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本书常用的符号意义和单位 1

绪论 3

一、什么是物理化学 3

二、为什么学习物理化学 4

三、怎样学习物理化学 4

第一章　气体 6

第一节　低压气体的p-V-T关系 6

一、压力、体积和温度 6

二、低压气体的经验定律 7

三、理想气体状态方程 7

四、理想气体 8

第二节　道尔顿定律和阿马格定律 10

一、混合气体的组成 10

二、道尔顿定律 10

三、阿马格定律 12

四、气体混合物的摩尔质量 15

第三节　中、高压气体的p-V-T关系 16

一、中、高压气体的特点 16

二、中、高压气体p-V-T关系的处理方法 17

第四节　气体的液化及临界状态 20

一、气体的p-Vm图 21

二、气体的临界状态及液化条件 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 31

思考题 32

习题 33

第二章　热力学第一定律 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

二、热 40

三、功 40

四、热力学第一定律 42

第三节　恒容热与恒压热 42

一、恒容热 43

二、焓 43

三、恒压热 43

第四节　变温过程热的计算 44

一、摩尔热容 44

二、理想气体在单纯p-V-T变化过程中△U和△H的计算 48

三、纯凝聚态物质在单纯p-V-T变化过程中△U和△H的计算 50

第五节　可逆过程和可逆体积功的计算 50

一、可逆过程 50

二、可逆体积功的计算 51

三、绝热可逆过程 52

第六节　相变热的计算 55

一、相和相变 56

二、摩尔相变焓和相变热 56

三、相变过程Q、W、△U和△H的计算 56

第七节　化学反应热的计算 58

一、基本概念 58

二、化学反应热的计算 61

第八节　气体的节流膨胀 69

一、焦耳-汤姆生实验 69

二、节流膨胀 70

阅读材料　化学热力学的发展趋势 71

本章小结 71

思考题 75

习题 76

第三章　热力学第二定律 78

第一节　热力学第二定律 78

一、自然界中几种过程的方向和限度 78

二、自发过程及其特征 79

三、热力学第二定律的表达方式 79

第二节　熵和熵判据 80

一、熵 80

二、熵判据 80

第三节　物理过程熵变的计算 82

一、△S环境的计算 82

二、单纯pVT变化过程△S的计算 82

三、相变过程△S的计算 86

第四节　化学反应熵变的计算 88

一、热力学第三定律 88

二、标准摩尔熵 88

三、化学反应熵变的计算 88

第五节 吉布斯函数和亥姆霍兹函数 89

一、亥姆霍兹函数与吉布斯函数 90

二、亥姆霍兹函数判据 90

三、吉布斯函数判据 91

四、热力学函数的一些重要关系式 92

第六节　恒温过程△G的计算 93

一、单纯状态变化的恒温过程 93

二、恒温恒压混合过程 94

三、相变 94

四、化学反应 95

第七节　偏摩尔量和化学势 96

一、偏摩尔量 96

二、化学势 98

三、化学势判据 99

第八节　气体的化学势及逸度 100

一、理想气体的化学势 100

二、真实气体的化学势和逸度 101

阅读材料　热能的综合利用与热泵原理简介 104

本章小结 104

思考题 107

习题 108

第四章　相平衡 110

第一节　相律 110

一、相、组分及自由度 110

二、相律 112

第二节　单组分系统相图 114

一、相图的绘制 114

二、相图分析 115

三、相图的应用 116

第三节　单组分系统两相平衡时压力和温度的关系 116

一、克拉贝龙方程 117

二、克劳修斯-克拉贝龙方程 118

第四节　多组分系统分类及组成表示法 120

一、多组分单相系统的分类 120

二、多组分系统组成表示法 120

第五节　拉乌尔定律和亨利定律 122

一、拉乌尔定律 122

二、亨利定律 123

第六节　理想液态混合物 125

