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本书常用的符号意义和单位1

目录1

绪论3

一、什么是物理化学3

二、为什么学习物理化学3

三、怎样学习物理化学4

第一节 低压气体的p-V-T关系5

一、压力、体积和温度5

学习目标5

第一章 气体的p-V-T关系及液化条件5

二、低压气体的经验定律6

三、理想气体状态方程6

四、低压气体的特点和理想气体模型8

五、低压气体p-V-T关系的处理方法8

第二节 分压定律和分体积定律9

一、混合气体的组成9

二、分压定律10

三、分体积定律12

四、气体混合物的摩尔质量15

一、中、高压气体的特点16

第三节 中、高压气体的p-V-T关系16

二、中、高压气体p-V-T关系的处理方法17

第四节 气体的临界状态及液化条件20

一、气体的p-Vm图21

二、气体的临界状态及其液化条件22

第五节 对应状态原理及压缩因子图23

一、对比参数与对应状态原理24

二、压缩因子图25

阅读材料 超临界流体29

本章小结30

思考题32

习题33

第二章 热力学第一定律35

学习目标35

第一节 基本概念35

一、系统和环境35

二、系统的性质36

三、状态和状态函数36

四、热力学平衡态37

五、过程和途径38

第二节 热力学第一定律39

一、热力学能39

三、功40

二、热40

四、热力学第一定律42

第三节 恒容热与恒压热43

一、恒容热43

二、焓43

三、恒压热44

第四节 变温过程热的计算45

一、摩尔热容45

二、变温过程热的计算47

三、理想气体在单纯p、V、T变化过程中△U和△H的计算51

一、可逆过程53

四、液、固体在单纯p、V、T变化过程中△U和△H的计算53

第五节 可逆过程和可逆体积功的计算53

二、理想气体的可逆绝热过程方程55

三、理想气体可逆体积功的计算56

第六节 相变热的计算60

一、相和相变60

二、摩尔相变焓61

三、相变热的计算61

第七节 化学反应热的计算64

一、基本概念64

二、化学反应热的计算67

一、焦耳-汤姆生实验75

二、节流膨胀75

第八节 气体的节流膨胀75

阅读材料 化学热力学的发展趋势76

本章小结77

思考题81

习题82

第一节 热力学第二定律84

一、自然界中几种过程的方向和限度84

学习目标84

第三章 热力学第二定律84

二、自发过程及其特征85

三、热力学第二定律的表达方式85

第二节 熵和熵判据86

一、熵的引出86

二、熵判据87

第三节 物理过程熵差的计算89

一、△S环境的概念89

二、△S计算的基本思路90

三、单纯p、V、T变化过程△S的计算90

四、相变过程△S的计算94

一、热力学第三定律95

第四节 化学反应熵差的计算95

二、标准摩尔熵96

三、化学反应熵差的计算96

第五节 吉布斯函数和亥姆霍函数97

一、吉布斯函数98

二、亥姆霍兹函数99

三、△G和△A的计算100

第六节 热力学函数的一些重要关系式101

一、热力学基本方程101

三、麦克斯韦关系式102

二、对应系数关系式102

第七节 偏摩尔量和化学势103

一、偏摩尔量103

二、化学势106

三、化学势判据107

第八节 气体的化学势及逸度108

一、理想气体的化学势108

二、真实气体的化学势和逸度109

阅读材料 热能的综合利用与热泵原理简介111

本章小结112

思考题114

习题115

第四章 相平衡117

学习目标117

第一节 相律117

一、相、组分及自由度117

二、相律119

第二节 单组分系统相图121

一、相图的绘制122

二、相图分析122

三、相图的应用123

一、克拉贝龙方程124

第三节 单组分系统两相平衡时压力和温度的关系124

二、克劳修斯-克拉贝龙方程126

第四节 多组分系统分类及组成表示法128

一、多组分单相系统的分类128

二、多组分系统组成表示法128

第五节 拉乌尔定律和亨利定律129

一、拉乌尔定律130

二、亨利定律131

第六节 理想液态混合物133

一、理想液态混合物的汽-液平衡133

二、二组分理想液态混合物的汽-液平衡相图135

三、相图的应用137

四、理想液态混合物中各组分的化学势139

第七节 理想稀溶液140

一、稀溶液中溶剂和溶质的化学势140

二、稀溶液的依数性141

第八节 真实液态混合物与溶液145

一、二组分真实液态混合物的汽-液平衡相图145

二、真实液态混合物和溶液的化学势及活度147

第九节 二组分液态完全不互溶系统的汽-液平衡149

一、二组分液态完全不互溶系统的特点149

二、水蒸气蒸馏149

一、分配定律151

三、二组分液态完全不互溶系统的汽-液平衡相图151

第十节 分配定律和萃取151

二、萃取152

第十一节 二组分液态部分互溶系统的液-液平衡相图153

一、共轭溶液153

二、二组分液态部分互溶系统的液-液平衡相图154

三、相图的应用154

第十二节 二组分系统固-液平衡相图155

一、具有简单低共熔点系统的相图155

二、二组分固态完全互溶系统的固-液平衡相图158

阅读材料 反渗透及膜技术简介159

本章小结160

思考题162

习题163

第五章 化学平衡及其规律166

学习目标166

第一节 化学反应的平衡条件166

一、摩尔反应吉布斯函数166

二、化学反应的平衡条件167

第二节 等温方程及标准平衡常数167

一、理想气体化学反应的等温方程167

二、理想气体化学反应的标准平衡常数168

三、理想气体化学反应的Kθ与Kp、Ky、Kn、K？的关系170

四、有纯态凝聚相参加的理想气体反应171

第三节 平衡常数的测定及应用171

一、平衡常数测定的一般方法171

二、平衡常数的应用172

第四节 标准摩尔反应吉布斯函数的计算174

