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第1章 导言1

1.1物理化学的基本内容1

1.2物理化学的研究方法2

1.3物理量和单位3

第2章 热力学第一定律·热化学6

2.1概述6

2.1.1热力学的内容和方法6

2.1.2几个基本概念6

2.2热力学第一定律10

2.2.1能量守恒和转化定律10

2.2.2热力学能10

2.2.3功和热11

2.2.4热力学第一定律的数学表示式15

2.3焓17

2.4热容18

2.5热力学第一定律对理想气体的应用20

2.5.1理想气体的热力学能和焓——焦耳-盖吕萨克实验20

2.5.2理想气体Cp和Cv之差21

2.5.3理想气体绝热过程的体积功——过程方程22

2.6实际气体的热力学——节流膨胀26

2.6.1焦耳-汤姆孙实验26

2.6.2气体液化26

2.7化学反应热效应27

2.7.1反应进度27

2.7.2化学反应热效应的意义及表示法28

2.7.3热效应的种类30

2.7.4等压热效应Qp与等容热效应Qv的关系32

2.8盖斯定律34

2.9热效应的计算35

2.9.1利用热化学方程式计算反应的热效应35

2.9.2从物质的生成焓计算反应的热效应35

2.9.3从物质的燃烧焓计算反应的热效应37

2.9.4从分子键焓计算反应的热效应38

2.9.5溶液中离子反应热效应的计算40

2.10热效应与温度的关系——基尔霍夫方程42

2.11非等温反应47

阅读材料48

1.能量守恒定律的发现48

2.第一类永动机49

3.对化学热力学理论做出贡献的 科学家（Ⅰ）50

复习思考题52

习题54

第3章 热力学第二定律·化学平衡57

3.1热力学第二定律、熵58

3.1.1自发过程与不可逆过程58

3.1.2热力学第二定律的经验表达58

3.1.3可逆过程和最大功、最大热59

3.1.4卡诺循环与熵的引入60

3.1.5克劳修斯不等式——热力学第二定律数学表达式、熵判据64

3.2熵变的计算66

3.2.1环境的熵变66

3.2.2等温过程的熵变66

3.2.3变温过程熵变的计算69

3.3规定熵和化学反应的熵变71

3.3.1热力学第三定律和规定熵71

3.3.2化学反应熵变的计算72

3.4熵的统计解释74

3.5亥姆霍兹自由能和吉布斯自由能78

3.5.1亥姆霍兹自由能78

3.5.2吉布斯自由能79

3.5.3吉布斯自由能变化（△G）的计算和过程的方向80

3.5.4细胞反应的吉布斯自由能变化84

3.6热力学判据和热力学基本关系式86

3.6.1热力学函数间的关系86

3.6.2热力学第一定律和第二定律的联合式86

3.6.3热力学判据86

3.6.4热力学基本方程87

3.6.5麦克斯韦关系式88

3.6.6 △G与温度和压力的关系89

3.7化学势92

3.7.1偏摩尔量及其集合公式92

3.7.2化学势94

3.7.3化学势的偏摩尔集合公式与吉布斯-杜亥姆方程95

3.7.4化学势在多相平衡中的应用96

3.7.5化学势和化学反应的方向96

3.7.6理想气体的化学势98

3.7.7真实气体的化学势99

3.8化学平衡100

3.8.1标准平衡常数100

3.8.2由热力学数据计算标准平衡常数103

3.8.3经验平衡常数的各种表示法103

3.8.4复相反应的平衡常数106

3.8.5从平衡常数计算平衡组成107

3.9化学反应等温方程式109

3.9.1等温等压下进行的理想气体反应109

3.9.2稀溶液中进行的反应111

3.10压力、惰性气体对化学平衡的影响112

3.10.1压力对化学平衡的影响112

3.10.2惰性气体对化学平衡的影响114

3.11温度对化学平衡的影响115

阅读材料119

1.熵119

2.第二类永动机120

3.非平衡态热力学简介121

4.热寂说122

5.对化学热力学理论做出贡献的科学家（Ⅱ）125

复习思考题129

习题131

