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绪论1

0.1 物理化学的基本内容1

0.2 物理化学的意义1

0.3 物理化学的研究方法2

0.4 物理化学的学习方法2

第1章 热力学第一定律3

1.1 热力学基本概念3

1.1.1 系统与环境3

1.1.2 系统的性质4

1.1.3 状态函数与状态方程4

1.1.4 过程与途径4

1.1.5 热力学平衡态5

1.1.6 热和功5

1.2 热力学第一定律5

1.2.1 能量守恒和转化定律5

1.2.2 热功当量6

1.2.3 热力学能6

1.2.4 热力学第一定律的数学表达形式及意义6

1.3 三个特殊的过程与功的计算6

1.3.1 准静态过程6

1.3.2 可逆过程7

1.3.3 绝热过程7

1.3.4 功的计算7

1.4 热容与焓9

1.4.1 热容的定义9

1.4.2 摩尔等压热容和摩尔等容热容10

1.4.3 焓10

1.5 热力学第一定律的应用11

1.5.1 盖吕萨克-焦耳实验11

1.5.2 焦耳-汤姆逊实验12

1.5.3 范德华方程式13

习题14

第2章 热化学15

2.1 热化学中的基本概念15

2.1.1 反应进度15

2.1.2 Qp与Qv之间的关系16

2.1.3 物质的标准态16

2.1.4 热化学方程式16

2.2 赫斯定律17

2.3 热效应的计算18

2.3.1 由标准摩尔生成焓计算反应的热效应18

2.3.2 由离子生成焓计算反应的热效应18

2.3.3 由键焓估算反应的热效应19

2.3.4 由燃烧焓计算反应的热效应19

2.4 基尔霍夫定律20

习题20

第3章 热力学第二定律23

3.1 热力学第二定律23

3.1.1 自发过程的共同特征23

3.1.2 热力学第二定律的两个经典表述24

3.1.3 热力学第二定律的本质24

3.2 熵的定义24

3.2.1 卡诺循环24

3.2.2 卡诺定理25

3.2.3 熵的概念26

3.3 热力学第二定律的数学形式与熵增加原理28

3.3.1 不可逆循环的热温商的结论28

3.3.2 热力学第二定律的数学形式28

3.3.3 熵增加原理29

3.4 亥姆霍兹自由能和吉布斯自由能29

3.4.1 亥姆霍兹自由能29

3.4.2 吉布斯自由能29

3.5 热力学判据及△S、 △G的计算30

3.5.1 热力学判据30

3.5.2 物理变化过程中熵变的计算30

3.5.3 等温等压可逆相变过程熵变的计算31

3.5.4 化学变化过程的熵变的计算31

3.5.5 △G的计算32

3.6 热力学函数间的关系34

3.6.1 热力学基本方程式35

3.6.2 吉布斯-亥姆霍兹方程式36

3.6.3 麦克斯韦（Maxwell）关系式36

3.6.4 特性函数37

习题38

第4章 多组分热力学体系39

4.1 基本概念39

4.2 偏摩尔量和化学势40

4.2.1 偏摩尔量的定义40

4.2.2 偏摩尔量的集合公式41

4.2.3 化学势41

4.3 气体混合物中组分的化学势43

4.4 理想稀溶液43

4.4.1 稀溶液中的两个经验定律44

4.4.2 稀溶液的依数性45

4.4.3 稀溶液中组分的化学势47

4.5 理想溶液48

4.5.1 理想溶液中任意组分B的化学势49

4.5.2 理想溶液的通性49

4.6 实际溶液50

习题51

第5章 相平衡53

5.1 相律53

5.2 单组分系统——水的相图55

5.3 二组分系统——双液系的相图56

5.3.1 理想完全互溶双液系56

5.3.2 非理想完全互溶双液系58

5.3.3 部分互溶双液系59

5.4 二组分系统——生成低共熔混合物的相图60

5.5 二组分系统——生成化合物的相图62

5.6 二组分系统——生成固溶体的相图63

5.7 三组分体系的相图64

5.7.1 等边三角形规则65

5.7.2 部分互溶三液系66

5.7.3 三组分水盐体系67

习题68

第6章 化学平衡71

6.1 化学反应的平衡条件71