一、理想液态混合物的汽-液平衡 125

二、理想液态混合物中各组分的化学势 127

第七节　理想稀溶液 128

一、稀溶液的依数性 128

二、稀溶液中溶剂和溶质的化学势 132

第八节　二组分理想液态混合物的汽-液平衡相图 133

一、压力-组成图 133

二、温度-组成图 134

三、相图的应用 135

第九节　真实液态混合物与溶液 138

一、二组分真实液态混合物的汽-液平衡相图 138

二、真实液态混合物和溶液的化学势及活度 140

第十节　二组分液态完全不互溶系统的汽-液平衡 141

一、二组分液态完全不互溶系统的特点 141

二、水蒸气蒸馏 142

三、二组分液态完全不互溶系统的汽-液平衡相图 143

第十一节　分配定律和萃取 143

一、分配定律 143

二、萃取 144

第十二节　二组分液态部分互溶系统的液-液平衡相图 145

一、共轭溶液 146

二、二组分液态部分互溶系统的液-液平衡相图 146

三、相图的应用 146

第十三节　二组分系统固-液平衡相图 147

一、具有简单低共熔点系统的相图 147

二、二组分固态完全互溶系统的固-液平衡相图 151

阅读材料　反渗透及膜技术简介 151

本章小结 152

思考题 155

习题 155

第五章　化学平衡 159

第一节　化学反应的平衡条件 159

一、摩尔反应吉布斯函数 159

二、化学反应的平衡条件 160

第二节　等温方程及标准平衡常数 160

一、理想气体化学反应的等温方程 160

二、理想气体化学反应的标准平衡常数 161

三、理想气体化学反应等温方程式的应用 162

四、有纯态凝聚相参加的理想气体反应 163

第三节　平衡常数的测定及应用 164

一、平衡常数测定的一般方法 164

二、平衡常数的应用 164

第四节　标准摩尔反应吉布斯函数的计算 166

一、由△fG？计算△rG？ 166

二、由△fH？和S？计算△rG？ 167

三、由K？计算△rG？ 168

第五节　温度对化学平衡的影响 168

一、标准平衡常数与温度关系的微分式 169

二、标准平衡常数与温度间关系的积分式 170

第六节　压力及惰性气体等对化学平衡的影响 172

一、总压力对理想气体反应平衡转化率的影响 172

二、惰性气体对平衡转化率的影响 173

三、反应物配比对平衡转化率的影响 174

第七节　真实反应的化学平衡 175

一、真实气体反应的化学平衡 175

二、真实液态混合物中反应的化学平衡 177

阅读材料 乙酸乙酯生产条件的分析 177

本章小结 179

思考题 181

习题 181

第六章　电化学基础 184

第一节　电解质溶液的导电机理 184

一、电解质溶液的导电机理 185

二、法拉第定律 185

第二节　电导、电导率和摩尔电导率 188

一、电导 188

二、电导率 188

三、摩尔电导率 188

四、摩尔电导率与物质的量浓度的关系 189

五、离子独立运动定律 190

第三节 电导测定的应用 191

一、计算电导率和摩尔电导率 191

二、检验水的纯度 193

三、求弱电解质的解离度 193

四、求微溶盐的溶解度 194

五、电导滴定 195

第四节 电解质溶液的平均活度和平均活度因子 195

一、电解质溶液的活度和活度因子 196

二、离子的平均活度和平均活度因子 197

第五节 可逆电池 198

一、原电池 198

二、原电池的表示方法 199

三、可逆电池 200

第六节 能斯特方程 201

一、E与△rGm的关系 201

二、E？与K？的关系 201

三、能斯特方程 202

第七节 电极电势和电池电动势的计算 203

一、原电池电动势 203

二、标准氢电极与电极电势 204

三、电极电势能斯特方程与电池电动势的计算 205

第八节　电极的种类 208

一、第一类电极 208

二、第二类电极 209

三、第三类电极 210

第九节　原电池的设计 211

一、设计思路 211

二、设计方法 214

第十节　原电池电动势的测定及应用 214

