緒論 1
一、物理化學(xué)的發(fā)展及研究范疇1
二、物理化學(xué)的研究方法2
三、物理化學(xué)的學(xué)習(xí)方法3

第一章　氣體的性質(zhì)及狀態(tài)方程 5
第1節(jié) 理想氣體p、V、T 性質(zhì)及其狀態(tài)方程5
1.1.1 三個(gè)低壓定律5
1.1.2 理想氣體狀態(tài)方程6
1.1.3 外推法導(dǎo)出摩爾氣體常數(shù)R 6
1.1.4 道爾頓分壓定律及阿馬格分體積定律7
第2節(jié) 實(shí)際氣體與理想氣體的偏差及其液化8
1.2.1 實(shí)際氣體與理想氣體的偏差8
1.2.2 液體的飽和蒸氣壓及CO2 氣體的液化9
1.2.3 臨界狀態(tài)及其臨界性質(zhì)10
第3節(jié) 范德華狀態(tài)方程11
1.3.1 壓力修正11
1.3.2 體積的修正12
1.3.3 范德華參數(shù)與臨界參數(shù)的關(guān)系12
第4節(jié) 對應(yīng)狀態(tài)原理及普遍化壓縮因子圖13
1.4.1 壓縮因子Z 14
1.4.2 對比參數(shù)14
1.4.3 對應(yīng)狀態(tài)原理14
1.4.4 普遍化壓縮因子圖15
1.4.5 分子間的相互作用力17
習(xí)題18

第二章　熱力學(xué)第一定律 20
第1節(jié) 基本概念及熱力學(xué)第一定律21
2.1.1 基本概念21
2.1.2 熱力學(xué)第一定律25
第2節(jié) 等容熱、等壓熱、焓及摩爾熱容26
2.2.1 等容熱26
2.2.2 等壓熱和焓26
2.2.3 理想氣體熱力學(xué)能和焓27
2.2.4 摩爾熱容28
第3節(jié) 熱力學(xué)第一定律在理想氣體p、V、T變化過程中的應(yīng)用30
2.3.1 理想氣體等溫過程30
2.3.2 理想氣體等容過程31
2.3.3 理想氣體等壓過程31
2.3.4 理想氣體絕熱過程32
第4節(jié) 熱力學(xué)第一定律在純物質(zhì)相變過程中的應(yīng)用35
2.4.1 基本概念35
2.4.2 摩爾相變焓及其與溫度的關(guān)系35
2.4.3 純物質(zhì)可逆相變過程的熱力學(xué)性質(zhì)36
2.4.4 純物質(zhì)不可逆相變過程的熱力學(xué)性質(zhì)36
第5節(jié) 熱力學(xué)第一定律在化學(xué)變化過程中的應(yīng)用37
2.5.1 化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)38
2.5.2 化學(xué)反應(yīng)的等容熱和等壓熱38
2.5.3 摩爾反應(yīng)焓變39
2.5.4 化學(xué)反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓變40
2.5.5 化學(xué)反應(yīng)的摩爾反應(yīng)焓與標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓的關(guān)系40
2.5.6 標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓及其與標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓的關(guān)系41
2.5.7 標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓及其與標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓的關(guān)系42
2.5.8 摩爾反應(yīng)焓與溫度的關(guān)系43
2.5.9 最高火焰溫度和最高爆炸溫度的計(jì)算45
第6節(jié) 熱力學(xué)第一定律在實(shí)際氣體中的應(yīng)用46
2.6.1節(jié) 流膨脹46
2.6.2 焦耳-湯姆孫實(shí)驗(yàn)46
2.6.3節(jié) 流膨脹的熱力學(xué)性質(zhì)47
2.6.4 轉(zhuǎn)換曲線48
習(xí)題48

