物理化学

第1章气体的性质/1
1.1理想气体状态方程1
1.1.1理想气体状态方程1
1.1.2摩尔气体常数R3
1.1.3理想气体模型4
1.2理想气体混合物4
1.2.1道尔顿定律与分压力4
1.2.2气体分体积定律5
1.3真实气体的状态方程6
1.3.1实际气体的性质6
1.3.2范德华方程7
1.3.3维里（Virial）方程8
1.3.4贝赛罗（Berthelot）方程9
1.3.5R.K（Redlich·Kwong）方程9
1.3.6马丁·侯（Martin·侯虞均）方程9
1.3.7卢嘉锡·田昭武方程10
1.4真实气体的液化与液体的饱和蒸气压10
1.4.1实际气体的液化10
1.4.2超临界流体性质及其应用简述10
1.5对应状态原理与压缩因子图11
1.5.1范德华常数与临界参数的关系11
1.5.2对应状态原理及压缩因子图12
1.5.3压缩因子图应用示例14
习题15

第2章热力学第一定律/18
2.1热力学基本术语19
2.1.1系统与环境19
2.1.2物质的聚集状态和相19
2.1.3状态和状态函数20
2.1.4热力学平衡态22
2.1.5过程和途径22
2.2热力学第一定律23
2.2.1热和功23
2.2.2热力学能25
2.2.3热力学第一定律的表达26
2.3恒容热、恒压热和焓27
2.3.1恒容热27
2.3.2恒压热和焓27
2.3.3恒压热与焓变和恒容热与热力学能变的关系与意义28
2.4焦耳实验和焦耳-汤姆逊实验28
2.4.1焦耳实验28
2.4.2理想气体的热力学能和焓28
2.4.3焦耳-汤姆逊实验29
2.4.4节流膨胀的热力学特征29
2.5摩尔热容30
2.5.1摩尔恒容热容30
2.5.2摩尔恒压热容31
2.5.3摩尔恒压热容与摩尔恒容热容的关系32
2.5.4摩尔恒压热容与温度的关系34
2.5.5平均摩尔热容34
2.6可逆过程与可逆体积功34
2.6.1可逆过程34
2.6.2可逆体积功37
2.7相变焓40
2.7.1相变40
2.7.2摩尔相变焓40
2.7.3摩尔相变焓与温度的关系41
2.8化学反应焓42
2.8.1反应进度42
2.8.2摩尔反应焓43
2.8.3标准摩尔反应焓43
2.8.4标准摩尔反应焓的计算45
2.8.5盖斯定律48
2.8.6非恒温反应热的计算49
习题50

第3章热力学第二定律/55
3.1热力学第二定律56
3.1.1自发过程56
3.1.2热力学第二定律的文字表述56
3.2卡诺循环与卡诺定理57
3.2.1热功转换与热机效率57
3.2.2卡诺循环58
3.2.3卡诺定理及其推论60
3.3熵与克劳修斯不等式60
3.3.1熵的引出60
3.3.2克劳修斯不等式62
3.3.3熵增原理63
3.4熵变的计算63
3.4.1单纯pVT过程熵变的计算63
3.4.2相变过程熵变的计算66
3.4.3化学变化过程熵变的计算68
3.5亥姆霍兹函数和吉布斯函数69
3.5.1亥姆霍兹函数70
3.5.2吉布斯函数71
3.5.3亥姆霍兹函数变和吉布斯函数变的计算72
3.6热力学函数间的基本关系75
3.6.1热力学函数定义式之间的关系75
3.6.2热力学基本方程75
3.6.3对应系数关系式76
3.6.4麦克斯韦关系式77
3.6.5吉布斯函数变随温度和压力的变化78
习题79