一、原电池电动势的测定 214

二、韦斯顿标准电池 215

三、电池电动势测定的应用 215

第十一节　浓差电池和液体接界电势 220

一、浓差电池 220

二、液体接界电势 222

第十二节　分解电压 222

一、分解电压 223

二、分解电压的计算 224

第十三节　极化作用 225

一、电极的极化 225

二、极化曲线 225

第十四节　电解时的电极反应 227

一、阴极反应 227

二、阳极反应 228

第十五节　金属的电化学腐蚀及防护 229

一、金属的电化学腐蚀 230

二、金属的防护 231

第十六节　化学电源 233

一、锌-锰电池 233

二、铅蓄电池 233

三、银-锌电池 234

四、燃料电池 234

阅读材料　化学传感器 235

本章小结 236

思考题 239

习题 239

第七章　界面现象 242

第一节　表面张力 242

一、液体的表面张力 242

二、比表面吉布斯函数 243

三、表面张力的影响因素 244

第二节　润湿现象 245

一、润湿 245

二、接触角及杨氏方程 246

三、弯曲液面的附加压力 247

第三节　分散度对物质性质的影响 248

一、比表面 248

二、分散度与蒸气压的关系 248

三、亚稳状态和新相生成 250

第四节　吸附现象 252

一、吸附的概念 252

二、固体表面对气体分子的吸附 253

三、溶液表面的吸附 256

第五节　表面活性剂 257

一、表面活性剂的结构 257

二、表面活性剂的分类 258

三、表面活性剂的性能 259

四、表面活性剂的应用 259

第六节　乳状液 261

一、乳状液的定义及分类 261

二、乳状液的物理性质 262

三、乳状液的形成和破坏 262

四、乳状液的应用 264

阅读材料　微乳状液 264

本章小结 265

思考题 267

习题 267

第八章　化学动力学 269

第一节　化学反应速率 269

一、反应速率的定义 269

二、反应速率的图解表示 270

三、基元反应和复合反应 270

四、基元反应的速率方程——质量作用定律 271

五、反应级数 272

六、反应速率常数 272

第二节　具有简单级数的化学反应 272

一、一级反应 273

二、二级反应 274

第三节　温度对反应速率的影响 277

一、范特霍夫规则 278

二、阿伦尼乌斯方程 278

三、活化能 280

第四节　典型复合反应 281

一、对峙反应 281

二、平行反应 283

三、连串反应 284

第五节　链反应 285

一、链反应的基本步骤 286

二、链反应的分类 286

三、支链反应与爆炸界限 286

第六节　催化反应 288

第七节　多相催化反应 289

一、气-固相催化反应的一般机理 289

二、气-固相催化反应的速率方程简介 290

阅读材料　酶催化反应简介 291

本章小结 292

思考题 294

习题 295

第九章　胶体 297

第一节　分散系统分类 297

一、分子分散系统 297

二、粗分散系统 297

三、胶体分散系统 297

第二节　溶胶的动力性质 298

一、布朗运动 298

二、扩散 299

三、沉降平衡 299

第三节　溶胶的电学性质 300

一、电泳 300

二、溶胶粒子带电的原因 300

三、溶胶的胶团结构 301

四、热力学电势和电动电势 302

第四节　溶胶的稳定性和聚沉 303

一、溶胶的稳定性 303

二、溶胶的聚沉 303

阅读材料　微胶囊 305

本章小结 306

思考题 307

习题 308

附录 309

附录一　某些气体的范德华参数 309

附录二　某些物质的临界参数 309

附录三　某些气体的摩尔定压热容与温度的关系 310

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 310

附录五　某些有机化合物的标准摩尔燃烧焓 313

附录六　一些电极的标准电极电势 314

附录七　元素的相对原子质量 315

参考文献 316