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绪论1

0.1 物理化学的研究内容1

0.2 物理化学的研究方法2

0.3 学习物理化学的方法2

第1章 气体4

1.1 理想气体p、 V、 T关系4

1.1.1 理想气体状态方程4

1.1.2 理想气体混合物6

1.2 真实气体的液化9

1.2.1 气体的液化过程9

1.2.2 物质的临界状态10

1.3 真实气体的p、 V、 T关系11

1.3.1 范德华方程11

1.3.2 维里方程12

1.4 对应态原理及普遍化压缩因子图13

【典型案例】气体液化在裂解气分离中的应用15

思考题16

习题17

第2章 化学热力学基础19

2.1 热力学第一定律20

2.1.1 热力学基本概念20

2.1.2 热与功23

2.1.3 可逆过程与可逆过程的功24

2.1.4 热力学能和热力学第一定律26

2.2 恒容热、恒压热和焓28

2.2.1 恒容热28

2.2.2 恒压热及焓28

2.2.3 Qv = △U及Qp=△H两关系式的意义28

2.2.4 恒容热与恒压热的计算29

2.3 热力学第一定律的应用32

2.3.1 热力学第一定律在单纯pVT变化中的应用32

2.3.2 热力学第一定律在相变过程中的应用35

2.3.3 热力学第一定律在化学变化过程中的应用37

2.3.4 热力学第一定律的其他应用43

2.3.5 节流过程（焦耳-汤姆逊效应）45

2.4 热力学第二定律46

2.4.1 第二类永动机的不可能性及卡诺定理46

2.4.2 热力学第二定律和过程的不可逆性48

2.5 热力学第二定律的应用——熵及熵判据50

2.5.1 熵的导出50

2.5.2 克劳修斯不等式51

2.5.3 熵增原理及平衡的熵判据52

2.5.4 环境熵变的计算53

2.5.5 系统熵变的计算53

2.6 热力学第三定律59

2.6.1 热力学第三定律59

2.6.2 热力学第三定律——化学反应熵变的计算60

2.7 亥姆霍兹函数与吉布斯函数63

2.7.1 亥姆霍兹函数与亥姆霍兹函数判据63

2.7.2 吉布斯函数与吉布斯函数判据64

2.7.3 p、 V、 T变化及相变化过程△G、 △A的计算64

2.8 热力学基本方程及函数关系68

2.8.1 热力学基本方程68

2.8.2 吉布斯函数与温度的关系——吉布斯-亥姆霍兹方程69

2.8.3 吉布斯函数与压力的关系70

【典型案例】人造金刚石71

思考题72

习题74

第3章 多组分系统热力学与相平衡80

3.1 相律81

3.1.1 相、组分及自由度81

3.1.2 相律表达式及说明82

3.2 单组分系统的相平衡83

3.2.1 饱和蒸气压与沸点83

3.2.2 单组分体系的两相平衡84

3.2.3 单组分系统的相图——水的相图87

3.3 多组分系统的分类及组成表示法88

3.3.1 多组分系统的分类88

3.3.2 多组分系统组成的表示方法89

3.4 多组分系统中物质的偏摩尔量和化学势90

3.4.1 偏摩尔量91

3.4.2 化学势92

3.5 理想液态混合物95

3.5.1 拉乌尔定律95

3.5.2 理想液态混合物96

3.5.3 理想液态混合物的汽-液平衡96

3.5.4 二组分理想液态混合物的汽-液平衡相图97

3.6 理想稀溶液100

3.6.1 亨利定律100

3.6.2 稀溶液的汽-液平衡101

3.6.3 稀溶液的依数性102

3.7 二组分真实液态混合物的汽-液平衡105

3.7.1 具有正偏差系统的液态混合物106

3.7.2 具有负偏差系统的液态混合物107

3.8 二组分液相部分互溶和完全不互溶系统的相图108

3.8.1 二组分液态部分互溶系统的液-液平衡相图108

3.8.2 二组分液态完全不互溶系统的汽-液平衡相图109

3.8.3 水蒸气蒸馏109

3.9 简单低共熔系统液-固平衡相图111

3.9.1 热分析法111

3.9.2 溶解度法112

3.9.3 相图在工业上的应用114

3.10 分配定律及萃取114

3.10.1 分配定律114

3.10.2 萃取技术及其应用115

【典型案例】化工产品精馏过程工艺设计基础116

思考题118

习题119

第4章 化学平衡124

4.1 化学反应的等温方程式125

4.1.1 化学反应的方向和平衡判据125

4.1.2 化学反应的等温方程126

4.2 理想气体化学反应的标准平衡常数127

