物理化学 第二版

**章气体的pVT关系1
**节理想气体状态方程1
1. 理想气体状态方程的表述1
2. 理想气体模型2
3. 摩尔气体常数3
第二节理想气体混合物4
1. 混合物的组成4
2. 理想气体状态方程对理想气体混合物的应用4
3. 道尔顿定律5
4. 阿马加定律6
第三节气体的液化及临界参数6
1. 液体的饱和蒸气压6
2. 临界参数7
3. 真实气体的p-Vm图及气体的液化8
第四节真实气体状态方程9
1. 真实气体的pVm-p图及玻意耳温度9
2. 范德瓦耳斯方程10
3. 维里方程12
4. 其他重要方程举例12
第五节对应状态原理及普遍化压缩因子图13
1. 压缩因子13
2. 对应状态原理14
3. 普遍化压缩因子图14
习题17

第二章热力学**定律20
**节热力学基本概念20
1. 热力学概论20
2. 系统和环境20
3. 状态和状态函数21
4. 平衡态与平衡态的描述21
5. 热力学过程22
6. 液(或固)体的饱和蒸气压23
第二节热力学**定律的表述23
1. 功23
2. 热25
3. 热力学能25
4. 热力学**定律的数学表达式25
第三节恒容热、恒压热、焓26
1. 恒容热26
2. 恒压热26
3. 焓27
第四节热容27
1. 热容的概念27
2. Cp与CV的关系28
第五节可逆过程30
1. 准静态过程30
2. 可逆过程32
第六节热力学**定律对理想气体的应用32
1. 焦耳实验32
2. 理想气体的热力学能32
3. 理想气体的焓34
4. 理想气体恒温可逆过程34
5. 理想气体绝热过程36
第七节热力学**定律在化学变化过程中的应用38
1. 反应进度38
2. 摩尔反应焓39
3. 摩尔反应焓与温度的关系——基希霍夫公式41
第八节相变化过程42
1. 相变焓42
2. 相变过程功的计算43
3. 相变过程热力学能的计算43
第九节摩尔溶解焓、摩尔稀释焓及摩尔混合焓43
1. 摩尔溶解焓43
2. 摩尔稀释焓43
3. 摩尔混合焓44
第十节由标准摩尔生成焓和标准摩尔燃烧焓计算标准摩尔反应焓44
1. 标准摩尔生成焓及由标准摩尔生成焓计算标准摩尔反应焓44
2. 标准摩尔燃烧焓和由标准摩尔燃烧焓计算标准摩尔反应焓45
3. 恒容反应热与恒压反应热之间的关系47
4. 盖斯定律47
第十一节焦耳-汤姆孙效应48
1. 焦耳-汤姆孙实验48
2. 节流膨胀的热力学特征及焦耳-汤姆孙系数48
3. 焦耳-汤姆孙实验的热力学分析49
习题50

第三章热力学第二定律56
**节卡诺循环56
第二节自发过程的共同特征——不可逆性58
1. 有限温差的热传导过程58
2. 膨胀过程的方向性58
3. 摩擦生热的方向性59
4. 高压气体向低压气体的扩散过程59
5. 溶质自高浓度向低浓度的扩散过程59
第三节热力学第二定律的概念59
第四节熵及熵增原理60
1. 卡诺定理60
2. 熵62
3. 克劳修斯不等式64
4. 熵判据——熵增原理65
第五节单纯pVT变化熵变的计算66
1. 环境熵变66
2. 恒压变温过程熵变66
3. 恒容变温过程熵变66
4. 理想气体pVT变化过程熵变67
第六节纯物质相变过程熵变的计算68
1. 可逆相变69
2. 不可逆相变69
第七节热力学第三定律和化学变化过程熵变的计算70
1. 热力学第三定律70
2. 规定熵和标准熵70
3. 标准摩尔反应熵的计算72
4. 标准摩尔反应熵随温度的变化72
第八节亥姆霍兹函数和吉布斯函数73
1. 亥姆霍兹函数73
2. 吉布斯函数75
3. 三种判据的比较76
4. 恒温过程亥姆霍兹函数变、吉布斯函数变的计算78
第九节热力学基本方程79
1. 热力学基本方程的表述80
2. 麦克斯韦关系式81
3. 吉布斯-亥姆霍兹方程81
4. 热力学状态方程83
5. 其他重要的关系式84
6. 由热力学基本方程计算纯物质pVT变化过程的ΔA，ΔG86
第十节克拉佩龙方程87
1. 克拉佩龙方程的表述87
2. 固液平衡、固固平衡积分式88
3. 克劳修斯-克拉佩龙方程88
4. 相变焓与温度的关系——Planck方程90
5. 外压对液体饱和蒸气压的影响91
习题92

