯特公式104

6.3可逆电池热力学105

6.3.1可逆电池电动势与活度和平衡常数105

6.3.2电动势与各热力学量106

6.4电池电动势的测定及其应用107

6.4.1对消法测电动势107

6.4.2标准电池108

6.4.3电动势测定的应用109

6.5电子活度及电势-pH图113

6.5.1电子活度113

6.5.2电势-pH图及应用115

6.6生化标准电极电势117

6.7不可逆电极过程118

6.7.1分解电压118

6.7.2极化现象和超电势120

6.7.3极谱分析原理123

6.7.4金属腐蚀与防护125

习题130

第7章 化学动力学132

7.1基本概念132

7.1.1化学反应速率132

7.1.2基元反应133

7.1.3反应级数133

7.1.4速率常数k133

7.1.5反应分子数133

7.2简单级数反应134

7.2.1一级反应134

7.2.2二级反应134

7.2.3三级反应和零级反应135

7.2.4反应级数的确定136

7.3温度对反应速率的影响137

7.3.1阿伦尼乌斯公式137

7.3.2活化能E a138

7.3.3活化能测定139

7.3.4求反应的适宜温度139

7.4复合反应及近似处理140

7.4.1对峙反应140

7.4.2平行反应141

7.4.3连串反应141

7.4.4链反应（连锁反应）142

7.4.5复合反应的近似处理142

7.5化学反应速率理论144

7.5.1碰撞理论144

7.5.2过渡态理论145

7.6快反应和现代化学动力学研究技术147

7.6.1快反应147

7.6.2弛豫方法147

7.6.3快速混合法148

7.6.4闪光光解技术148

7.6.5交叉分子束技术148

7.7催化剂149

7.7.1催化剂和催化作用149

7.7.2均相催化150

7.7.3多相催化151

7.7.4化学振荡151

7.8酶催化反应152

7.8.1酶催化反应的特点152

7.8.2温度和pH对酶催化反应速率的影响153

7.8.3酶催化反应的应用和模拟153

7.9光化学153

7.9.1光化学反应的基本规律154

7.9.2光化学反应的初级过程155

7.9.3光化学反应的次级过程和量子效率157

7.9.4光化学反应的动力学160

习题164

第8章 表面物理化学166

8.1表面吉布斯自由能166

8.1.1比表面166

8.1.2比表面自由能和表面张力167

8.2弯曲液面的特性168

8.2.1弯曲液面的附加压力168

8.2.2弯曲液面的蒸气压170

8.2.3亚稳态171

8.3溶液的表面吸附172

8.3.1溶液的表面张力172

8.3.2吉布斯吸附定温式173

8.3.3吸附层上分子的定向排列173

8.4表面膜174

8.4.1不溶性单分子膜174

8.4.2生物膜175

8.5表面活性物质176

8.5.1表面活性物质的分类176

8.5.2表面活性物质的HLB值177

8.6胶束177

8.6.1表面活性物质的临界胶束浓度177

8.6.2增溶作用178

8.7气-固界面吸附178

8.7.1固体表面特性178

8.7.2吸附作用179

8.7.3吸附理论182

8.7.4吸附作用的应用184

8.8液-固界面吸附185

8.8.1溶液中吸附量的测定186

8.8.2稀溶液中溶质分子的吸附186

8.8.3电解质溶液中离子的吸附187

8.9润湿作用187

8.9.1润湿现象187

8.9.2接触角与润湿作用189

习题193

第9章 胶体化学195

9.1分散体系195

9.2溶胶的制备与净化196

9.2.1溶胶的制备196

9.2.2溶胶的净化197

9.3溶胶的光学性质198

9.3.1丁铎尔效应198

9.3.2丁铎尔效应的规律198

9.3.3超显微镜的原理和应用199

9.4溶胶的动力学性质199

9.4.1布朗运动199

9.4.2扩散200

9.4.3沉降与沉降平衡201

9.5溶胶的电学性质202

9.5.1电动现象202

9.5.2胶粒表面电荷的来源203

9.5.3双电层结构203

9.5.4电动电势205

9.6溶胶的流变性质205

9.6.1黏度206

9.6.2黏度的测定207

9.7溶胶的稳定性与聚沉207

9.7.1溶胶的稳定性207

9.7.2影响溶胶聚沉的因素208

9.8乳状液与泡沫210

9.8.1乳状液的类型211

9.8.2乳化剂与乳化作用211

9.8.3乳状液的类型理论212

9.8.4乳化剂的选择213

9.8.5乳状液的制备214

9.8.6乳状液的转型与破坏215

9.8.7微乳状液216

9.8.8泡沫216

9.9凝胶217

9.9.1凝胶的类型217

9.9.2胶凝作用218

9.9.3凝胶的性质219

习题225

第10章 高分子溶液226

10.1高分子化合物的相对分子质量226

10.1.1高分子化合物的均相对分子质量226

10.1.2高分子化合物的相对分子质量分布228

10.2溶液中的高分子228

10.2.1溶液中高分子的柔性228

10.2.2溶液中高分子的形态229

10.2.3高分子化合物的溶解过程229

10.2.4高分子溶解过程的热力学处理230

10.3高分子溶液的性质232

10.3.1高分子溶液与溶胶和小分子溶液的异同点232

10.3.2高分子溶液的渗透压233

10.3.3高分子溶液的黏度234

10.3.4高分子溶液的光散射235

10.3.5高分子溶液的超速离心沉降236

10.4高分子电解质溶液238

10.4.1溶液中蛋白质分子的带电状况238

10.4.2溶液中线型蛋白质分子的形态239

10.4.3蛋白质在水中的溶解度239

10.4.4蛋白质溶液的黏度239

10.4.5蛋白质溶液的电泳240

10.5唐南平衡240

10.5.1唐南平衡241

10.5.2唐南平衡对高分子电解质溶液渗透压的影响242

10.5.3唐南电势243

10.5.4唐南平衡在土壤研究中的应用243

10.6高分子对溶胶稳定性的影响244

10.6.1高分子在固-液界面上的吸附244

10.6.2高分子对溶胶的稳定作用245

10.6.3高分子对溶胶的絮凝作用246

习题249

第11章 结构化学基础250

11.1分子轨道理论250

11.1.1 H 2 +结构和共价键的本质250

11.1.2分子轨道理论和双原子分子结构252

11.2共轭分子的结构与HMO法257

11.2.1丁二烯离域大π键的HMO法处理257

11.2.2离域π键和共轭效应259

11.3配位化合物的结构和性质261

11.3.1配位场理论261

11.3.2 σ-π配键与有关配位化合物的结构和性质262

11.4次级键及分子自组装263

11.4.1氢键263

11.4.2范德华力264

11.4.3分子识别和超分子自组装265

11.5晶体的结构和性质266

11.5.1晶体结构的周期性与点阵266

11.5.2晶体结构的对称性268

11.5.3晶体对X射线的衍射273

习题277

第12章 光谱学简介278

12.1光与光谱278

12.1.1光谱的种类278

12.1.2光谱性质与量子跃迁类型279

12.2原子光谱279

12.2.1原子结构与原子能态280

12.2.2光谱项与能级图280

12.2.3原子发射光谱及原子吸收光谱281

12.3分子光谱284

12.3.1分子的运动与能态284

12.3.2转动光谱285

12.3.3振动光谱285

12.3.4电子光谱287

12.4拉曼光谱289

12.5核磁共振和顺磁共振290

12.5.1核磁共振290

12.5.2顺磁共振293

习题296

主要参考书目297

附录298