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1 气体 1

学习要求 1

基本内容 1

1.1 理想气体状态方程式 1

1.1.1 低压气体的经验定律 1

1.1.2 理想气体模型 2

1.1.3 理想气体状态方程式 2

1.1.4 普适气体常数R 2

1.2 混合理想气体定律 3

1.2.1 道尔顿分压定律 3

1.2.2 阿马格分体积定律 3

1.3 实际气体状态方程式 4

1.3.1 实际气体与理想气体的偏差 4

1.3.2 范德华方程式 4

1.3.3 维里方程式 5

1.4 压缩因子图 5

1.4.1 压缩因子 5

1.4.2 对应状态原理 6

1.4.3 压缩因子图 7

1.5 气体分子运动论简介 7

典型例题分析 8

复习思考题 14

2 热力学第一定律 16

学习要求 16

基本内容 16

2.1 热力学中的基本概念与术语 16

2.1.1 体系与环境 16

2.1.2 体系的性质 16

2.1.3 状态与状态函数 17

2.1.4 热力学平衡 17

2.1.5 过程与途径 18

2.2 热力学第一定律 18

2.2.1 内能 18

2.2.2 热量与工--能量传递的两种形式 18

2.2.3 热力学第一定律的表达 18

2.3 膨胀功及其计算 18

2.3.1 功的定义 18

2.3.2 膨胀功的计算公式 18

2.3.3 可逆过程与不可逆过程 20

2.4 恒压热与焓，恒容热 21

2.4.1 恒压过程的热量及焓的定义 21

2.4.2 恒容热 22

2.4.3 理想气体的内能与焓 22

2.5 热容 23

2.5.1 热容的定义 23

2.5.2 恒压热容与恒容热容 23

2.5.3 温度对热容的影响 23

2.5.4 恒压热容与恒容热容的关系 24

2.5.5 热容的粗略估算 24

2.6 热力学第一定律对理想气体的应用 25

2.6.1 恒温过程、恒压过程及恒容过程 25

2.6.2 绝热过程 26

2.7 热力学第一定律对相变过程的应用 27

典型例题分析 27

复习思考题 43

3 热化学 45

学习要求 45

基本内容 45

3.1 化学反应的热效应 45

3.1.1 热效应的定义 45

3.1.2 恒压热效应与恒容热效应的关系 46

3.2 热化学方程式 46

3.2.1 热化学方程式 46

3.2.2 热化学方程式的意义 46

3.2.3 热化学方程式的书写 47

3.3 盖斯定律--热效应总值恒定定律 47

3.3.1 盖斯定律的内容 47

3.3.2 盖斯定律的意义 48

3.4 各种热效应 49

3.4.1 生成热 49

3.4.2 燃烧热 50

3.4.3 溶解热 51

3.5 反应热效应与温度的关系--盖尔霍夫公式 51

3.5.1 基尔霍夫方程的微分形式 51

3.5.2 基尔霍夫方程的积分形式 52

3.6 非恒温反应热的计算 53

3.6.1 非恒温反应热的计算 53

3.6.2 最高反应温度及火焰温度 53

典型例题分析 55

复习思考题 63

4 热力学第二定律 64

学习要求 64

基本内容 64

4.1 自发过程与热力学第二定律 64

4.1.1 自发过程的方向与限度 64

4.1.2 第二定律的经典表述 65

4.2 卡诺循环与熵 65

4.2.1 卡诺循环 65

4.2.2 熵 67

4.2.3 熵变与不可逆过程热温熵的关系 69

4.2.4 孤立体系中的熵判据 70

4.3 熵变的计算公式 71

4.3.1 升温熵的计算，熵与温度的关系 71

4.3.2 恒温可逆膨胀熵的计算、熵与体积的关系 71

4.3.3 理想气体混合熵的计算 72

4.3.4 绝热膨胀熵的计算 72

4.3.5 相变熵的计算、熵与物态的关系 73

4.4 自由能与自由焓 74

4.4.1 自由能F 74

4.4.2 自由焓G 75

4.4.3 热力学函数之间的基本关系式 76

4.5 △F与△G的计算公式 79

4.5.1 从定义式出发进行计算 79

4.5.2 由全微分式计算△Fr与△GT 79

4.5.3 相变过程的△F与△G的计算 80

4.6 克劳修斯-克莱贝龙方程式 81

4.6.1 克莱贝龙方程式 81

4.6.2 克莱贝龙-克劳修斯方程式 81

典型例题分析 82

复习思考题 100

5 化学平衡与热力学第三定律 101

学习要求 101

基本内容 101

5.1 平衡常数 101

5.1.1 平衡常数的热力学推导 101

5.1.2 平衡常数的物理意义 102

5.1.3 平衡常数的其它表示法及其相互关系 102

5.2 化学反应等温方程式-方向与限度的判据 104

5.2.1 化学反应等温方程式的热力学推导 104

5.2.2 化学反应的方向与限度 104

5.2.3 平衡常数与标准自由焓变之关系 104

5.3 纯凝聚相与气相间的多相平衡 105

5.3.1 多相反应的平衡常数 105

5.3.2 分解压 105

5.3.3 多相反应中的化学等温方程式 105

