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绪论 3

第一章　热力学第一定律 3

第一节　热力学概论 3

一、热力学 3

二、化学热力学 3

三、热力学的方法及其局限性 4

第二节　热力学基本概念 4

一、体系与环境 4

二、体系的性质 4

三、热力学平衡态 5

四、状态函数与状态方程 5

五、过程与途径 6

六、热与功 6

第三节　热力学第一定律 6

一、热力学第一定律的表述 6

二、内能 7

三、热力学第一定律的数学表达式 7

第四节　可逆过程与体积功 8

一、体积功 8

二、不同过程的体积功 8

三、可逆过程 11

第五节　焓 12

第六节　热容 12

第七节　热力学第一定律的应用 13

一、热力学第一定律应用于理想气体 13

二、热力学第一定律应用于实际气体 18

第八节　热化学基本概念 20

一、热效应 20

二、恒容热效应与恒压热效应 20

三、反应进度 21

四、热化学方程式 22

第九节　化学反应热效应的计算 22

一、赫斯定律 22

二、由标准摩尔生成焓计算△rH？ 23

三、由标准摩尔燃烧焓计算△rH？ 24

四、由键焓估算△rHm 25

五、离子摩尔生成焓 27

六、营养热化学 27

七、溶解热与稀释热 28

八、△rHm与温度的关系——基尔霍夫定律 29

习题 30

第二章　热力学第二定律 35

第一节　自发变化的不可逆性 35

一、摩擦生热的方向性 35

二、热量传递的方向性 36

三、气体膨胀的方向性 36

第二节　热力学第二定律的经典表述 36

一、开尔文的表述 36

二、克劳修斯的表述 37

第三节　卡诺定理 37

一、理想气体的卡诺循环 37

二、卡诺定理 39

第四节　熵函数 41

一、可逆循环的热温商 41

二、熵 42

三、不可逆循环的热温商 42

第五节　熵增加原理 43

一、克劳修斯不等式 43

二、熵增加原理 43

三、自发变化方向的总熵判据 44

第六节　熵变的计算 45

一、可逆绝热过程的熵变 45

二、恒温可逆过程的熵变 45

三、变温过程的熵变 46

四、恒温不可逆相变的熵变 47

五、理想气体等温混合过程的熵变 48

第七节　熵的统计诠释 50

一、隔离体系的自发变化总是向着无序度增加的方向 50

二、热力学几率 50

三、Ω与S的关系 51

第八节　热力学第三定律与规定熵 52

一、热力学第三定律 52

二、规定熵 53

三、化学反应的熵变 54

第九节　亥姆霍兹能和吉布斯能 54

一、亥姆霍兹能 54

二、吉布斯能 55

三、自发变化的方向和平衡条件 56

第十节　热力学基本方程 56

一、热力学基本方程 57

二、麦克斯韦关系式 58

第十一节　△G的计算 59

一、理想气体等温过程的△G 59

二、相变过程的△G 60

三、化学反应的△G 60

四、根据定义计算△G 61

第十二节　吉布斯能随压力及温度的变化 62

一、△G随压力的变化 62

二、△G随温度的变化 63

第十三节　近平衡态热力学简介 64

一、非平衡稳定态 64

二、熵流和熵产生 65

三、单位体积的熵产生速率 66

四、地球的熵流 66

习题 67

第三章 多组分体系热力学 71

第一节　偏摩尔量 71

一、偏摩尔量 71

二、偏摩尔量集合公式 72

三、吉布斯-杜亥姆公式 73

第二节　化学势 73

一、化学势 73

二、化学势的应用 75

三、化学势与压力、温度的关系 77

第三节　气体的化学势 78

一、纯理想气体的化学势 78

二、混合理想气体的化学势 78

三、实际气体的化学势 79

第四节　理想溶液 80

一、拉乌尔定律 80

二、理想溶液 80

三、理想溶液的热力学性质 81

第五节　理想稀溶液中物质的化学势 83

一、亨利定律 83

二、理想稀溶液中物质的化学势 85

第六节　真实溶液中物质的化学势 87

一、真实溶液对理想溶液的偏差 87

二、真实溶液中溶剂的化学势 89

三、真实溶液中溶质的化学势 90

四、实际溶液的超额函数 90

习题 92

第四章　相平衡 95

第一节　相律 95

一、相和相数 95

二、物种数和组分数 95

三、自由度 96

四、相律 97

第二节　单组分体系 98

一、克劳修斯-克拉贝龙方程 99

二、水的相图 100

第三节　二组分双液体系 102

一、理想完全互溶双液系 102

二、非理想完全互溶双液系 107