6.2 化学反应等温方程式72

6.3 经验平衡常数73

6.3.1 Kp73

6.3.2 Kx73

6.3.3 Kc74

6.3.4 Ka74

6.4 标准生成吉布斯自由能74

6.5 平衡常数的影响因素75

6.5.1 温度的影响75

6.5.2 压力的影响76

6.5.3 惰性气体的影响76

习题76

第7章 电化学78

7.1 电化学的基本概念和法拉第定律78

7.1.1 电化学的基本概念78

7.1.2 法拉第定律79

7.2 离子的电迁移及迁移数81

7.2.1 离子的电迁移现象81

7.2.2 迁移数81

7.3 电解质溶液的电导、电导率、摩尔电导率83

7.3.1 电导和电导率83

7.3.2 摩尔电导率83

7.3.3 电导率、摩尔电导率与浓度的关系84

7.3.4 离子独立移动定律85

7.4 强电解质溶液理论86

7.4.1 强电解质溶液的平均活度和离子强度86

7.4.2 德拜-休克尔离子互吸理论88

7.5 可逆电池89

7.6 电极电势和电池电动势90

7.6.1 电动势产生的机理90

7.6.2 电极电势91

7.6.3 电池电动势和电极电势的计算92

7.6.4 可逆电池热力学93

7.7 电池电动势的应用93

7.7.1 判断氧化还原反应的方向93

7.7.2 计算反应的溶度积94

7.7.3 计算离子平均活度系数94

7.7.4 计算化学反应的平衡常数95

7.8 电极的极化95

7.8.1 分解电压95

7.8.2 极化现象96

7.8.3 极化曲线97

7.8.4 电解时电极上的反应97

习题99

第8章 化学动力学101

8.1 基本概念101

8.1.1 化学反应速率101

8.1.2 基元反应与复杂反应102

8.1.3 质量作用定律103

8.1.4 反应分子数和反应级数103

8.1.5 反应速率系数103

8.1.6 半衰期和半寿期103

8.2 简单反应级数的计算104

8.2.1 一级反应104

8.2.2 二级反应105

8.2.3 三级反应107

8.2.4 零级反应108

8.3 反应级数的确定109

8.3.1 积分法109

8.3.2 微分法110

8.3.3 半衰期法111

8.3.4 孤立法111

8.4 几种典型的复杂反应112

8.4.1 对峙反应112

8.4.2 平行反应113

8.4.3 连续反应113

8.5 温度对反应速率的影响114

8.5.1 速率系数与温度的五种关系114

8.5.2 阿仑尼乌斯公式115

8.5.3 范霍夫规则115

8.6 链反应116

8.6.1 链反应的步骤116

8.6.2 链反应的分类116

8.6.3 稳态近似法117

8.6.4 速控步和平衡假设法117

8.7 催化反应118

8.7.1 均相催化119

8.7.2 多相催化119

习题120

第9章 界面现象与胶体122

9.1 表面吉布斯自由能122

9.1.1 比表面122

9.1.2 表面功123

9.1.3 表面张力123

9.2 弯曲表面下的附加压力124

9.2.1 附加压力124

9.2.2 开尔文方程125

9.3 液体界面的性质125

9.3.1 吉布斯吸附等温式125

9.3.2 表面活性剂126

9.4 润湿现象127

9.5 固体表面的吸附129

9.5.1 吸附等温线的常见类型129

9.5.2 Langmuir吸附理论130

9.5.3 Freundlich吸附等温方程132

9.5.4 BET吸附等温方程132

9.6 胶体化学简介134

9.6.1 分散体系134

9.6.2 胶体的特性和胶团135

9.6.3 溶胶的制备与净化136

9.6.4 溶胶的性质137

9.6.5 溶胶的稳定性与聚沉140

习题141

附录143

附表1 一些物质的热力学数据表143

附表2 常见物质的标准摩尔燃烧焓△cH-m（298.15K）147

附表3 298.15K一些常见电极的氢标还原电极电位147

附表4 元素的相对原子量149

附表5 常见的物理化学常数151

参考文献152