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第0章 物理化学概论 1

0.1 物理化学课程的基本内容 1

0.2 物理化学的研究方法 5

0.3 物理化学的量、量纲及量的单位 7

第1章 化学热力学基础（18学时，供参考） 14

1.0 化学热力学理论的基础和方法 14

Ⅰ 热力学基本概念、热、功 15

1.1 热力学基本概念 15

1.2 热、功 28

1.3 可逆过程、可逆过程的体积功 30

Ⅱ 热力学第一定律 34

1.4 热力学能、热力学第一定律 34

1.5 定容热、定压热及焓 36

1.6 热力学第一定律的应用 38

1.7 节流过程、焦-汤效应 55

1.8 稳流系统的热力学第一定律 58

Ⅲ 热力学第二定律 60

1.9 热转化为功的限度、卡诺循环 60

1.10 热力学第二定律的经典表述 62

1.11 熵、热力学第二定律的数学表达式 63

1.12 系统熵变的计算 66

Ⅳ 热力学第三定律 72

1.13 热力学第三定律 72

1.14 化学反应熵变的计算 73

Ⅴ 熵与无序和有序 74

1.15 熵是系统无序度的量度 74

1.16 熵与热力学概率 75

1.17 熵与生命及耗散结构 77

Ⅵ 亥姆霍茨函数、吉布斯函数 79

1.18 亥姆霍茨函数、亥姆霍茨函数判据 79

1.19 吉布斯函数、吉布斯函数判据 80

1.20 p、V、T变化及相变化过程△A、△G的计算 81

Ⅶ 热力学函数的基本关系式 84

1.21 热力学基本方程、吉布斯-亥姆霍茨方程 84

1.22 麦克斯韦关系式、热力学状态方程 86

Ⅷ 多组分系统热力学 89

1.23 混合物、溶液及其组成标度 89

1.24 偏摩尔量 93

1.25 化学势 96

1.26 气体的化学势、逸度 99

习题 102

计算题答案 111

第2章 相平衡热力学（6学时） 113

2.0 相平衡热力学研究的内容和方法 113

Ⅰ 相律 114

2.1 相律 114

Ⅱ 单组分系统相平衡热力学 119

2.2 克拉珀龙方程 119

2.3 克劳休斯-克拉珀龙方程 121

Ⅲ 多组分系统相平衡热力学 125

2.4 拉乌尔定律、亨利定律 125

2.5 理想液态混合物 127

2.6 理想稀溶液 132

2.7 理想稀溶液的分配定律 136

2.8 理想稀溶液的依数性 138

2.9 真实液态混合物、真实溶液、活度与活度因子 143

习题 146

计算题答案 150

第3章 相平衡强度状态图（8学时） 152

3.0 相平衡强度状态图研究的内容 152

Ⅰ 单组分系统相图 153

3.1 单组分系统的p-T图 153

Ⅱ 二组分系统相图 159

3.2 二组分系统气液平衡相图 159

3.3 二组分系统液液、气液平衡相图 170

3.4 二组分系统固液平衡相图 176

Ⅲ 三组分系统相图 189

3.5 三组分系统相图的等边三角形表示法 189

3.6 三组分部分互溶系统的溶解度图 191

3.7 三组分系统的盐类溶解度图 192

习题 193

计算题答案 198

第4章 化学平衡热力学（4学时） 199

4.0 化学平衡热力学研究的内容 199

Ⅰ 化学反应标准平衡常数 202

4.1 化学反应标准平衡常数的定义 202

4.2 化学反应标准平衡常数的热力学计算法 204

4.3 化学反应标准平衡常数与温度的关系 206

Ⅱ 化学反应标准平衡常数的应用 208

4.4 理想气体混合物反应的化学平衡 208

4.5 真实气体混合物反应的化学平衡 209

4.6 理想气体与纯固体（或纯液体）反应的化学平衡 211

4.7 范特荷夫定温方程、化学反应方向的判断 212

4.8 反应物的平衡转化率及系统平衡组成的计算 217

4.9 各种因素对化学平衡移动的影响 218

4.10 液态混合物中反应的化学平衡 223

4.11 液态溶液中反应的化学平衡 224

4.12 同时反应的化学平衡 225

4.13 耦合反应的化学平衡 227

习题 229

计算题答案 233

第5章 量子力学基础（4学时） 235

5.0 量子力学研究的内容和方法 235

Ⅰ 量子力学基本原理 236

5.1 微观粒子运动的量子力学性质 236

5.2 薛定谔方程 240

5.3 量子力学算符 242

5.4 量子力学的基本假定 243

Ⅱ 量子力学对粒子平动、转动、振动的应用 244

5.5 在势箱中粒子的平动 244

5.6 双粒子刚性转子的转动 250

5.7 谐振子的振动 252

习题 254

计算题答案 257

第6章 结构化学初步（6学时） 258

6.0 结构化学研究的内容和方法 258

Ⅰ 原子结构 258

6.1 单电子原子的结构 258

6.2 多电子原子的结构 265

Ⅱ 分子结构 269

6.3 化学键的本质 269

6.4 氢分子离子（H+2）的结构 269

6.5 分子轨道理论 275

Ⅲ 分子光谱 278

6.6 分子的内部运动及光谱 278

6.7 光谱的基本方程 279

6.8 分子的转动光谱 279

6.9 分子的振动光谱 280

6.10 分子的电子光谱 281

习题 282

计算题答案 283

第7章 统计热力学初步（8学时） 284

7.0 统计热力学研究的内容和方法 284

Ⅰ 分布、分布的概率 288

7.1 能级分布、状态分布 288

7.2 分布的概率 290

7.3 平衡分布、摘取最大项原理 291

Ⅱ 系综方法 292

7.4 系综概念、统计热力学基本假设 292