5.4 平衡常数的计算方法 106

5.4.1 标准生成自由焓法 106

5.4.2 组合法 106

5.4.3 量热法 107

5.4.4 其它方法 107

5.5 平衡常数与温度的关系 107

5.5.1 △G与温度的关系 107

5.5.2 平衡常数与温度的关系--范特荷夫等压方程式 109

5.6 热力学第三定律 111

5.6.1 热力学第三定律的表达 111

5.6.2 绝对熵的计算方法 111

5.7 熵法求平衡常数 112

5.8 外界因素对化学平衡的影响 113

5.8.1 温度对平衡移动的影响 114

5.8.2 分压(或浓度)对平衡移动的影响 114

5.8.3 总压力对平衡移动的影响 114

5.8.4 惰性气体对平衡移动的影响 115

5.9 几个反应同时平衡 115

典型例题分析 116

复习思考题 139

6 统计热力学初步 141

学习要求 141

基本内容 141

6.1 基本概念 141

6.1.1 统计热力学的任务 141

6.1.2 统计体系的分类 141

6.1.3 粒子的运动形式 142

6.1.4 能级公式 143

6.2 粒子体系的分布及其微观状态数 144

6.2.1 独立可别粒子体系(定位粒子体系) 144

6.2.2 玻尔兹曼熵定理 144

6.2.3 等几率假设和最可几分布 145

6.2.4 独立等同粒体系(非定位粒子体系) 145

6.3 玻尔兹曼分布定律 146

6.3.1 最可几分布 146

6.3.2 玻尔兹曼分布的表达式 146

6.3.3 a和β值的确定 148

6.3.4 玻尔兹曼分布定律 150

6.3.5 配分函数Q的意义 150

6.3.6 非定位粒子体系的最可几分布 151

6.4 独立粒子体系的热力学函数 151

6.4.1 定位粒子体系的热力学函数 151

6.4.2 非定位粒子体系的热力学函数 152

6.5 配分函数与热力学函数的计算 153

6.5.1 配分函数的因子分解 153

6.5.2 原子晶体的配分函数和热力学函数 153

6.5.3 能量零点的选择对热力学函数的影响 157

6.5.4 单原子分子的配分函数和热力学函数 158

6.5.5 双原子分子的配分函数和热力学函数 159

6.6 理想气体反应平衡常数的计算 160

6.6.1 理想气体的摩尔自由焓 160

6.6.2 从配分函数求平衡常数 161

6.6.3 从自由焓函数求平衡常数 161

典型例题分析 162

复习思考题 178

7 溶液 180

学习要求 180

基本内容 180

7.1 溶液的基本概念和浓度的表示方法 180

7.1.1 溶液的基本概念 180

7.1.2 溶液组成的表示法 180

7.2 偏摩尔数量与化学位 181

7.2.1 偏摩尔数量的定义 181

7.2.2 偏摩尔数量间的重要关系 182

7.2.3 化学位的定义与用途 183

7.3 稀溶液 184

7.3.1 稀溶液的两个基本定律 184

7.3.2 稀溶液的依数性 185

7.3.3 稀溶液的分配定律及萃取 188

7.4 理想溶液 189

7.4.1 理想溶液的定义 189

7.4.2 理想溶液中的热力学公式 190

7.4.3 理想溶液的蒸气压 190

7.5 实际溶液 191

7.5.1 理想溶液与实际溶液的偏差 191

7.5.2 活度与活度系数 191

7.5.3 活度标准状态的种类 192

典型例题分析 192

复习思考题 207

8 相平衡 208

学习要求 208

基本内容 208

8.1 相律 208

8.1.1 相平衡 208

8.1.2 相律的数学表达式 210

8.2 单元系相图 211

8.2.2 单组分物系的相平衡 211

8.2.2 水的相图 211

8.3 二元溶液的相图 213

8.3.1 双组分物系的相平衡 213

8.3.2 理想溶液的蒸气压-组成图 214

8.3.3 理想溶液的沸点-组成图 214

8.3.4 实际溶液的蒸气压-组成图 215

8.4 二组分物系的液-固平衡相图 216

8.4.1 热分析法 216

8.4.2 形成简单共晶的二元系相图 217

8.4.3 杠杆规则 217

8.4.4 形成化合物的二元系相图 218

8.4.5 形成固溶体的二元系相图 219

8.5 三元系相图 220

8.5.1 三元系相图的组成表示法 220

8.5.2 形成简单共晶的三元系相图 222

典型例题分析 222

复习思考题 242

9 表面现象 244

学习要求 244

基本内容 244

9.1 物质的表面特性与表面自由焓 244

9.1.1 比表面积(A0) 244

9.1.2 物质的表面特性 245

9.1.3 表面张力的影响因素 247

9.1.4 表面张力的简易测量方法 247

9.2 表面现象的热力学原理 248

9.3 润湿现象、接触角 248

9.3.1 润湿现象 249

9.3.2 接触角的概念 249

9.4 弯曲液面下的附加压力 249

9.4.1 附加压力(Ps) 249