一、由△fG？计算△rG？174

二、由△fH？和S？计算△rG？174

三、由Kθ计算△rG？175

一、等压方程式176

第五节 温度对化学平衡的影响176

二、△rH？为定值时等压方程式的积分式177

三、△rH？为温度的函数时等压方程的积分式179

第六节 压力及惰性气体等对化学平衡的影响179

一、总压力对理想气体反应平衡转化率的影响179

二、恒温恒压下惰性气体对平衡转化率的影响180

三、反应物配比对平衡转化率的影响181

第七节 真实反应的化学平衡182

一、真实气体反应的化学平衡182

阅读材料 乙酸乙酯生产条件的分析184

二、真实液相中反应的化学平衡184

本章小结186

思考题187

习题188

第六章 电化学基础190

学习目标190

第一节 电解质溶液的导电机理190

一、电解质溶液的导电机理190

二、法拉第定律191

第二节 电解质溶液的电导率和摩尔电导率193

一、电导193

三、电流效率193

二、电导率194

三、摩尔电导率194

四、摩尔电导率与浓度的关系195

五、离子独立运动定律196

第三节 电导测定的应用197

一、计算电导率和摩尔电导率198

二、求弱电解质的电离度199

三、检验水的纯度199

四、求微溶盐的溶解度200

第四节 电解质溶液的平均活度和平均活度系数201

五、电导滴定201

一、电解质溶液的活度和活度系数202

二、离子的平均活度和平均活度系数203

第五节 可逆电池205

一、原电池205

二、原电池的表示方法205

三、可逆电池206

第六节 能斯特方程207

一、E与△rGm的关系207

二、Eθ与Kθ的关系208

三、能斯特方程208

四、电极电势和标准电极电势209

第七节 电极的种类214

一、第一类电极214

二、第二类电极215

三、第三类电极216

第八节 原电池的设计217

一、设计思路217

二、设计方法219

第九节 电池电动势的测定220

一、原电池电动势的测定220

三、电池电动势测定的应用221

二、韦斯顿标准电池221

第十节 浓差电池和液体接界电势226

一、浓差电池226

二、液体接界电势228

第十一节 分解电压228

一、分解电压229

二、分解电压的计算230

第十二节 极化作用231

一、电极的极化231

二、极化曲线231

一、阴极反应233

三、电解池和原电池极化曲线的差别233

第十三节 电解时的电极反应233

二、阳极反应234

第十四节 金属的电化学腐蚀及防护235

一、金属的电化学腐蚀236

二、金属的防护237

第十五节 化学电源239

一、锌-锰电池239

三、银-锌电池240

四、燃料电池240

二、铅蓄电池240

阅读材料 化学传感器241

本章小结242

思考题245

习题245

第七章 界面现象248

学习目标248

第一节 表面张力248

一、液体的表面张力248

二、比表面吉布斯函数249

三、界面热力学公式251

一、润湿252

第二节 润湿现象252

二、接触角及杨氏方程253

三、弯曲液面的附加压力253

第三节 分散度对物质性质的影响254

一、比表面254

二、分散度与蒸气压的关系255

三、亚稳状态和新相生成257

第四节 吸附现象258

一、吸附的概念258

二、固体表面对气体分子的吸附260

三、溶液表面的吸附262

第五节 表面活性剂264

一、表面活性剂的结构264

二、表面活性剂的分类264

三、表面活性剂的性能265

四、表面活性剂的应用266

第六节 乳状液268

一、乳状液的定义及分类268

二、乳状液的物理性质268

三、乳状液的形成和破坏269

四、乳状液的应用270

本章小结271

阅读材料 微乳状液271

思考题273

习题273

第八章 化学动力学275

学习目标275

第一节 化学反应速率275

一、反应速率的定义275

二、反应速率的图解表示276

三、基元反应和复合反应276

五、反应级数277

四、基元反应的速率方程——质量作用定律277

六、反应速率常数278

第二节 具有简单级数的化学反应278

一、一级反应278

二、二级反应280

第三节 温度对反应速率的影响283

一、范特霍夫规则284

二、阿伦尼乌斯方程284

三、活化能286

第四节 对峙反应287

第五节 平行反应289

第六节 连串反应290

第七节 链反应291

一、链反应的基本步骤291

二、链反应的分类292

三、支链反应与爆炸界限292

第八节 催化反应293

第九节 多相催化反应295

一、气-固相催化反应的一般机理295

二、只有一种反应物的表面反应为控制步骤的气-固相催化反应的速率方程295

阅读材料 酶催化反应简介296

本章小结297

思考题299

习题300

第九章 胶体302

学习目标302

第一节 分散系统分类302

一、分子分散系统302

二、粗分散系统302

三、胶体分散系统302

第二节 胶体的动力性质303

一、布朗运动303

三、沉降平衡304

二、扩散304

第三节 胶体的电学性质305

一、电泳305

二、胶体粒子带电的原因305

三、胶体粒子的结构306

四、热力学电势和电动电势306

第四节 胶体的聚沉308

一、电解质的聚沉作用308

二、正负胶体的相互聚沉309

三、高分子化合物的聚沉作用309

参考文献310

阅读材料 微胶囊310

本章小结310

思考题312

习题312

附录313

附录一 某些气体的范德华常数313

附录二 某些物质的临界参数313

附录三 某些气体的摩尔定压热容与温度的关系314

附录四 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314

附录五 某些有机化合物的标准摩尔燃烧焓317

附录六 一些电极的标准电极电势318