7.5 正则系综的系统态分布及概率 294

Ⅲ 玻耳兹曼分布律、粒子配分函数 295

7.6 玻耳兹曼分布律 295

7.7 粒子配分函数 296

7.8 热力学量与配分函数的关系 301

Ⅳ 统计热力学对理想气体的应用 305

7.9 理想气体的统计热力学模型、热容 305

7.10 理想气体的熵 306

7.11 理想气体化学反应标准平衡常数 307

习题 309

计算题答案 311

第8章 化学动力学基础（16学时） 312

8.0 化学动力学研究的内容和方法 312

Ⅰ 化学反应速率与浓度的关系 313

8.1 化学反应速率的定义 313

8.2 化学反应速率方程 315

8.3 化学反应速率方程的建立方法 323

8.4 化学反应机理、元反应 328

Ⅱ 化学反应速率与温度的关系 331

8.5 化学反应速率与温度关系的经验方程 331

8.6 活化能Ea及指前参量k0 333

Ⅲ 复合反应动力学 338

8.7 基本型的复合反应 338

8.8 复合反应速率方程的近似处理法 346

8.9 链反应 350

Ⅳ 催化剂对化学反应速率的影响 354

8.10 催化剂、催化作用 354

8.11 关于催化剂的基本知识及催化剂的主要类型 356

Ⅴ 元反应的速率理论 360

8.12 简单碰撞理论（SCT） 360

8.13 活化络合物理论（ACT） 364

8.14 微观反应动力学 367

Ⅵ 应用化学动力学 371

8.15 溶液中反应动力学 371

8.16 光化学反应动力学 374

8.17 流动系统中的反应动力学 379

8.18 聚合反应动力学 382

8.19 酶催化反应动力学 384

8.20 生化反应动力学 389

8.21 微波化学反应动力学 392

习题 396

计算题答案 405

第9章 界面层的热力学与动力学（6学时） 406

9.0 界面层研究的内容和方法 406

Ⅰ 表面张力、表面能 408

9.1 表面张力 408

9.2 影响表面张力的因素 409

9.3 高度分散系统的表面能 410

Ⅱ 液体表面的热力学性质 411

9.4 弯曲液面的附加压力 411

9.5 弯曲液面的饱和蒸气压 414

9.6 润湿及其类型 416

9.7 毛细管现象 418

Ⅲ 新相生成的热力学及动力学 419

9.8 新相生成与亚稳状态 419

9.9 新相生成的热力学及动力学 420

Ⅳ 吸附作用 422

9.10 溶液界面上的吸附 422

9.11 表面活性剂 424

9.12 固体表面对气体的吸附 431

Ⅴ 界面层的反应动力学 437

9.13 气-固相催化反应的机理 437

9.14 气-固相表面催化反应动力学、表观活化能 438

9.15 液-固相反应动力学 441

9.16 液-液相反应动力学 442

习题 443

计算题答案 447

第10章 电化学反应的热力学与动力学（10学时） 448

10.0 电化学反应的热力学与动力学研究的内容和方法 448

Ⅰ 电解质溶液的电荷传导性质 449

10.1 电解质的类型 449

10.2 电导、电导率、摩尔电导率 450

10.3 离子电迁移率、离子独立运动定律 453

10.4 离子迁移数 455

Ⅱ 电解质溶液的热力学性质 456

10.5 离子的平均活度、平均活度因子 456

10.6 电解质溶液的离子强度 459

10.7 电解质溶液的离子互吸理论 460

10.8弱电解质的电离平衡 464

Ⅲ 电化学系统中的相间电势差及电池 464

10.9 电化学系统中的相间电势差 464

10.10 电池 466

Ⅳ 电化学反应的热力学 471

10.11 原电池电动势的定义 471

10.12 能斯特方程 473

Ⅴ 电化学反应的动力学 482

10.13 电化学反应速率、交换电流密度 482

10.14 极化、超电势 483

10.15 电催化反应动力学 487

Ⅵ 应用电化学 490

10.16 电解池、电极反应的竞争 490

10.17 化学电源 495

10.18 金属的电化学腐蚀与防腐 499

10.19 金属表面精饰及其动力学 502

10.20 电化学合成 503

10.21 生物电化学 505

10.22 电化学传感器 506

习题 507

计算题答案 513

第11章 胶体分散系统与粗分散系统（4学时） 515

11.0 胶体分散系统与粗分散系统研究的内容和方法 515

Ⅰ 胶体分散系统（1）憎液胶体——溶胶 518

11.1 溶胶 518

11.2 溶胶的性质 519

11.3 溶胶的稳定 527

11.4 溶胶的聚沉 529

Ⅱ 胶体分散系统（2）缔合胶体——缔合胶束溶液 530

11.5 缔合胶束溶液的性质和应用 530

Ⅲ 胶体分散系统（3）亲液胶体——大分子溶液 533

11.6 大分子溶液 533

Ⅳ 粗分散系统 538

11.7 乳状液 538

11.8 泡沫、悬浮液及悬浮体 540

Ⅴ 微乳状液 541

11.9 微乳状液的定义、类型及结构 541

11.10 微乳状液的性质及应用 543

习题 544

计算题答案 547

选读Ⅰ 非平衡态热力学简介 548

选读Ⅱ 非线性化学动力学简介 554

附录 563

附录Ⅰ 基本物理常量 563

附录Ⅱ 中华人民共和国法定计量单位 564

附录Ⅲ 物质的标准摩尔生成焓、标准摩尔生成吉布斯函数、标准摩尔熵和摩尔热容 565

附录Ⅳ 某些有机化合物的标准摩尔燃烧焓（25℃） 571

参考书目 572

名词索引 574

编后说明 582