9.4.2 气泡最大压力法测定表面张力 251

9.5 微小颗粒的表面性质 251

9.5.1 微小液熵的饱和蒸气压 251

9.5.2 微小晶体的熔点和溶解度 253

9.5.3 介稳状态和新相种子难于生成 255

9.6 吸附作用的基本概念和吸附类型 256

9.6.1 吸附作用的基本概念 256

9.6.2 吸附作用的原因及吸附类型 257

9.7 固体表面对气体的吸附作用 259

9.7.1 吸附等温线与弗莱德利胥的经验方程式 259

9.7.2 朗格缪尔单分子层吸附理论与吸附等温方程式 260

9.7.3 BET多分子层吸附理论 261

9.8 溶液表面上的吸附，表面活性物质 262

9.8.1 溶液表面上的吸附作用 262

9.8.2 表面活性物质 264

典型例题分析 264

复习思考题 279

10 化学动力学基础 280

学习要求 280

基本内容 280

10.1 反应速度 280

10.1.1 反应速度的定义及其表示法 280

10.1.2 几个基本概念 281

10.2 化学反应速度方程 282

10.2.1 基元反应的速度方程 282

10.2.2 非基元反应的速度方程 282

10.2.3 反应速度常数与反应级数 283

10.3 速度方程的积分形式 284

10.3.1 零级反应 284

10.3.2 一级反应 284

10.3.3 二级反应 285

10.3.4 n级反应 286

10.4 速度方程的确定--反应级数的测定方法 287

10.4.1 代入法 287

10.4.2 作图法 287

10.4.3 半衰期法 287

10.4.4 微分法 288

10.4.5 隔离法 288

10.5 温度对反应速度的影响和活化能的概念 288

10.5.1 范特荷夫的经验规则 288

10.5.2 阿累尼乌斯速度方程 289

10.5.3 活化能 289

10.6 反应速度理论简介 291

10.6.1 反应速度的碰撞理论 291

10.6.2 过渡状态理论 292

10.7 典型复杂反应 292

10.7.1 对行反应(对峙反应) 292

10.7.2 平行反应 293

10.7.3 连串反应 294

10.8 链式反应 295

10.8.1 链式反应的特征及分类 295

10.8.2 链式反应的步骤及速度方程 295

10.8.3 支链反应和爆炸界限 297

典型例题分析 298

复习思考题 315

11 电化学 317

学习要求 317

基本内容 317

11.1 电解质溶液的导电机理与法拉第电解定律 317

11.1.1 电解质溶液的导电机理 317

11.1.2 法拉第电解定律 318

11.1.3 电流效率 319

11.2 电解质溶液的电导 319

11.2.1 电解质溶液导电能力的表示方法 319

11.2.2 离子独立移动定律 322

11.2.3 电导的测定，电导池常数及摩尔电导的计算步骤 322

11.2.4 摩尔电导的应用 323

11.3 离子的迁移现象及迁移数 324

11.3.1 离子迁移数的定义 324

11.3.2 迁移数与离子极限摩尔电导之关系 324

11.3.3 离子迁移数的测定方法 326

11.4 电解质溶液的活度及活度系数 327

11.5 可逆原电池的电动势 328

11.5.1 原电池的组成 328

11.5.2 原电池符号的表示方法及其规定 329

11.5.3 电动势的定义 330

11.5.4 电动势的测定方法--补偿法 330

11.6 原电池热力学 330

11.6.1 可逆电池与不可逆电池 330

11.6.2 电动势与热力学函数的关系 331

11.6.3 电动势与反应中各物质活度的关系 331

11.7 电极电位与电极类型 332

11.7.1 电极电位 332

11.7.2 电极类型及常见电极 333

11.8 浓差电池与液接电位 334

11.8.1 浓差电池的类型 334

11.8.2 液体接界电位 335

11.9 电动势测定的应用 337

11.9.1 求氧化还原反应的平衡常数 337

11.9.2 求难溶盐的溶度积 337

11.9.3 求电解质溶液的pH值 337

11.9.4 求电解质溶液的平均活度系数 338

典型例题分析 339

复习思考题 355

12 胶体化学 357

学习要求 357

基本内容 357

12.1 胶体的基本性质 357

12.1.1 分散体系的分类 357

12.1.2 憎液溶胶的性质 358

12.1.3 憎液溶胶的胶团结构 360

12.2 溶胶的稳定性和聚沉作用 360

12.2.1 憎液溶胶的稳定性 360

12.2.2 憎液溶胶的聚沉 361

12.3 高分子溶液 361

12.3.1 渗透压和唐南平衡 362

12.3.2 粘度 362

12.3.3 胶凝作用与凝胶的溶胀 363

12.4 乳状液与泡沫 363

12.4.1 乳状液 363

12.4.2 泡沫 364

典型例题分析 364

复习思考题 372

附录1 373

附录2 373