第4章多组分系统热力学/84
4.1分散系统及其组成表示方法84
4.1.1分散系统84
4.1.2分散系统的组成表示方法85
4.2偏摩尔量86
4.2.1偏摩尔量的定义86
4.2.2偏摩尔量的集合公式和吉布斯-杜亥姆方程88
4.3化学势89
4.3.1化学势的定义89
4.3.2多相多组分系统的热力学基本方程90
4.3.3化学势判据及其应用91
4.4气体的化学势92
4.4.1理想气体的化学势92
4.4.2真实气体的化学势93
4.5稀溶液的两个经验定律94
4.5.1拉乌尔定律94
4.5.2亨利定律95
4.6理想液态混合物96
4.6.1理想液态混合物96
4.6.2理想液态混合物中各组分的化学势97
4.6.3理想液态混合物的混合性质98
4.7稀溶液中各组分的化学势98
4.7.1稀溶液98
4.7.2稀溶液中溶剂的化学势99
4.7.3稀溶液中溶质的化学势99
4.8化学势在稀溶液中的应用100
4.8.1溶剂蒸气压下降100
4.8.2凝固点降低（析出固态纯溶剂）100
4.8.3沸点升高（溶质不挥发）103
4.8.4渗透压104
4.8.5分配定律106
4.9真实溶液中任一组分的化学势107
4.9.1真实溶液及其特点107
4.9.2真实溶液中任一组分的化学势107
习题108

第5章化学平衡/113
5.1化学反应的方向和限度113
5.1.1化学反应的方向和限度113
5.1.2化学反应等温方程115
5.2化学反应的标准平衡常数115
5.2.1标准平衡常数115
5.2.2标准平衡常数的测定117
5.3不同反应系统平衡常数的表达118
5.3.1气相反应的标准平衡常数118
5.3.2液相反应的标准平衡常数120
5.3.3多相反应的标准平衡常数120
5.4平衡常数与平衡组成的计算121
5.4.1平衡常数的计算121
5.4.2平衡组成的计算123
5.5化学平衡的移动125
5.5.1压力或浓度对化学平衡移动的影响125
5.5.2温度对化学平衡移动的影响126
5.5.3惰性组分对化学平衡移动的影响128
5.5.4原料配比对化学平衡移动的影响129
5.5.5化学平衡移动原理130
5.6同时平衡130
习题131

第6章相平衡/137
6.1相律137
6.1.1基本术语137
6.1.2相律139
6.2单组分系统相图141
6.2.1单组分系统相律依据与图像特征141
6.2.2典型相图举例141
6.2.3克拉佩龙-克劳修斯方程144
6.3二组分液态完全互溶系统的气液平衡相图146
6.3.1完全互溶双液系统146
6.3.2有极值类型的气液平衡相图152
6.4二组分液态完全不互溶系统的气液平衡相图155
6.4.1二组分液态完全不互溶系统的气液平衡相图155
6.4.2水蒸气蒸馏原理155
6.5二组分液态部分互溶系统的液液平衡和气液平衡相图157
6.5.1二组分液态部分互溶系统的液液平衡157
6.5.2二组分液态部分互溶系统的气液平衡相图158
6.6二组分固态完全不互溶系统的固液平衡相图159
6.6.1形成低共熔物混合物系统的相图159
6.6.2形成化合物的固相不互溶系统的相图162
6.7二组分固态完全互溶及部分互溶系统的液固平衡相图164
6.7.1二组分固态完全互溶系统的液固平衡相图164
6.7.2固相部分互溶系统的液固平衡相图165
6.8三组分系统平衡相图167
6.8.1三组分系统组成的等边三角形表示法167
6.8.2三组分系统的液液平衡相图168
习题171

第7章电化学/177
7.1电解质溶液的导电机理及法拉第定律177
7.1.1电解质溶液的导电机理177
7.1.2法拉第定律 178
7.2电导、电导率和摩尔电导率181
7.2.1电导及电导率181
7.2.2摩尔电导率182
7.2.3电导率、摩尔电导率与浓度的关系183
7.2.4离子独立移动定律与离子的摩尔电导率184
7.3离子的迁移数185
7.3.1电迁移率及迁移数185
7.3.2离子迁移数的测定方法187
7.4可逆电池及其电动势的测定188
7.4.1可逆电池188
7.4.2可逆电池电动势的测定191
7.5电化学系统热力学191
7.5.1电池的能斯特方程191
7.5.2电池反应温度系数与电池反应热力学量的关系193
7.6电极电势和液体接界电势194
7.6.1电池电动势产生的机理194
7.6.2标准氢电极和标准电极电势195
7.7电极的种类200
7.7.1第一类电极200
7.7.2第二类电极201
7.7.3氧化还原电极202
7.7.4原电池设计举例202
7.8分解电压和极化作用204
7.8.1理论分解电压204
7.8.2实际分解电压205
7.8.3电解时的电极反应208
7.9金属的腐蚀与防护208
7.9.1金属的化学腐蚀209
7.9.2金属的电化学腐蚀209
7.9.3金属腐蚀的防护211
习题214