第4章 多组分系统热力学·溶液135

4.1拉乌尔定律和亨利定律136

4.1.1拉乌尔定律136

4.1.2亨利定律137

4.2理想液态混合物139

4.2.1理想液态混合物的定义139

4.2.2理想液态混合物中物质的化学势139

4.2.3理想液态混合物的通性142

4.3稀溶液144

4.3.1理想稀溶液溶剂和溶质的化学势144

4.3.2稀溶液的依数性145

4.4活度与活度系数152

4.4.1非理想液态混合物中各组分的化学势——活度的概念152

4.4.2非理想稀溶液152

4.4.3活度因子的测定方法153

阅读材料155

稀溶液依数性的应用155

1.凝固点降低的应用155

2.沸点升高的应用156

3.溶液的渗透压156

复习思考题157

习题158

第5章 多相系统热力学·相平衡159

5.1单组分系统159

5.1.1水的相图159

5.1.2二氧化碳的相图161

5.1.3单组分系统的两相平衡——克拉贝龙方程及其应用162

5.2相律166

5.2.1相、组分、自由度166

5.2.2相律的推导167

5.3二组分双液系统相图169

5.3.1完全互溶的双液系统、精馏原理170

5.3.2部分互溶的双液系统、萃取原理176

5.3.3互不相溶的双液系统、水蒸气蒸馏180

5.4二组分固-液系统181

5.4.1简单低共熔混合物181

5.4.2生成化合物的二组分系统185

5.4.3生成固溶体的二组分系统188

5.5三组分系统190

5.5.1三组分系统的组成表示法190

5.5.2二固体—液体水盐系统191

5.5.3部分互溶的三液体系统191

5.5.4萃取应用193

阅读材料193

1.二固体—液体水盐相图应用——利用温差提纯盐类193

2.乙醇水溶液的超临界萃取193

复习思考题194

习题196

第6章 化学动力学基础200

6.1化学反应速率及其测定201

6.1.1化学反应速率201

6.1.2反应速率的测定204

6.2浓度对反应速率的影响205

6.2.1基元反应与非基元反应205

6.2.2反应速率方程式206

6.2.3反应级数和反应分子数208

6.3具有简单级数的反应210

6.3.1一级反应210

6.3.2二级反应213

6.3.3零级反应216

6.3.4反应级数的确定217

6.4复杂反应222

6.4.1对峙反应222

6.4.2平行反应223

6.4.3连续反应225

6.5温度对反应速率的影响227

6.5.1范特霍夫规则227

6.5.2阿伦尼乌斯经验式227

6.5.3活化能的解释230

6.5.4活化能的估算233

6.6反应速率理论234

6.6.1碰撞理论234

6.6.2单分子反应碰撞理论239

6.6.3过渡态理论240

6.7反应机理的确定246

6.7.1平衡假设法246

6.7.2稳态处理法248

6.8催化反应250

6.8.1催化作用的特征250

6.8.2均相催化作用253

6.8.3吸附与多相催化作用256

6.8.4酶催化作用264

6.9链反应267

6.9.1直链反应267

6.9.2支链反应269

6.10光化学反应271

6.10.1光化学基本定律271

6.10.2量子效率273

6.10.3光化学反应动力学274

6.10.4几种光化学反应实例275

阅读材料280

化学动力学的发展与百年诺贝尔化学奖280

复习思考题281

习题286

第7章 电化学基础291

7.1电化学的基本概念292

7.1.1原电池与电解池292

7.1.2法拉第电解定律293

7.2电解质溶液的电导295

7.2.1溶液导电性能的表示方法295

7.2.2溶液导电性能的测定方法297

7.3电导与离子的浓度299

7.3.1电导率和浓度的关系299

7.3.2摩尔电导率和浓度的关系300

7.4电导与离子的运动301

7.4.1离子独立移动定律与弱电解质的？∞m301

7.4.2离子摩尔电导率与离子迁移率302

