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绪论 1

第1章 气体的pVT性质 7

1.1 物质的聚集状态 7

1.2 理想气体状态方程 8

1.2.1 理想气体状态方程 8

1.2.2 摩尔气体常数 9

1.2.3 理想气体微观模型 10

1.3 理想气体混合物 11

1.3.1 道尔顿分压定律 11

1.3.2 阿玛格分体积定律 12

1.3.3 气体混合物的平均摩尔质量 14

1.4 真实气体与真实气体状态方程 15

1.4.1 真实气体对理想气体的偏差 15

1.4.2 真实气体状态方程 16

1.5 真实气体的液化 19

第2章 热力学第一定律 25

2.1 热力学概论 25

2.1.1 热力学的理论基础 25

2.1.2 热力学的研究方法 26

2.2 热力学基本概念 27

2.2.1 系统和环境 27

2.2.2 系统的宏观性质 27

2.2.3 物质的聚集状态和相态 28

2.2.4 系统的状态和状态函数 28

2.2.5 热力学平衡态 30

2.2.6 过程与途径 30

2.2.7 状态函数法 32

2.3 热力学第一定律 33

2.3.1 热和功 33

2.3.2 热力学能 34

2.3.3 热力学第一定律 35

2.4 热力学可逆过程 36

2.4.1 准静态过程 36

2.4.2 可逆过程 38

2.5 焓 39

2.5.1 恒容热 39

2.5.2 恒压热和焓 40

2.5.3 理想气体的热力学能和焓 41

2.6 热容 42

2.6.1 热容、比热容和摩尔热容 42

2.6.2 摩尔恒容热容和摩尔恒压热容 43

2.6.3 理想气体的热容 44

2.6.4 摩尔热容与温度的关系 44

2.7 热力学第一定律的应用 45

2.7.1 理想气体的简单变化过程 45

2.7.2 相变化过程 52

2.7.3 化学变化过程 53

2.7.4 节流膨胀 64

第3章 热力学第二定律 73

3.1 热力学第二定律 73

3.1.1 自发过程的共同特征 74

3.1.2 热力学第二定律 75

3.2 卡诺循环和卡诺定理 76

3.2.1 热机效率 76

3.2.2 卡诺循环 77

3.2.3 卡诺定理及其推论 79

3.3 熵函数 80

3.3.1 熵函数的定义 80

3.3.2 热力学第二定律数学表达式 83

3.3.3 熵增加原理及熵判据 83

3.3.4 环境熵变的计算 84

3.3.5 系统熵变的计算 85

3.4 热力学第三定律 90

3.4.1 热力学第三定律 90

3.4.2 规定摩尔熵和标准摩尔熵 91

3.4.3 化学反应熵变的计算 91

3.4.4 熵的物理意义 93

3.5 亥姆霍兹函数 94

3.5.1 亥姆霍兹函数的导出 94

3.5.2 亥姆霍兹函数判据 95

3.5.3 亥姆霍兹函数变的计算 95

3.6 吉布斯函数 96

3.6.1 吉布斯函数的导出 96

3.6.2 吉布斯函数判据 97

3.6.3 吉布斯函数变的计算 97

3.7 热力学函数基本关系 101

3.7.1 热力学基本方程 101

3.7.2 对应系数关系式 103

3.7.3 麦克斯韦关系式 105

3.7.4 吉布斯—亥姆霍兹方程 106

第4章 多组分系统热力学 114

4.1 多组分系统的概念 114

4.1.1 多组分系统和单组分系统 114

4.1.2 混合物与溶液 115

4.2 偏摩尔量 118

4.2.1 偏摩尔量的定义 118

4.2.2 偏摩尔量集合公式 119

4.2.3 吉布斯—杜亥姆方程 120

4.2.4 同一组分不同偏摩尔量之间的关系 120

4.3 化学势 121

4.3.1 化学势的定义 121

4.3.2 多组分组成可变系统的热力学基本方程 121

4.3.3 化学势判据 123

4.4 气体组分的化学势 125

4.4.1 理想气体的化学势 125

4.4.2 真实气体的化学势及逸度 126

4.5 拉乌尔定律和亨利定律 127

4.5.1 拉乌尔定律 128

4.5.2 亨利定律 128

4.6 理想液态混合物 130

4.6.1 理想液态混合物的定义和特征 130

4.6.2 理想液态混合物中任意组分的化学势 132

4.6.3 理想液态混合物的液气平衡 133

4.7 理想稀薄溶液 136

4.7.1 理想稀薄溶液的概念 136

4.7.2 理想稀薄溶液中各组分的化学势 137