第四章多组分系统热力学99
**节偏摩尔量99
1. 偏摩尔量的由来99
2. 偏摩尔量的定义99
3. 偏摩尔量的测定方法101
4. 同一组分的各种偏摩尔量之间的关系103
5. 吉布斯-杜亥姆方程103
第二节化学势104
1. 化学势的定义104
2. 多组分单相系统的热力学公式104
3. 多组分多相系统的热力学公式105
4. 化学势判据及其应用举例106
5. 热力学系统的热力学平衡条件107
第三节气体的化学势107
1. 纯理想气体的化学势107
2. 理想气体混合物中任一组分的化学势108
3. 纯真实气体的化学势108
4. 真实气体混合物中任一组分的化学势109
5. 逸度与逸度因子109
6. 逸度系数的计算110
第四节拉乌尔定律和亨利定律111
1. 液态混合物、溶液的液气平衡111
2. 拉乌尔定律111
3. 亨利定律111
4. 拉乌尔定律与亨利定律的对比112
第五节理想液态混合物113
1. 理想液态混合物的定义113
2. 理想液态混合物中任一组分的化学势113
3. 理想液态混合物的混合性质114
第六节理想稀溶液116
1. 溶剂的化学势117
2. 溶质的化学势117
第七节理想稀溶液的依数性119
1. 溶剂蒸气压下降119
2. 凝固点降低（析出固体纯溶剂）119
3. 沸点升高（溶质不挥发）121
4. 渗透压122
第八节真实液态混合物、真实溶液123
1. 真实液态混合物123
2. 真实溶液124
3. 活度系数的求法125
习题126

第五章化学平衡133
**节化学反应的方向和限度133
1. 化学反应的摩尔吉布斯函数变133
2. 化学反应的平衡条件134
第二节化学反应等温方程和标准平衡常数135
1. 化学反应的等温方程135
2. 标准平衡常数136
3. 影响标准平衡常数的因素136
4. 多相反应的平衡常数137
第三节平衡常数的实验测定和平衡组成的计算138
1. 平衡常数测定的一般方法138
2. 平衡组成的计算139
第四节化学反应标准平衡常数的计算140
1. 由标准摩尔生成吉布斯函数计算标准摩尔反应吉布斯函数140
2. 由标准摩尔反应焓和标准摩尔反应熵计算标准摩尔反应吉布斯函数142
3. 由有关反应计算标准摩尔反应吉布斯函数142
第五节平衡常数的表示方法143
第六节影响化学平衡移动的因素145
1. 温度对化学平衡的影响145
2. 压力对化学平衡的影响148
3. 惰性组分对化学平衡的影响149
4. 反应物的物质的量之比对化学平衡的影响151
5. 外加反应物的量对化学平衡的影响152
第七节同时化学平衡153
第八节真实气体反应的化学平衡154
第九节液态混合物中反应的化学平衡156
第十节液态溶液中反应的化学平衡157
习题158