第三章　熱力學(xué)第二定律 51
第1節(jié) 自發(fā)過程及其共性51
第2節(jié) 卡諾循環(huán)52
3.2.1 熱機(jī)及熱機(jī)效率52
3.2.2 卡諾循環(huán)52
第3節(jié) 熱力學(xué)第二定律及卡諾定理54
3.3.1 熱力學(xué)第二定律54
3.3.2 卡諾定理及其推論 55
第4節(jié) 熵及熵判據(jù)56
3.4.1 熵的定義56
3.4.2 克勞修斯不等式及熵判據(jù)57
第5節(jié) 簡單p、V、T 變化過程中的熵變計(jì)算59
3.5.1 等溫過程的熵變計(jì)算59
3.5.2 等容變溫過程的熵變計(jì)算60
3.5.3 等壓變溫過程的熵變計(jì)算60
3.5.4 理想氣體絕熱過程的熵變計(jì)算60
3.5.5 理想氣體等溫混合過程的熵變計(jì)算61
第6節(jié) 相變過程的熵變計(jì)算62
3.6.1 可逆相變過程的熵變計(jì)算62
3.6.2 不可逆相變過程的熵變計(jì)算62
第7節(jié) 熱力學(xué)第三定律及化學(xué)變化過程中的熵變計(jì)算63
3.7.1 熵的物理意義64
3.7.2 能斯特?zé)岫ɡ?4
3.7.3 熱力學(xué)第三定律65
3.7.4 規(guī)定熵、標(biāo)準(zhǔn)熵及標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵65
3.7.5 標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)熵變66
3.7.6 標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)熵變與溫度的關(guān)系66
第8節(jié) 亥姆霍茲函數(shù)及吉布斯函數(shù)67
3.8.1 亥姆霍茲函數(shù)及其判據(jù)67
3.8.2 吉布斯函數(shù)及其判據(jù)68
3.8.3 ΔA 和ΔG 的計(jì)算69
第9節(jié) 熱力學(xué)基本方程71
3.9.1 熱力學(xué)基本方程71
3.9.2 麥克斯韋關(guān)系式73
3.9.3 其他重要關(guān)系式74
3.9.4 熵的其他特性關(guān)系式75
3.9.5 三變量偏微分關(guān)系式75
第10節(jié) 熱力學(xué)基本方程在純物質(zhì)兩相平衡中的應(yīng)用76
3.10.1 克拉貝龍方程76
3.10.2 克勞修斯-克拉貝龍方程77
習(xí)題78

第四章　多組分系統(tǒng)熱力學(xué) 81
第1節(jié) 偏摩爾量82
4.1.1 偏摩爾量的定義82
4.1.2 偏摩爾量的物理意義83
4.1.3 不同組分同一偏摩爾量之間的關(guān)系——吉布斯-杜亥姆方程84
4.1.4 同一組分不同偏摩爾量之間的關(guān)系85
第2節(jié) 化學(xué)勢和化學(xué)勢判據(jù)85
4.2.1 化學(xué)勢的定義85
4.2.2 化學(xué)勢判據(jù)86
第3節(jié) 氣體的化學(xué)勢87
4.3.1 氣體的標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)勢87
4.3.2 純理想氣體的化學(xué)勢88
4.3.3 混合理想氣體的化學(xué)勢88
4.3.4 純實(shí)際氣體的化學(xué)勢88
4.3.5 混合實(shí)際氣體的化學(xué)勢89
4.3.6 逸度與逸度因子89
第4節(jié) 液態(tài)混合物中各組分的化學(xué)勢91
4.4.1 拉烏爾定律91
4.4.2 理想液態(tài)混合物中任一組分的化學(xué)勢92
4.4.3 理想液態(tài)混合物的混合性質(zhì)93
4.4.4 實(shí)際液態(tài)混合物中任一組分的化學(xué)勢94
第5節(jié) 溶液中各組分的化學(xué)勢95
4.5.1 亨利定律95
4.5.2 理想稀溶液中溶劑的化學(xué)勢96
4.5.3 理想稀溶液中溶質(zhì)的化學(xué)勢96
4.5.4 稀溶液的依數(shù)性98
4.5.5 實(shí)際溶液中各組分的化學(xué)勢101
第6節(jié) 活度的測定102
4.6.1 溶液中揮發(fā)性物質(zhì)活度的測定102
4.6.2 溶液中非揮發(fā)性溶質(zhì)活度的測定103
習(xí)題103

第五章　化學(xué)平衡 105
第1節(jié) 化學(xué)反應(yīng)的方向和限度105
5.1.1 化學(xué)平衡條件105
5.1.2 化學(xué)反應(yīng)等溫方程與標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)108
第2節(jié) 各種反應(yīng)類型的化學(xué)平衡110
5.2.1 理想氣體化學(xué)平衡110
5.2.2 有純凝聚態(tài)物質(zhì)參加的理想氣體化學(xué)平衡110
5.2.3 實(shí)際氣體的化學(xué)平衡112
5.2.4 液態(tài)混合物中的化學(xué)平衡113
5.2.5 溶液中的化學(xué)平衡114
第3節(jié) 化學(xué)反應(yīng)平衡常數(shù)的確定和應(yīng)用115
5.3.1 化學(xué)反應(yīng)平衡常數(shù)的實(shí)驗(yàn)測定115
5.3.2 標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的熱力學(xué)計(jì)算116
5.3.3 化學(xué)反應(yīng)平衡轉(zhuǎn)化率的計(jì)算117
第4節(jié) 溫度對化學(xué)反應(yīng)平衡常數(shù)的影響119
5.4.1 范特霍夫方程119
5.4.2 不同溫度下平衡常數(shù)的計(jì)算119
第5節(jié) 其他因素對平衡轉(zhuǎn)化率的影響121
5.5.1 壓力對平衡轉(zhuǎn)化率的影響121
5.5.2 惰性氣體對平衡轉(zhuǎn)化率的影響123
5.5.3 投料比對平衡轉(zhuǎn)化率的影響124
第6節(jié) 同時(shí)平衡125
5.6.1 同時(shí)反應(yīng)125
5.6.2 偶合反應(yīng)126
習(xí)題127

