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绪论1

0.1 物理化学的任务和内容1

0.2 物理化学的研究方法2

0.3 物理化学课程的特点及学习方法2

0.4 气体的性质3

0.4.1 理想气体3

0.4.2 摩尔气体常量3

0.4.3 混合理想气体4

0.4.4 实际气体与范德华方程5

阅读材料物理化学与诺贝尔奖7

习题8

第1章 热力学第一定律和热化学10

1.1 热力学概论10

1.1.1 热力学研究对象和内容10

1.1.2 热力学的方法与局限性10

1.1.3 热力学基本概念10

1.2 准静态过程与可逆过程14

1.2.1 功与过程14

1.2.2 准静态过程15

1.2.3 可逆过程16

1.3 热力学第一定律17

1.3.1 热力学第一定律的经验叙述17

1.3.2 热力学能17

1.3.3 热力学第一定律的数学表达式18

1.4 焓18

1.4.1 等容热18

1.4.2 等压热18

1.5 热容19

1.5.1 热容的概念19

1.5.2 等容热容20

1.5.3 等压热容20

1.5.4 热容与温度的关系20

1.6 热力学第一定律对理想气体的应用21

1.6.1 焦耳实验21

1.6.2 理想气体的Cp与Cv的关系22

1.6.3 理想气体的等温过程23

1.6.4 理想气体的绝热过程23

1.7 相变焓26

1.7.1 相变焓26

1.7.2 相变焓与温度的关系27

1.8 化学反应热28

1.8.1 等容反应热与等压反应热28

1.8.2 热化学方程式29

1.8.3 赫斯定律30

1.9 几种热效应30

1.9.1 生成焓30

1.9.2 燃烧焓31

1.9.3 溶解焓32

1.10 反应焓与温度的关系——基尔霍夫定律33

阅读材料 测定化学反应热效应的方法和技术——现代热量计34

本章小结36

思考题37

习题37

第2章 热力学第二定律41

2.1 热力学第二定律41

2.1.1 自发过程的共同特征41

2.1.2 热力学第二定律的经验叙述41

2.2 熵与熵增原理41

2.2.1 热机效率41

2.2.2 卡诺循环42

2.2.3 卡诺定理43

2.2.4 可逆循环过程与可逆过程的热温商44

2.2.5 不可逆循环过程与不可逆过程的热温商46

2.2.6 熵增原理47

2.3 熵变的计算48

2.3.1 理想气体单纯pVT变化过程48

2.3.2 理想气体混合过程50

2.3.3 相变过程51

2.3.4 化学反应过程的熵变52

2.4 亥姆霍兹函数与吉布斯函数53

2.4.1 亥姆霍兹函数53

2.4.2 吉布斯函数54

2.4.3 吉布斯函数变的计算55

2.5 热力学基本方程58

2.5.1 热力学基本方程58

2.5.2 麦克斯韦关系式58

阅读材料热能的综合利用与热泵原理介绍59

本章小结60

思考题60

习题61

第3章 多组分系统热力学63

3.1 偏摩尔量63

3.1.1 偏摩尔量的定义63

3.1.2 偏摩尔量的集合公式64

3.1.3 吉布斯-杜安公式64

3.2 化学势65

3.2.1 化学势的定义65

3.2.2 化学势与温度、压力的关系66

3.2.3 化学势判据66

3.3 物质的化学势67

3.3.1 气体的化学势67

3.3.2 稀溶液中的两个经验定律68

3.3.3 溶液的化学势69

3.4 稀溶液的依数性71

3.4.1 蒸气压下降71

3.4.2 凝固点降低71

3.4.3 沸点升高73

3.4.4 渗透压73

阅读材料 反渗透技术的应用74

本章小结75

思考题76

习题76

第4章 化学平衡78

4.1 化学反应的方向和限度78

4.1.1 化学反应进度和反应吉布斯函数变78

4.1.2 化学反应的平衡条件79

4.2 化学反应等温式和平衡常数80

4.2.1 化学反应的等温方程式80

4.2.2 均相反应的标准平衡常数80

4.2.3 非均相化学反应的标准平衡常数82

4.3 反应平衡常数的求算82

4.3.1 平衡常数的直接测定82

4.3.2 平衡常数的间接计算83

4.3.3 平衡常数计算实例85

4.4 外界因素对化学平衡的影响85

4.4.1 温度对化学平衡的影响85