第六章相平衡166
**节相律166
1. 相律的基本概念166
2. 相律的推导167
3. 注意事项169
第二节单组分系统的相平衡170
第三节二组分系统气液平衡相图171
1. 二组分系统二相平衡热力学普遍公式171
2. 二组分理想液态混合物的气液平衡相图174
3. 蒸馏与精馏176
4. 二组分真实液态混合物的气液平衡相图178
5. 二组分液态部分互溶系统的气液平衡相图181
6. 二组分液态完全不溶系统的气液平衡相图183
第四节二组分系统固液平衡相图184
1. 固态完全不互溶系统184
2. 形成化合物的系统187
3. 固态部分互溶系统190
4. 固态完全互溶系统191
5. 两组分系统复杂相图的分析和应用192
第五节三组分系统相图193
1. 等边三角形坐标表示法193
2. 三组分盐水系统相图195
3. 部分互溶的三组分系统196
4. 三组分低共熔混合物系统198
习题199

第七章电化学206
**节电化学系统和法拉第定律206
1. 电化学系统206
2. 电解质溶液的导电机理207
3. 物质的量的基本单元209
4. Faraday电解定律209
第二节离子的电迁移210
1. 离子的电迁移率210
2. 离子的迁移数211
3. 离子迁移数的测定213
第三节电导率和摩尔电导率215
1. 电解质溶液的导电能力215
2. 电导和电导率215
3. 摩尔电导率216
4. 电导的测定216
5. 电导率、摩尔电导率与浓度的关系217
6. 离子的电迁移率与摩尔电导率的关系220
7. 电导测定的应用221
第四节电解质溶液的活度和活度系数222
1. 强电解质的活度和活度系数222
2. 离子强度和德拜-休克尔极限公式223
3. 电解质溶液理论和德拜-休克尔极限公式224
第五节可逆电池及可逆电极225
1. 可逆电池的书写方法226
2. 可逆电池的条件226
3. 可逆电极及其分类227
第六节可逆电池的热力学228
1. 电动势与电池反应的摩尔吉布斯函数变之间的关系228
2. 电动势与电池反应的摩尔熵变之间的关系229
3. 电动势与电池反应的摩尔焓变之间的关系229
4. 电动势E与反应物和产物活度之间的关系——Nernst公式229
5. 标准电动势与标准平衡常数之间的关系230
第七节 电动势的测量231
第八节可逆电极电势232
1. 标准氢电极233
2. 任意电极的电极电势233
第九节 浓差电池及液接电势236
1. 电极浓差电池236
2. 电解质浓差电池237
3. 液接电势的计算238
第十节电动势测定的应用238
1. 活度积的计算238
2. 电解质平均活度系数的测定241
3. 溶液pH值的测定241
第十一节电势-pH图242
1. 无H+或OH-参加的电极反应242
2. 有H+或OH-参加的非电化学反应243
第十二节分解电压244
第十三节极化作用246
1. 电极的极化与超电势246
2. 电化学极化的影响因素247
3. 极化曲线和超电势的测定248
第十四节金属腐蚀250
1. 腐蚀微电池250
2. 腐蚀电流251
3. 金属的钝化——阳极过程252
4. 防腐的办法253
习题254

第八章统计热力学初步261
**节有关知识261
1. 统计热力学研究的对象261
2. 统计热力学研究系统的分类261
3. 微观状态的描述261
第二节统计热力学的基本假设262
1. 各种微观状态按一定的概率出现262
2. 宏观量是个微观状态相应的微观量的统计平均值262
3. 等概率定理262
4. 玻尔兹曼熵定理262
第三节能级分布、状态分布263
1. 能级分布263
2. 状态分布263
3. 分布的概率264
4. 系统的总微态数264
第四节玻尔兹曼分布265
1. *概然分布265
2. 玻尔兹曼分布的表述267
第五节玻色-爱因斯坦统计和费米-狄拉克统计270
1. 玻色-爱因斯坦统计270
2. 费米-狄拉克统计271
第六节粒子配分函数271
1. 配分函数的析因子性质271
2. 平动配分函数的计算272
3. 转动配分函数的计算273
4. 振动配分函数的计算274
5. 电子运动的配分函数275
6. 核运动的配分函数276
第七节系统的热力学函数与配分函数的关系276
1. 内能与配分函数的关系276
2. 熵与配分函数的关系278
3. 统计熵与量热熵279
4. 其他热力学函数与配分函数的关系279
第八节统计热力学对理想气体的应用280
1. 理想气体的热力学能和压力280
2. 理想气体的热容281
3. 理想气体的熵281
第九节理想气体的化学平衡常数282
习题284