第六章　相平衡 130
第1節(jié) 基本概念及相律130
6.1.1 相圖130
6.1.2 相及相數(shù)130
6.1.3 物種及物種數(shù)131
6.1.4 自由度及自由度數(shù)131
6.1.5 相律131
Ⅰ. 單組分系統(tǒng)的相平衡 133
第2節(jié) 單組分系統(tǒng)的相圖133
6.2.1 單組分系統(tǒng)兩相平衡的邊界條件133
6.2.2 單組分系統(tǒng)的相圖134
Ⅱ. 兩組分系統(tǒng)的相圖135
第3節(jié) 液相完全互溶系統(tǒng)的二組分氣-液平衡相圖136
6.3.1 理想液態(tài)混合系統(tǒng)的氣-液平衡系統(tǒng)136
6.3.2 真實(shí)液態(tài)混合系統(tǒng)的氣-液平衡系統(tǒng)139
第4節(jié) 液相部分互溶及完全不互溶二組分系統(tǒng)相圖142
6.4.1 液相部分互溶的液-液平衡系統(tǒng)142
6.4.2 液相部分互溶的氣-液平衡系統(tǒng)143
6.4.3 液相完全不互溶的氣-液平衡系統(tǒng)144
第5節(jié) 固相完全不互溶的二組分固-液平衡系統(tǒng)相圖145
6.5.1 相圖的繪制145
6.5.2 具有簡單低共熔點(diǎn)的二組分固-液平衡系統(tǒng)147
6.5.3 形成化合物的二組分固-液平衡系統(tǒng)148
第6節(jié) 固相部分及完全互溶的二組分固-液平衡系統(tǒng)相圖150
6.6.1 固相部分互溶的二組分固-液平衡系統(tǒng)150
6.6.2 固相完全互溶的二組分固-液平衡相圖151
6.6.3 區(qū)域熔煉152
Ⅲ. 三組分系統(tǒng)的相圖* 153
第7節(jié) 三組分系統(tǒng)液-液平衡相圖153
6.7.1 三組分系統(tǒng)的坐標(biāo)表示法153
6.7.2 部分互溶的三組分系統(tǒng)液-液平衡相圖154
習(xí)題156

第七章　統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)初步 159
第1節(jié) 粒子的微觀運(yùn)動(dòng)160
7.1.1 粒子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)160
7.1.2 狀態(tài)分布和能級分布161
7.1.3 獨(dú)立子系統(tǒng)能級分布D 的微觀狀態(tài)數(shù)WD 162
7.1.4 等概率假設(shè)163
7.1.5 最概然分布和擷取最大項(xiàng)原理164
第2節(jié) 玻耳茲曼分布定律165
7.2.1 玻耳茲曼熵定理165
7.2.2 玻耳茲曼分布定律166
7.2.3 配分函數(shù)q 的定義及其物理意義166
7.2.4 配分函數(shù)的析因子性167
7.2.5 能量零點(diǎn)的選擇及其對配分函數(shù)的影響168
第3節(jié) 配分函數(shù)的計(jì)算168
7.3.1 平動(dòng)配分函數(shù)168
7.3.2 雙原子分子的轉(zhuǎn)動(dòng)配分函數(shù)169
7.3.3 振動(dòng)配分函數(shù)170
7.3.4 電子運(yùn)動(dòng)和核自旋運(yùn)動(dòng)配分函數(shù)171
第4節(jié) 獨(dú)立子系統(tǒng)熱力學(xué)函數(shù)的統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)表達(dá)式及其應(yīng)用舉例171
7.4.1 獨(dú)立離域子系統(tǒng)熱力學(xué)函數(shù)的統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)表達(dá)式171
7.4.2 獨(dú)立定域子系統(tǒng)熱力學(xué)函數(shù)的統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)表達(dá)式172
7.4.3 應(yīng)用舉例173
習(xí)題178