4.8 理想稀薄溶液的依数性 142

4.8.1 蒸气压下降 142

4.8.2 凝固点降低 142

4.8.3 沸点升高 144

4.8.4 渗透压 145

4.9 分配定律 146

4.9.1 能斯特分配定律 146

4.9.2 萃取 147

4.10 真实液态混合物及溶液 147

4.10.1 真实液态混合物对理想液态混合物的偏差 147

4.10.2 真实液态混合物中任意组分的化学势及活度 148

4.10.3 真实溶液中溶剂和溶质的化学势及活度 149

第5章 多相平衡 154

5.1 相律和相图 154

5.1.1 基本概念及定义 154

5.1.2 相律的推导 156

5.1.3 几点说明 159

5.2 单组分系统的两相平衡热力学方程 160

5.2.1 克拉贝龙方程 160

5.2.2 克劳修斯-克拉贝龙方程 161

5.3 单组分系统的相图 162

5.3.1 水的相平衡实验 163

5.3.2 水的相图分析 163

5.3.3 二氧化碳的相图 165

5.3.4 硫的相图 165

5.4 双组分理想液态混合物的相图 166

5.4.1 理想液态混合物的蒸汽压—组成图 166

5.4.2 理想液态混合物的沸点-组成图（等压T-x图） 168

5.4.3 两相平衡时物质数量间的关系——杠杆规则 168

5.4.4 精馏原理 170

5.5 双组分真实液态混合物的相图 171

5.5.1 具有一般正偏差（或负偏差）的液态化合物的相图 171

5.5.2 具有最大正偏差的液态混合物的相图 172

5.5.3 具有极大负偏差的液态混合物的相图 173

5.6 双组分部分互溶系统的相图 174

5.7 双组分完全不互溶系统的相图 177

5.7.1 完全不互溶系统的特点 177

5.7.2 完全不互溶系统的温度—组成图 178

5.7.3 水蒸汽蒸馏 179

5.8 双组分固—液系统的相图 180

5.8.1 生成简单低共熔混合物系统的相图 180

5.8.2 生成化合物系统的相图 186

5.9 三组分系统的相图 190

第6章 化学平衡 202

6.1 化学反应的方向和限度 202

6.1.1 化学反应概述 202

6.1.2 化学反应的方向和限度 202

6.2 化学反应恒温方程式 203

6.2.1 理想气体混合物反应系统 204

6.2.2 有理想液态物质参加的混合物反应系统 207

6.3 化学反应的标准平衡常数 208

6.3.1 化学反应标准平衡常数 208

6.3.2 气相反应的标准平衡常数 208

6.3.3 液相反应的平衡常数 209

6.3.4 复相反应的平衡常数 211

6.4 标准平衡常数的测定和求算 212

6.4.1 标准平衡常数的测定 212

6.4.2 标准平衡常数的求算 212

6.4.3 平衡转化率和平衡组成的计算 214

6.5 影响化学平衡的因素 214

6.5.1 温度对化学平衡的影响—化学反应恒压方程式 214

6.5.2 压力对化学平衡的影响 216

6.5.3 惰性气体对化学平衡的影响 217

6.6 同时平衡 218

6.6.1 反应耦合 218

6.6.2 同时平衡 218

第7章 电化学 223

7.1 电化学基本概念 223

7.1.1 导体分类 223

7.1.2 原电池与电解池 224

7.1.3 法拉第定律 224

7.1.4 离子的电迁移率和迁移数 226

7.2 电导率和摩尔电导率 228

7.2.1 电导、电导率、摩尔电导率的定义 228

7.2.2 电导和电导率的测定 230

7.2.3 电导率和摩尔电导率与浓度的关系 231

7.2.4 离子独立运动定律 233

7.2.5 电导测定的应用 234

7.3 强电解质溶液的活度 237

7.3.1 离子的平均活度和平均活度因子 237

7.3.2 离子互吸理论简介 240

7.3.3 离子强度和德拜-休克尔极限公式 241

7.4 可逆电池和电池电动势 243

7.4.1 电池反应和电池图示法 244

7.4.2 可逆电池 245

7.4.3 电池电动势及其测定方法 245

7.4.4 韦斯登标准电池 246

7.5 原电池热力学 247

7.5.1 电池反应的吉布斯函数变与电池电动势的关系 248

7.5.2 电池电动势与各组分活度的关系—能斯特方程 248

7.5.3 原电池电动势与一些热力学量的关系 249

7.6 电极电势和电极种类 251

7.6.1 电极电势 251