4.2.1 标准平衡常数127

4.2.2 平衡常数的其他表示方法128

4.3 平衡常数的测定及相关计算129

4.3.1 平衡常数的测定129

4.3.2 平衡常数的计算130

4.3.3 平衡组成的计算131

4.3.4 有纯凝聚态物质参加的理想气体化学反应132

4.4 各种因素对化学平衡的影响133

4.4.1 温度对平衡常数的影响133

4.4.2 压力对平衡转化率的影响134

4.4.3 惰性组分对平衡转化率的影响135

4.5 真实气体反应的化学平衡136

【典型案例】工业合成氨工艺参数的优化138

思考题140

习题140

第5章 化学动力学及催化作用144

5.1 化学反应速率及速率方程145

5.1.1 化学反应速率145

5.1.2 化学反应速率的测定146

5.1.3 基元反应146

5.1.4 速率方程146

5.2 速率方程的积分形式147

5.2.1 零级反应147

5.2.2 一级反应148

5.2.3 二级反应150

5.2.4 n级反应152

5.3 温度对反应速率的影响152

5.3.1 阿伦尼乌斯方程153

5.3.2 活化能154

5.4 反应速率方程的建立方法154

5.4.1 积分法155

5.4.2 微分法156

5.4.3 半衰期法158

5.4.4 孤立法158

5.5 复合反应动力学159

5.5.1 平行反应159

5.5.2 对峙反应160

5.5.3 连串反应161

5.6 催化剂的通性163

5.6.1 催化作用的基本特征163

5.6.2 催化剂的活性与稳定性164

5.7 单相催化反应165

5.7.1 气相催化165

5.7.2 液相催化165

5.8 多相催化反应167

5.8.1 催化反应的一般历程167

5.8.2 催化反应动力学167

【典型案例】化学动力学在乙烯氧化制环氧乙烷中的应用168

思考题170

习题170

第6章 电化学174

6.1 电化学基础知识174

6.1.1 导体的分类174

6.1.2 原电池和电解池175

6.1.3 法拉第定律176

6.1.4 离子的迁移数176

6.2 电导、电导率、摩尔电导率176

6.2.1 电导和电导率177

6.2.2 摩尔电导率177

6.3 电解质离子的平均活度和平均活度因子180

6.3.1 活度和活度因子180

6.3.2 离子的平均活度和平均活度因子180

6.3.3 离子强度181

6.3.4 德拜-休克尔极限公式182

6.4 可逆电池182

6.4.1 电极反应和电池反应182

6.4.2 电池符号表示法183

6.4.3 可逆电池与不可逆电池183

6.4.4 可逆电极的类型及其电极反应184

6.5 电极电势185

6.5.1 电势的种类185

6.5.2 电池电动势186

6.6 可逆电池热力学187

6.7 电解与极化189

6.7.1 分解电压189

6.7.2 极化与超电压190

6.7.3 析出电位190

6.7.4 金属的共沉积及其分离191

【典型案例】金属的腐蚀与防腐192

思考题193

习题194

第7章 界面现象与胶体197

7.1 界面张力197

7.1.1 界面现象的产生197

7.1.2 界面张力198

7.1.3 液-液界面张力199

7.2 界面现象199

7.2.1 弯曲液面的附加压力199

7.2.2 液体对固体的润湿作用200

7.3 吸附201

7.3.1 固体表面上的吸附201

7.3.2 固体吸附理论202

7.3.3 溶液表面的吸附204

7.3.4 溶液表面的吸附理论——吉布斯吸附等温式204

7.4 表面活性剂205

7.4.1 表面活性剂的结构205

7.4.2 临界胶束浓度205

7.4.3 表面活性剂的用途205

7.5 胶体的制备与性质206

7.5.1 分散系统的分类206

7.5.2 胶体的性质207

7.5.3 胶体的结构208

7.5.4 溶胶的稳定性和聚沉209

7.5.5 胶体的制备210

【典型案例】双子表面活性剂的合成及在制革业中的应用210

思考题211

习题211

部分习题答案214

附录218

附表1相对原子质量表218

附表2一些气体的摩尔质量和临界参数219

附表3某些气体的摩尔定压热容与温度的关系219

附表4一些物质的标准热力学数据220

附表5某些有机物化合物的标准摩尔燃烧焓（25℃）223

附表6标准电极电势表224

参考文献230