第八章　電化學(xué) 180
Ⅰ. 電解質(zhì)溶液理論180
第1節(jié) 電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電機(jī)理及法拉第定律180
8.1.1 電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電機(jī)理180
8.1.2 法拉第定律181
第2節(jié) 離子的遷移數(shù)183
8.2.1 離子的電遷移183
8.2.2 離子的遷移數(shù)184
8.2.3 離子遷移數(shù)的測定185
第3節(jié) 電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)、電導(dǎo)率及摩爾電導(dǎo)率187
8.3.1 電導(dǎo)、電導(dǎo)率及摩爾電導(dǎo)率187
8.3.2 電解質(zhì)溶液電導(dǎo)的測定188
8.3.3 電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率與濃度的關(guān)系189
8.3.4 離子的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)定律及無限稀釋摩爾電導(dǎo)率190
第4節(jié) 電導(dǎo)測定的應(yīng)用192
8.4.1 測定水的純度192
8.4.2 計(jì)算弱電解質(zhì)的解離度及解離平衡常數(shù)192
8.4.3 測定難溶鹽的溶解度193
8.4.4 電導(dǎo)滴定193
第5節(jié) 電解質(zhì)溶液的平均活度、平均活度因子及德拜-休克爾極限公式194
8.5.1 電解質(zhì)溶液的平均活度及平均活度因子194
8.5.2 離子強(qiáng)度195
8.5.3 德拜-休克爾極限公式196
Ⅱ. 原電池198
第6節(jié) 可逆電池及原電池的表示198
8.6.1 可逆電池198
8.6.2 原電池的表示201
第7節(jié) 原電池的電動(dòng)勢及測量201
8.7.1 電池電動(dòng)勢201
8.7.2 界面電勢差的產(chǎn)生201
8.7.3 電池電動(dòng)勢的測定202
8.7.4 電池電動(dòng)勢與電解質(zhì)溶液活度的關(guān)系——電池反應(yīng)的能斯特方程203
第8節(jié) 可逆電池的熱力學(xué)204
8.8.1 電池反應(yīng)的ΔrGm 、ΔrH m 及ΔrSm 204
8.8.2 電池可逆放電時(shí)的熱效應(yīng)204
8.8.3 電池反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)熱力學(xué)平衡常數(shù)K 205
第9節(jié) 電極電勢206
8.9.1 電極電勢的定義206
8.9.2 標(biāo)準(zhǔn)氫電極207
8.9.3 電極電勢的能斯特方程207
8.9.4 電池電動(dòng)勢的計(jì)算208
第10節(jié) 電極的種類209
8.10.1 第一類電極209
8.10.2 第二類電極210
8.10.3 第三類電極211
第11節(jié) 原電池的設(shè)計(jì)及應(yīng)用212
Ⅲ. 電解池214
第12節(jié) 分解電壓214
第13節(jié) 極化作用216
8.13.1 電化學(xué)極化216
8.13.2 濃差極化217
8.13.3 超電勢217
8.13.4 極化曲線的測定218
第14節(jié) 電解時(shí)電極上的競爭反應(yīng)219
習(xí)題221

第九章　化學(xué)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ) 223
第1節(jié) 化學(xué)動(dòng)力學(xué)相關(guān)基本概念223
9.1.1 化學(xué)反應(yīng)速率的定義223
9.1.2 基元反應(yīng)與復(fù)合反應(yīng)224
9.1.3 反應(yīng)分子數(shù)224
9.1.4 化學(xué)反應(yīng)速率方程225
9.1.5 質(zhì)量作用定律225
9.1.6 反應(yīng)速率常數(shù)226
9.1.7 反應(yīng)級數(shù)226
第2節(jié) 簡單級數(shù)反應(yīng)的積分速率方程及其特點(diǎn)227
9.2.1 零級反應(yīng)227
9.2.2 一級反應(yīng)228
9.2.3 二級反應(yīng)230
9.2.4 n 級反應(yīng)233
第3節(jié) 簡單級數(shù)的反應(yīng)速率方程的確定233
9.3.1 微分法確定反應(yīng)級數(shù)及速率常數(shù)234
9.3.2 積分法確定反應(yīng)級數(shù)及速率常數(shù)235
9.3.3 半衰期法確定反應(yīng)級數(shù)239
9.3.4 多種反應(yīng)物參與的反應(yīng)速率方程239
第4節(jié) 溫度對反應(yīng)速率的影響240
9.4.1 范特霍夫經(jīng)驗(yàn)規(guī)則241
9.4.2 阿侖尼烏斯經(jīng)驗(yàn)式241
9.4.3 阿侖尼烏斯活化能243
第5節(jié) 典型復(fù)合反應(yīng)及其特點(diǎn)244
9.5.1 對行反應(yīng)245
9.5.2 平行反應(yīng)246
9.5.3 連串反應(yīng)248
9.5.4 復(fù)雜反應(yīng)速率的近似處理250
第6節(jié) 鏈反應(yīng)252
9.6.1 直鏈反應(yīng)252
9.6.2 支鏈反應(yīng)與爆炸界限253
第7節(jié) 基元反應(yīng)的速率理論255
9.7.1 碰撞理論255
9.7.2 過渡狀態(tài)理論簡介258
第8節(jié) 光化反應(yīng)261
9.8.1 光化反應(yīng)的基本概念261
9.8.2 光化學(xué)定律262
9.8.3 光化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程263
9.8.4 光化平衡及溫度的影響263
9.8.5 光化反應(yīng)的特點(diǎn)264
9.8.6 光化反應(yīng)的應(yīng)用實(shí)例264
第9節(jié) 催化反應(yīng)265
9.9.1 催化反應(yīng)的基本概念265
*9.9.2 氣-固相催化反應(yīng)及其動(dòng)力學(xué)規(guī)律267
習(xí)題270