4.4.2 压力对化学平衡的影响87

阅读材料生物体内的化学平衡简介87

本章小结88

思考题89

习题89

第5章 相平衡91

5.1 相律91

5.1.1 相、组分数和自由度91

5.1.2 相律的推导93

5.2 单组分系统的相图94

5.2.1 单组分系统相图的理论基础94

5.2.2 相图实例95

5.3 二组分系统96

5.3.1 完全互溶的双液系97

5.3.2 部分互溶的双液系102

5.3.3 完全不互溶的双液系103

5.3.4 固相完全不互溶的二组分固-液系统104

阅读材料超临界流体及应用105

本章小结106

思考题107

习题107

第6章 电化学109

6.1 电化学的基本概念和法拉第定律109

6.1.1 基本概念109

6.1.2 法拉第定律110

6.2 离子的电迁移和迁移数111

6.2.1 离子的电迁移111

6.2.2 离子迁移数111

6.3 电导及其应用112

6.3.1 电导、电导率及摩尔电导率112

6.3.2 电导率、摩尔电导率与浓度的关系113

6.3.3 电导的测定及其应用116

6.4 可逆电池和可逆电极119

6.4.1 可逆电池119

6.4.2 可逆电池的书写方法120

6.4.3 可逆电极的类型和电极反应120

6.5 可逆电池的热力学121

6.5.1 可逆电池电动势E121

6.5.2 从标准电动势E？求反应的标准平衡常数K？122

6.5.3 从电动势E及其温度系数求反应的△rSm和△rHm123

6.5.4 可逆电池反应过程的可逆热123

6.6 电极电势和电池的电动势124

6.6.1 标准氢电极和电极电势124

6.6.2 电池电动势的计算127

6.7 可逆电池电动势的测量及应用127

6.7.1 对消法测定电池电动势127

6.7.2 电动势测定的应用128

阅读材料电化学传感器129

本章小结131

思考题132

习题132

第7章 化学动力学134

7.1 基本概念134

7.1.1 化学反应速率134

7.1.2 基元反应和复杂反应135

7.1.3 化学反应速率方程和速率常数135

7.1.4 基元反应的速率方程和反应分子数135

7.1.5 非基元反应的速率方程和反应级数136

7.2 具有简单级数反应的特点136

7.2.1 零级反应137

7.2.2 一级反应137

7.2.3 二级反应139

7.2.4 反应级数的确定141

7.3 温度对反应速率的影响143

7.3.1 范特霍夫近似规则144

7.3.2 阿伦尼乌斯公式144

7.3.3 活化能145

7.4 几种典型的复杂反应145

7.4.1 对峙反应146

7.4.2 平行反应147

7.4.3 连续反应148

7.4.4 链反应149

7.4.5 复杂反应速率的近似处理方法149

7.5 催化剂对反应速率的影响152

7.5.1 催化剂和催化作用152

7.5.2 酶催化反应的特征153

7.6 光化学反应154

7.6.1 光化学基本定律154

7.6.2 光化学反应的基本特点155

阅读材料药物代谢动力学简介156

本章小结157

思考题158

习题159

第8章 表面现象162

8.1 表面吉布斯函数和表面张力162

8.1.1 比表面162

8.1.2 表面吉布斯函数162

8.1.3 表面张力163

8.2 弯曲液面的特性163

8.2.1 弯曲表面上的附加压力163

8.2.2 杨-拉普拉斯公式164

8.2.3 弯曲表面上的蒸气压164

8.3 润湿作用165

8.3.1 润湿现象165

8.3.2 接触角与润湿作用166

8.4 溶液表面的吸附167

8.4.1 溶液表面吸附现象167

8.4.2 吉布斯吸附等温式168

8.5 表面活性剂及其作用168

8.5.1 表面活性剂的结构与分类168

8.5.2 表面活性剂的HLB值169

8.5.3 胶束和临界胶束浓度169

8.5.4 表面活性剂的作用170

8.6 固体表面的吸附171

8.6.1 吸附作用171

8.6.2 物理吸附和化学吸附171

8.6.3 气-固表面吸附171

8.6.4 固体在溶液中的吸附176

阅读材料 荷叶效应与超疏水材料177

本章小结178

思考题178

习题179

参考文献181

附录182