第四节　部分互溶和完全不互溶的双液系 109

一、部分互溶双液系 109

二、完全不互溶双液系 111

第五节　二组分固液体系 112

一、简单低共熔体系 113

二、形成化合物的体系 116

三、形成固熔体体系的相图 119

第六节　三组分体系的相图 121

一、等边三角形法则 121

二、部分互溶的三液体系 122

三、水盐体系三组分相图 124

习题 125

第五章　化学平衡 129

第一节　化学反应平衡常数 129

一、化学反应平衡条件 129

二、化学反应平衡常数 130

三、化学反应等温式 131

第二节　气相反应的平衡常数 132

一、简单气相反应热力学 132

二、气相反应的平衡常数 133

第三节　摩尔标准生成吉布斯能 134

一、化学反应的△rG？ 134

二、由△fG？计算化学反应的△rG？ 135

第四节　气相反应的浓度平衡常数 136

第五节　多相化学平衡 137

第六节　溶液中的化学平衡 138

一、溶剂参与的反应 138

二、Kx、Km及Kc 138

第七节　反应条件对化学平衡的影响 139

一、吕·查德里原理 139

二、温度对平衡常数的影响 140

三、压力对平衡常数的影响 142

四、惰性气体对化学平衡的影响 143

第八节　反应的耦合 146

一、反应的耦合 146

二、生物化学中H+离子的标准态 147

三、生化反应的耦合 148

四、物质的活性传输 149

习题 150

第六章　电化学 154

第一节　电解质溶液的导电性质 154

一、电解质溶液的导电机理 154

二、法拉第定律 155

第二节　离子的电迁移和迁移数 156

一、离子的电迁移现象 156

二、离子迁移数 157

第三节　电解质溶液的电导 158

一、电导、电导率和摩尔电导率 158

二、电导的测定 159

三、电导率、摩尔电导率与浓度的关系 160

四、离子独立运动规律及离子摩尔电导 161

第四节　电导测定的应用 163

一、检验水的纯度 163

二、弱电解质的电离度和电离常数的测定 163

三、难溶盐溶度积的测定 164

四、电导滴定 164

第五节　强电解质溶液理论简介 165

一、平均活度和平均活度系数 165

二、离子强度 168

三、强电解质溶液理论 168

第六节　原电池 171

一、可逆电池 171

二、可逆电池的书写 172

第七节　电池电动势的测定 173

一、对消法测定电动势 173

二、标准电池 174

第八节　电池电动势的产生机理 174

一、电极-电解质溶液间的电势差 174

二、液接电势与盐桥 175

三、接触电势 176

四、电池的电动势 176

第九节　电极电势与电池电动势 176

一、标准氢电极和标准电极电势 176

二、电极电势的能斯特方程 177

三、原电池的电动势 180

第十节　可逆电池热力学 181

一、可逆电池电动势E与△rGm的关系 181

二、从电动势及温度系数计算电池反应的热力学变量 182

第十一节　电极的种类 182

一、第一类电极 183

二、第二类电极 183

三、第三类电极 184

四、第四类电极 184

第十二节　浓差电池与液接电势 186

一、浓差电池 186

二、液接电势的计算 186

第十三节 电动势测定的应用 187

一、溶液pH的测定 187

二、求难溶盐的活度积 187

三、电解质活度系数的测定 188

第十四节　生物电化学 188

一、细胞膜与膜电势 188

二、膜电势在生物医学领域的应用 189

第十五节　电极的极化与过电势 190

一、分解电压 190

二、电极极化的原因 192

三、过电势和极化曲线的测定 193

习题 194

第七章　化学动力学基础 197

第一节　反应速率及其测定 197

一、反应速率的表示方法 197

二、反应速率的测定 198

第二节　反应速率方程与反应级数 199

一、基元反应与复杂反应 199

二、反应分子数 199

三、速率方程与反应级数 200

四、速率常数 200

五、质量作用定律 201

六、计量方程与机理方程 201

第三节　简单级数反应 201

一、一级反应 201

二、二级反应 204

三、零级反应和准级数反应 207

第四节　典型的复杂反应 208

一、对峙反应 208

二、平行反应 210

三、连续反应 211

四、链反应 212

第五节　反应级数的确定 213

一、积分法 213

二、半衰期法 214

三、微分法 215

四、孤立法 216