第十章　界面現(xiàn)象與膠體 273
Ⅰ. 界面現(xiàn)象273
第1節(jié) 表面張力和表面吉布斯函數(shù)274
10.1.1 表面張力274
10.1.2 表面功與表面吉布斯函數(shù)275
10.1.3 表面熱力學(xué)基本關(guān)系式276
10.1.4 影響表面張力的因素276
第2節(jié) 液氣界面——彎曲液面的性質(zhì)277
10.2.1 彎曲液面的附加壓力及拉普拉斯方程277
10.2.2 毛細(xì)現(xiàn)象279
10.2.3 微小液滴的蒸氣壓和開爾文方程280
10.2.4 亞穩(wěn)狀態(tài)和新相的生成281
第3節(jié) 固液界面——潤濕現(xiàn)象與接觸角283
10.3.1 固體表面的潤濕283
10.3.2 接觸角與楊方程式283
10.3.3 鋪展284
第4節(jié) 固氣界面——固體表面上的吸附現(xiàn)象285
10.4.1 物理吸附與化學(xué)吸附285
10.4.2 吸附量、吸附熱及吸附曲線286
10.4.3 弗羅因德利希吸附等溫式288
10.4.4 朗繆爾吸附等溫式289
*10.4.5 多分子層吸附理論——BET公式291
第5節(jié) 溶液的表面吸附——表面活性劑292
10.5.1 溶液的表面張力和吸附現(xiàn)象292
10.5.2 吉布斯吸附等溫式293
10.5.3 表面活性劑294
Ⅱ. 膠體系統(tǒng)298
第6節(jié) 膠體分散系統(tǒng)的分類及基本特征298
10.6.1 膠體的概念及分類298
10.6.2 憎液溶膠與大分子溶液299
第7節(jié) 溶膠的光學(xué)性質(zhì)299
10.7.1 丁達(dá)爾效應(yīng)299
10.7.2 瑞利公式299
第8節(jié) 溶膠的動(dòng)力性質(zhì)301
10.8.1 布朗運(yùn)動(dòng)301
10.8.2 擴(kuò)散作用301
10.8.3 沉降和沉降平衡302
第9節(jié) 溶膠的電學(xué)性質(zhì)303
10.9.1 電泳與電滲303
10.9.2 膠團(tuán)的結(jié)構(gòu)304
10.9.3 斯特恩擴(kuò)散雙電層與ζ 電勢305
第10節(jié) 溶膠的穩(wěn)定與聚沉306
10.10.1 電解質(zhì)的聚沉作用306
10.10.2 大分子化合物的聚沉作用307
第11節(jié) 溶膠的制備與凈化308
10.11.1 溶膠的制備308
10.11.2 溶膠的凈化309
第12節(jié) 乳狀液310
10.12.1 乳化與破乳310
10.12.2 微乳狀液311
習(xí)題311

附錄 314
附錄1　國際單位制314
附錄2　符號說明316
附錄3　某些物質(zhì)的臨界參數(shù)317
附錄4　一些氣體的摩爾定壓熱容和溫度的關(guān)系318
附錄5　一些物質(zhì)298K 下的熱力學(xué)數(shù)據(jù)319
附錄6　一些氣體298K 下的自由能函數(shù)和焓函數(shù)（p = 100kPa） 325
附錄7　拉格朗日待定因子法325
附錄8　拉格朗日待定因子法求算最概然能級分布數(shù)326

參考文獻(xiàn) 329