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第0章　物理化学概论1

0.1　物理化学课程的基本内容1

0.2　物理化学的研究方法4

0.3　物理化学的量与单位6

第1章　化学热力学基础（参考学时，下同，16学时）13

教学基本要求13

1.0　热力学的理论基础和方法13

Ⅰ 热力学基本概念、热、功14

1.1　热力学基本概念14

1.2 热、功22

1.3　可逆过程、可逆过程的体积功24

Ⅱ 热力学第一定律28

1.4 热力学能、热力学第一定律28

1.5　定容热、定压热及焓30

1.6　热力学第一定律的应用32

1.7　节流过程、焦-汤效应48

1.8　稳流系统的热力学第一定律50

Ⅲ 热力学第二定律52

1.9　热转化为功的限度、卡诺循环52

1.10　热力学第二定律的经典表述54

1.11 熵、热力学第二定律的数学表达式55

1.12　系统熵变的计算57

Ⅳ 热力学第三定律63

1.13　热力学第三定律63

1.14　化学反应熵变的计算64

Ⅴ 亥姆霍茨函数与吉布斯函数65

1.15　亥姆霍茨函数、亥姆霍茨函数判据65

1.16　吉布斯函数、吉布斯函数判据66

1.17　p,V,T变化及相变化过程△A,△G的计算67

Ⅵ 热力学函数的基本关系式70

1.18　热力学基本方程、吉布斯-亥姆霍茨方程70

1.19　麦克斯韦关系式、热力学状态方程72

习题75

计算题答案82

第2章　相平衡热力学（8学时）84

教学基本要求84

2.0　相平衡热力学研究的内容85

Ⅰ 单组分系统相平衡热力学86

2.1　克拉佩龙方程86

2.2　克劳休斯-克拉佩龙方程87

Ⅱ 多组分系统相平衡热力学91

2.3　混合物、溶液91

2.4　偏摩尔量94

2.5　化学势97

2.6　气体的化学势、逸度100

2.7　拉乌尔定律、亨利定律102

2.8　理想液态混合物105

2.9 理想稀溶液110

2.10　理想稀溶液的依数性114

2.11　真实液态混合物、真实溶液、活度117

习题120

计算题答案124

第3章　相平衡状态图（8学时）125

教学基本要求125

3.0　相平衡状态图研究的内容125

Ⅰ 相律126

3.1　相律126

Ⅱ 单组分系统相图130

3.2　单组分系统的p-T图130

Ⅲ 二组分系统相图135

3.3　二组分系统气液平衡相图135

3.4　二组分系统液液、气液平衡相图146

3.5 二组分系统固液平衡相图151

Ⅳ 三组分系统相图162

3.6　三组分系统相图的等边三角形表示法162

3.7 三组分部分互溶系统的溶解度图164

3.8　三组分系统的盐类溶解度图165

习题166

计算题答案172

第4章　化学平衡热力学（4学时）174

教学基本要求174

4.0　化学平衡热力学研究的内容174

Ⅰ 化学反应的标准平衡常数177

4.1　化学反应标准平衡常数的定义177

4.2　化学反应标准平衡常数的热力学计算法179

4.3　化学反应标准平衡常数与温度的关系181

Ⅱ 化学反应标准平衡常数的应用183

4.4 理想气体混合物反应的化学平衡183

4.5　真实气体混合物反应的化学平衡184

4.6　范特荷夫定温方程、化学反应方向的判断185

4.7　反应物的平衡转化率及系统的平衡组成的计算187

4.8　各种因素对化学平衡移动的影响190

4.9 理想气体与纯固体（或纯液体）反应的化学平衡194

4.10　液态混合物中反应的化学平衡196

4.11 液态溶液中反应的化学平衡199

4.12 同时反应的化学平衡、耦合反应的化学平衡199

习题203

计算题答案207

第5章　量子力学基础（4学时）208

教学基本要求208

5.0　量子力学研究的内容和方法208

Ⅰ 量子力学基本原理210

5.1　微观粒子运动的量子力学性质210

5.2　薛定谔方程214

5.3　量子力学算符216

5.4　量子力学的基本假定217

Ⅱ 量子力学对粒子平动、转动、振动的应用218

5.5　在势箱中粒子的平动218

5.6 双粒子刚性转子的转动223

5.7　谐振子的振动225

习题228

计算题答案230

第6章 结构化学初步（6学时）231

6.0　结构化学研究的内容和方法231

Ⅰ 原子结构231

6.1　单电子原子的结构231

6.2　多电子原子的结构238

Ⅱ 分子结构与分子光谱241

6.3　分子结构241

6.4　分子光谱253

习题257

计算题答案258

第7章　统计热力学初步（8学时）259

教学基本要求259

7.0　统计热力学研究的内容和方法259

Ⅰ 分布、分布的概率260

7.1　能级分布、状态分布260

7.2　分布的概率262

7.3　平衡分布、摘取最大项原理263

Ⅱ 系综方法264

7.4　系综概念、统计热力学基本假设264

7.5 正则系综的系统态分布及概率266

Ⅲ 玻耳兹曼分布律、粒子配分函数267