7.6.2 标准电极电势 252

7.6.3 电极种类 254

7.6.4 电池电动势的计算 257

7.7 原电池的设计 259

7.7.1 原电池设计方法 259

7.7.2 浓差电池和液接电势 261

7.7.3 电池电动势的应用 265

7.8 不可逆电极过程 268

7.8.1 分解电压 268

7.8.2 电极极化和超电势 269

7.8.3 电解过程的电极反应 273

7.8.4 电解的应用 274

7.9 电化学腐蚀和金属防护 275

7.9.1 金属电化学腐蚀 275

7.9.2 金属防护 276

第8章 化学动力学基础 282

8.1 化学动力学基本概念 283

8.1.1 化学反应速率 283

8.1.2 化学反应机理 284

8.1.3 质量作用定律 285

8.1.4 化学反应速率方程和反应级数 286

8.1.5 用气体组分的分压表示的速率方程 286

8.2 简单级数反应 287

8.2.1 零级反应 287

8.2.2 一级反应 287

8.2.3 二级反应 289

8.2.4 n级反应 291

8.3 反应级数确定方法 292

8.3.1 微分法 292

8.3.2 积分法 293

8.3.3 半衰期法 293

8.3.4 隔离法 294

8.4 温度对反应速率的影响 294

8.4.1 范特霍夫经验规则 294

8.4.2 阿仑尼乌斯方程 295

8.4.3 实验活化能 295

8.5 典型的复合反应 298

8.5.1 对行反应 299

8.5.2 平行反应 300

8.5.3 连串反应 302

8.6 复合反应的速率方程 303

8.6.1 复合反应速率方程的近似处理法 304

8.6.2 稳态近似法 305

8.6.3 非基元反应的表观活化能与基元反应活化能之间的关系 306

8.6.4 链反应 307

8.6.5 爆炸与支链反应 309

8.7 光化学反应 310

8.7.1 光化学反应基本定律 311

8.7.2 光化学反应动力学 312

8.8 催化反应 314

8.8.1 催化反应的基本概念 314

8.8.2 催化反应的基本特征 314

8.8.3 均相催化反应 316

8.8.4 多相催化反应 317

第9章 界面现象 327

9.1 表面张力和表面吉布斯函数 327

9.1.1 比表面和表面功 327

9.1.2 表面热力学基本方程 329

9.1.3 影响表面张力的因素 330

9.2 液体的表面性质 331

9.2.1 弯曲液面的附加压力 331

9.2.2 弯曲液面的饱和蒸气压 332

9.2.3 铺展和润湿 334

9.2.4 毛细管现象 336

9.2.5 溶液的表面吸附 338

9.3 固体的表面性质 345

9.3.1 固体的表面吸附 346

9.3.2 吸附热力学 350

9.3.3 固体自溶液中的吸附 350

9.4 亚稳态和新相生成 352

9.4.1 亚稳态 352

9.4.2 新相生成热力学 354

9.4.3 新相生成动力学 355

第10章 胶体化学 360

10.1 溶胶的性质 362

10.1.1 溶胶的光学性质 362

10.1.2 溶胶的动力性质 365

10.1.3 溶胶的电学性质 369

10.1.4 溶胶的流变性质 375

10.2 溶胶的稳定、制备和破坏 376

10.2.1 溶胶的稳定机制 376

10.2.2 溶胶的制备 379

10.2.3 溶胶的聚沉 383

10.3 高分子化合物溶液 384

10.3.1 高分子化合物的概念 384

10.3.2 高分子溶液的黏度 385

10.3.3 高分子溶液的渗透压和渗透平衡 387

10.3.4 盐析作用和胶凝作用 389

10.4 粗分散系统 390

10.4.1 乳状液 390

10.4.2 泡沫 393

10.4.3 悬浮液 394

10.4.4 气溶胶 396

参考文献 402

附录一 国际单位制 403

附录二 希腊字母表 406

附录三 基本常数 407

附录四 换算因子 408

附录五 元素的相对原子质量表（2005） 409

附录六 某些物质的临界参数 411

附录七 某些气体的范德华常数 412

附录八 某些气体的摩尔定压热容与温度的关系 413

附录九 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 414

附录十 某些有机化合物的标准摩尔燃烧焓 418