7.4.3离子迁移数305

7.5电导测定的应用310

7.6电解质溶液理论简介313

7.6.1电离学说313

7.6.2离子间相互作用的理论314

7.7可逆电池319

7.7.1电池及其表示方法319

7.7.2电池电动势的来源321

7.7.3电池电动势和溶液浓度的关系323

7.8可逆电极325

7.8.1电极电势与标准氢电极325

7.8.2可逆电极的种类329

7.9电池电动势的测定及其计算331

7.9.1电动势的测定331

7.9.2标准电动势的测定332

7.9.3电动势的计算333

7.9.4浓差电池电动势的计算335

7.9.5液体接界电势的计算336

7.10电池电动势测定的应用338

7.10.1计算热力学函数△rGm，△rHm和△rSm338

7.10.2计算标准平衡常数342

7.10.3测量溶液的pH343

7.10.4电势滴定345

7.10.5电解质的离子平均活度系数测定346

7.11极化作用346

7.11.1分解电压347

7.11.2电解时的极化作用348

7.12电解反应的次序和析出电势356

7.12.1金属的析出与氢超电势356

7.12.2金属离子的分离357

7.13电解的工业应用359

7.13.1电解精炼359

7.13.2电合成359

7.13.3电镀361

7.14金属腐蚀361

7.14.1金属腐蚀的电化学原因361

7.14.2腐蚀极化图363

7.14.3影响腐蚀速度的因素364

7.14.4金属保护365

7.15化学电源367

7.15.1干电池368

7.15.2铅酸蓄电池369

7.15.3镍氢电池370

7.15.4银-锌蓄电池370

7.15.5锂-二氧化锰非水电解质电池371

7.15.6钠-硫电池371

7.15.7锂离子电池372

7.15.8燃料电池372

阅读材料373

1.海洋电池373

2.微生物燃料电池374

3.电化学传感器375

复习思考题376

习题379

第8章 表面现象·胶体382

8.1表面自由能和表面张力383

8.1.1表面现象及其本质383

8.1.2表面自由能和表面张力384

8.2弯曲表面现象386

8.2.1弯曲液面下的附加压力386

8.2.2毛细现象388

8.2.3弯曲液面上的饱和蒸气压389

8.2.4亚稳状态与新相的生成392

8.3溶液的表面性质392

8.3.1溶液的表面张力与溶质浓度的关系393

8.3.2吉布斯吸附等温式394

8.3.3表面活性剂的结构与分类396

8.3.4表面活性剂的基本性质397

8.3.5表面活性剂的作用398

8.3.6液面上的铺展和不溶性单分子膜402

8.4胶体概述403

8.4.1胶体分散系统的分类403

8.4.2胶体分散系统的基本特性405

8.5溶胶的制备和净化406

8.5.1溶胶的制备406

8.5.2溶胶的净化407

8.6胶体系统的光学性质407

8.6.1丁铎尔现象408

8.6.2瑞利散射定律408

8.7胶体系统的动力学性质409

8.7.1布朗运动与扩散409

8.7.2沉降平衡411

8.7.3沉降速度412

8.8胶体系统的电学性质和稳定性413

8.8.1电泳和电渗413

8.8.2胶粒带电荷的原因415

8.8.3胶团结构416

8.8.4双电层结构与电动电势417

8.8.5溶胶的稳定性与聚沉419

8.9高分子化合物溶液423

8.9.1高分子化合物溶液的特点423

8.9.2高分子化合物溶液的聚沉和保护作用424

8.10乳状液426

8.10.1乳化剂与分类426

8.10.2乳化剂作用原理与应用427

阅读材料428

神奇的纳米世界428

复习思考题430

习题433

习题答案435

附录1国际单位制（SI）444

附录2某些物理化学常数447

附录3某些转换因子448

附录4一些物质的热力学数据表值449

附录5主要符号460

附录6常用上下标符号463

附录7常用的数学公式及定理464