第8章化学动力学/219
8.1化学反应的反应速率及速率方程220
8.1.1反应速率的定义220
8.1.2基元反应和非基元反应221
8.1.3基元反应的速率方程——质量作用定律222
8.1.4化学反应速率方程的一般形式和反应级数223
8.1.5用气体组分的分压表示的速率方程224
8.1.6反应速率的测定224
8.2速率方程的积分形式224
8.2.1零级反应224
8.2.2一级反应225
8.2.3二级反应226
8.2.4三级反应227
8.2.5n级反应228
8.3速率方程的确定229
8.3.1微分法229
8.3.2积分法230
8.3.3半衰期法231
8.3.4隔离法231
8.4温度对反应速率的影响231
8.4.1阿伦尼乌斯公式232
8.4.2活化能233
8.5反应速率理论简介234
8.5.1碰撞理论234
8.5.2过渡状态理论236
8.6典型的复合反应238
8.6.1对峙反应238
8.6.2平行反应239
8.6.3连串反应240
8.7复合反应的近似处理方法241
8.7.1速度控制步骤法242
8.7.2平衡态近似法242
8.7.3稳态近似法243
8.8链反应244
8.9催化作用及其特征246
8.9.1催化作用对反应速率的影响246
8.9.2催化作用的特性247
8.9.3催化剂具有特殊的选择性247
8.9.4酶催化的特性及其应用248
习题249

第9章表面化学/254
9.1比表面、表面吉布斯函数和表面张力254
9.1.1比表面254
9.1.2界面张力255
9.1.3表面功及表面吉布斯函数255
9.1.4影响界面张力的因素256
9.1.5表面热力学257
9.2弯曲液面的附加压力及其后果258
9.2.1弯曲液面的附加压力258
9.2.2毛细现象259
9.2.3弯曲表面上的饱和蒸气压——开尔文公式261
9.3润湿现象263
9.3.1液体对固体表面的润湿作用263
9.3.2液体和气体对固体表面润湿的关系265
9.4气体在固体表面上的吸附265
9.4.1物理吸附和化学吸附266
9.4.2弗里德里希吸附经验式267
9.4.3朗缪尔单分子层吸附理论268
9.4.4BET多分子层理论271
9.5溶液表面的吸附272
9.5.1溶液的表面张力和表面活性物质272
9.5.2表面活性剂274
9.5.3特洛贝规则277
9.5.4吉布斯吸附等温式277
习题279

第10章胶体化学/283
10.1溶胶系统283
10.1.1溶胶的分类283
10.1.2溶胶系统的特征284
10.1.3溶胶溶液的制备285
10.1.4溶胶的纯化285
10.2溶胶的光学性质285
10.2.1丁铎尔效应286
10.2.2瑞利(Rayleigh)公式286
10.3溶胶的动力学性质288
10.3.1布朗运动288
10.3.2扩散运动288
10.3.3沉降和沉降平衡289
10.4溶胶的电学性质290
10.4.1电学现象291
10.4.2双电层理论292
10.4.3溶胶的胶团结构294
10.5溶胶的稳定性与聚沉作用299
10.5.1溶胶的稳定性299
10.5.2溶胶的聚沉299
10.6乳状液和泡沫302
10.6.1乳状液的形成和类型302
10.6.2乳化剂的作用302
10.6.3乳状液类型的鉴定303
10.6.4乳状液的转化和破坏304
10.6.5乳状液的应用304
10.6.6泡沫305
习题305

附录/309
附录1国际单位制309
附录2希腊字母表309
附录3气体的范德华常数310
附录4物质的临界参数311
附录5气体的摩尔定压热容与温度的关系312
附录6物质的部分热力学数据313
附录7水溶液中电解质的平均离子活度因子γ±317
附录8酸性水溶液中电对的标准电极电势318

参考文献/326