7.6　波耳兹曼分布律267

7.7　粒子配分函数268

7.8　热力学量与配分函数的关系273

Ⅳ 统计热力学对理想气体的应用277

7.9　理想气体的统计热力学模型、热容277

7.10　理想气体的熵278

7.11　理想气体化学反应标准平衡常数279

习题280

计算题答案283

第8章　化学动力学基础（16学时）284

教学基本要求284

8.0　化学动力学研究的内容和方法285

Ⅰ 化学反应速率与浓度及温度的关系286

8.1　化学反应速率的定义286

8.2　化学反应速率与浓度的关系287

8.3　化学反应速率方程的建立方法297

8.4　化学反应机理、元反应301

8.5　化学反应速率与温度的关系303

Ⅱ 复合反应动力学309

8.6　基本型的复合反应309

8.7　复合反应速率方程的近似处理法314

8.8　链反应321

Ⅲ 催化剂对化学反应速率的影响324

8.9　催化剂、催化作用324

8.10　催化剂的主要类型326

Ⅳ 元反应的速率理论329

8.11　简单碰撞理论（SCT）329

8.12　活化络合物理论（ACT）332

8.13　微观反应动力学337

Ⅴ 应用化学动力学340

8.14　流动系统中的反应动力学340

8.15　光化学反应动力学343

8.16　溶液中反应动力学349

8.17　聚合反应动力学351

8.18　酶催化反应动力学353

习题358

计算题答案367

第9章　界面层的热力学及动力学（6学时）369

教学基本要求369

9.0　界面层研究的内容和方法369

Ⅰ 表面张力、表面能371

9.1　表面张力371

9.2　高度分散系统的表面能372

9.3　影响表面张力的因素373

Ⅱ 液体表面的热力学性质374

9.4　弯曲液面的附加压力374

9.5　弯曲液面的饱和蒸气压376

9.6　润湿及其类型378

9.7　毛细管现象380

Ⅲ 新相生成的热力学及动力学381

9.8　亚稳状态381

9.9　新相生成的热力学及动力学382

Ⅳ 吸附作用382

9.10　溶液界面上的吸附382

9.11 固体表面对气体的吸附387

Ⅴ 多相催化反应动力学392

9.12　多相催化反应的机理392

9.13　表面反应动力学、表观活化能394

习题396

计算题答案401

第10章　胶体分散系统、粗分散系统（4学时）402

教学基本要求402

10.0　胶体分散系统及粗分散系统研究的内容和方法402

Ⅰ 胶体分散系统405

10.1　溶胶的制备及纯化405

10.2　溶胶的性质406

10.3　溶胶的稳定413

10.4　溶胶的聚沉415

10.5　缔合胶束溶液的性质和应用416

10.6　大分子溶液的性质和应用419

Ⅱ 粗分散系统423

10.7　乳状液423

10.8　泡沫、悬浮液及悬浮体425

习题426

计算题答案429

第11章 电解质溶液（4学时）430

教学基本要求430

11.0　电解质溶液研究的内容430

Ⅰ 电解质溶液的热力学性质431

11.1 电解质的类型431

11.2　离子的平均活度、平均活度因子432

11.3 电解质溶液的离子强度435

11.4 电解质溶液的离子互吸理论435

Ⅱ 电解质溶液的导电性质439

11.5　电导、电导率、摩尔电导率439

11.6　离子电迁移率、离子独立运动定律442

11.7　离子迁移数444

11.8　弱电解质的电离平衡445

习题446

计算题答案448

第12章 电化学系统的热力学及动力学（6学时）449

教学基本要求449

12.0 电化学系统研究的内容和方法449

Ⅰ 电化学系统450

12.1 电化学系统及其相间电势差450

12.2 电池452

Ⅱ 电化学系统的热力学457

12.3　原电池电动势的定义457

12.4　能斯特方程458

Ⅲ 电化学系统的动力学467

12.5 电化学反应速率、交换电流密度467

12.6　极化、超电势468

12.7　电催化反应动力学472

Ⅳ　应用电化学475

12.8　电解池、电极反应的竞争475

12.9　化学电源479

12.10　金属的电化学腐蚀与防腐483

12.11 金属表面精饰及其动力学485

12.12　生物电化学486

12.13　电化学传感器487

习题489

计算题答案492

选读Ⅰ 非平衡态热力学简介493

选读Ⅱ 非线性化学动力学简介499

选读Ⅲ 生化反应动力学简介508

选读Ⅳ 微波化学反应动力学简介511

附录516

附录Ⅰ 基本物理常量516

附录Ⅱ 用于计算摩尔质量的相对原子质量517

附录Ⅲ 拉丁文字母及希腊文字母表518

附录Ⅳ 中华人民共和国法定计量单位519

附录Ⅴ 常用数学公式及符号522

附录Ⅵ 物质的标准摩尔生成焓、标准摩尔生成吉布斯函数、标准摩尔熵和标准摩尔热容523

附录Ⅶ 某些有机化合物的标准摩尔燃烧焓530

名词索引531

推荐参考书目539

《多媒体CAI·物理化学纲要》（光盘）简介541