第六节　温度对反应速率的影响 216

一、阿伦尼乌斯经验公式 217

二、活化能 218

第七节　基元反应速率理论简介 219

一、碰撞理论 219

二、过渡态理论 224

习题 227

第八章　应用化学动力学 232

第一节　反应机理的确定 232

一、验证反应机理的常用方法与概念 232

二、应用实例 233

第二节　溶液中的反应 236

一、笼效应 237

二、溶剂对反应速率的影响 237

三、离子强度对反应速率的影响——原盐反应 238

第三节　光化学 238

一、光化学基本定律 238

二、量子效率 239

三、光合作用 239

四、光对药物稳定性的影响 240

第四节　催化反应 241

一、催化作用 241

二、酸碱催化反应 244

三、酶催化反应 248

第五节　药物贮存期的预测 254

一、恒温法 254

二、变温法 257

第六节　化学振荡反应 258

一、化学振荡的由来 258

二、化学振荡的动力学机理 258

三、化学振荡的应用 260

四、生物体系化学振荡的模拟 261

第七节　现代化学动力学研究技术 261

一、流动法 261

二、化学弛豫法 262

三、闪光光解技术 262

四、交叉分子束技术 263

习题 264

第九章　表面现象 268

第一节　表面积与表面吉布斯能 268

一、表面积和分散度 268

二、表面吉布斯能 269

三、表面张力 270

四、表面的热力学关系式 271

五、影响表面吉布斯能的因素 272

第二节　弯曲表面的性质 273

一、曲面的附加压力 274

二、曲面的蒸气压 276

三、亚稳状态和新相的生成 278

第三节　铺展与润湿 281

一、液体的铺展 281

二、固体表面的润湿 282

第四节　溶液的表面吸附 284

一、溶液的表面张力和浓度之间的关系 284

二、溶液的表面吸附和吉布斯吸附等温式 285

三、表面活性物质在溶液表面的定向排列 290

第五节　不溶性表面膜 292

一、不溶性表面膜及其性质 292

二、不溶性表面膜的应用 293

三、其它表面膜 295

第六节　表面活性剂 295

一、表面活性剂的分类 296

二、表面活性剂的亲水亲油平衡值 299

三、胶束 302

四、表面活性剂的几种重要作用 305

第七节　气体在固体表面上的吸附 308

一、物理吸附和化学吸附 309

二、吸附等温线 309

三、弗仑因德立希吸附等温式 311

四、单分子层吸附理论——兰格缪尔吸附等温式 311

五、多分子层吸附理论——BET公式 314

第八节　固体自溶液中的吸附 317

一、吸附特点 317

二、吸附量的测定 317

三、吸附等温线和经验公式 317

习题 321

第十章　胶体分散体系 325

第一节　分散体系分类及基本特性 325

一、分散体系的分类 325

二、分散体系的基本特性 326

第二节　溶胶的制备 327

一、溶胶的制备 327

二、溶胶的净化 329

第三节　胶体分散体系的动力性质 330

一、布朗运动 330

二、扩散与渗透压 331

三、沉降与沉降平衡 333

第四节　分散体系的光学性质 337

一、光散射 337

二、溶胶的颜色 338

第五节　分散体系的电性质 338

一、电动现象 339

二、胶粒表面电荷的来源 341

三、双电层理论 342

四、胶团的结构 345

五、电泳 346

第六节　溶胶的稳定性 348

一、溶胶的稳定性 348

二、影响溶胶稳定性的因素 348

三、溶胶稳定性理论——DLVO理论 350

四、高聚物稳定胶体体系的理论 353

第七节　高分子溶液的特性 354

一、高分子化合物的结构特点 354

二、高分子溶液的特性 356

三、高分子电解质溶液 357

第八节　分散体系的流变性和粘度 358

一、牛顿流体 358

二、非牛顿流体 359

三、稀分散体系的粘度 361

第九节　分散体系的渗透压 363

一、理想溶液的渗透压 363

二、高分子溶液的渗透压 365

三、高分子电解质溶液的渗透压和唐南平衡 366

第十节　高分子化合物平均摩尔质量及其测定 368

一、高分子化合物平均摩尔质量的表示方法 368

二、高分子化合物平均摩尔质量的测定 369

第十一节　乳状液和泡沫 373

一、乳状液 373

二、微乳状液 376

三、泡沫 376

第十二节　凝胶 378

一、凝胶的分类 378

二、凝胶的结构 378

三、凝胶的形成 379

四、凝胶的性质 379

习题 381

附录 383