第九章化学动力学基础287
**节化学反应的速率288
1. 反应进度定义的反应速率288
2. 反应物的消耗速率和生成物的生成速率289
第二节化学反应的速率方程290
1. 基元反应291
2. 质量作用定律291
3. 非基元反应的速率方程式293
4. 反应级数293
第三节速率方程的积分形式294
1. 零级反应294
2. 一级反应295
3. 二级反应297
4. n级反应300
第四节反应级数的确定302
1. 积分法302
2. 微分法303
3. 半衰期法304
4. 隔离法305
第五节温度对反应速率的影响306
1. 范特霍夫经验规则306
2. 阿伦尼乌斯方程306
3. 温度对反应速率影响的类型307
第六节活化能和表观活化能308
1. 活化能308
2. 表观活化能309
第七节典型的复合反应310
1. 平行反应310
2. 对行反应311
3. 连串反应312
第八节链反应314
1. 直链反应314
2. 支链反应315
第九节复合反应速率方程的近似处理法316
1. 选取控速步骤法316
2. 稳态近似法317
3. 平衡态近似法318
第十节反应速率理论简介319
1. 简单碰撞理论319
2. 过渡状态理论321
第十一节单分子反应机理324
第十二节催化作用简介325
1. 催化反应的一般机理325
2. 酶催化反应327
第十三节溶液中的反应328
1. 溶剂对反应物分子无明显作用328
2. 溶剂对反应物分子有明显作用329
第十四节光化学反应330
1. 光化学反应定律331
2. 光化学反应动力学332
习题333

第十章界面现象342
**节表面张力343
1. 比表面吉布斯函数、表面功及表面张力343
2. 高度分散系统的热力学基本方程345
3. 影响表面张力的因素345
第二节润湿现象347
1. 润湿的分类347
2. 接触角与杨氏方程348
第三节液体的界面现象349
1. 弯曲液面的附加压力349
2. 拉普拉斯方程350
3. 弯曲液面的饱和蒸气压353
4. 亚稳状态354
第四节固体表面的吸附355
1. 物理吸附和化学吸附356
2. 吸附曲线357
3. 吸附等温式358
第五节溶液表面的吸附362
1. 溶液表面的吸附现象362
2. 吉布斯吸附等温式362
3. 表面活性剂364
习题365

第十一章胶体化学371
**节胶体分散系统及其制备371
1. 胶体分散系统的分类及其基本特性371
2. 溶胶的制备373
3. 溶胶的净化374
第二节胶体的光学性质375
1. 丁达尔效应375
2. 雷利公式375
第三节胶体的动力性质376
1. 布朗运动376
2. 扩散377
3. 溶胶的渗透压378
4. 沉降与沉降平衡379
第四节胶体的电学性质381
1. 胶团结构和电动现象381
2. 扩散双电层理论383
第五节溶胶的稳定性和聚沉作用385
1. 溶胶的稳定性385
2. 电解质的聚沉作用及其影响因素385
3. 溶胶稳定的DLVO理论简介386
第六节乳状液387
1. 两种乳状液387
2. 乳化剂的作用387
3. 乳状液的转化和破坏388
第七节凝胶388
1. 凝胶的基本特性和凝胶的分类388
2. 凝胶的制备389
3. 凝胶的性质389
习题389

附录392
附录一某些物质的标准摩尔生成焓、标准摩尔生成吉布斯函数、标准摩尔熵及摩尔定压热容392
附录二某些有机化合物的标准摩尔燃烧焓395
附录三某些气体的摩尔定压热容与温度的关系396
附录四某些气体的范德瓦耳斯常数396
附录五某些物质的临界参数常数397
附录六希腊字母表398

参考文献400