物理化学 第2版PDF电子书下载

第一篇 化学热力学 2

第1章 热力学第一定律 2

第1节 热力学基本概念 2

1.1.1 系统与系统的性质 2

1.1.2 系统的状态 3

1.1.3 状态函数 3

1.1.4 过程与途径 4

1.1.5 热与功 6

1.1.6 体积功的计算 6

练习 8

第2节 热力学第一定律 9

1.2.1 热力学能 9

1.2.2 热力学第一定律 9

1.2.3 焓 10

1.2.4 热容 11

练习 12

第3节 气体系统中的应用 12

1.3.1 理想气体 13

1.3.2 理想气体的等温过程 13

1.3.3 理想气体的绝热过程 14

1.3.4 Carnot循环 16

1.3.5 实际气体 17

练习 19

第4节 化学反应系统中的应用 19

1.4.1 标准摩尔反应焓 20

1.4.2 焓的规定值 20

1.4.3 标准摩尔反应焓的计算 22

1.4.4 等温化学反应 25

1.4.5 非等温化学反应 27

1.4.6 相变过程 28

练习 30

练习题 30

第2章 热力学第二定律 34

第1节 Clausius不等式与熵 34

2.1.1 实际过程都是热力学不可逆过程 34

2.1.2 热力学第二定律的典型表述 36

2.1.3 Carnot原理 36

2.1.4 状态函数——熵 37

2.1.5 熵增原理 39

2.1.6 熵流与熵产生 40

练习 42

第2节 熵变的计算与应用 42

2.2.1 等温可逆过程熵变的计算 43

2.2.2 变温可逆过程熵变的计算 43

2.2.3 不可逆过程熵变计算举例 44

2.2.4 规定熵 48

练习 49

第3节 自由能函数与自由能判据 50

2.3.1 Gibbs自由能与过程性质的判据 50

2.3.2 Helmholtz自由能与过程性质的判据 51

2.3.3 自发过程与作功能力 52

2.3.4 过程自发方向与限度的判据 53

2.3.5 两类判据的关系 54

练习 55

第4节 热力学函数间的关系 56

2.4.1 热力学基本方程 56

2.4.2 特征偏微商和Maxwell关系式 57

2.4.3 应用举例 57

练习 59

第5节 自由能函数改变值的计算及应用 60

2.5.1 基本计算公式 60

2.5.2 等温简单状态变化过程 61

2.5.3 相变过程 62

2.5.4 等温等压下的化学反应 63

练习 63

练习题 64

第3章 多组分系统热力学 66

第1节 偏摩尔量与化学势 66

3.1.1 组成标度 66

3.1.2 偏摩尔量 67

3.1.3 化学势 68

3.1.4 化学势判据 70

3.1.5 化学势与温度、压力的关系 71

练习 72

第2节 气体混合物热力学 72

3.2.1 理想气体系统 72

3.2.2 纯实际气体系统 73

3.2.3 逸度因子及其求法 74

3.2.4 实际气体混合物 75

练习 76

第3节 液体混合物热力学 77

3.3.1 纯液体的蒸气压与化学势 77

3.3.2 蒸气压与组成的关系 77

3.3.3 理想液体混合物 79

3.3.4 实际液体混合物 79

练习 81

第4节 稀薄溶液热力学 81

3.4.1 理想稀薄溶液 81

3.4.2 实际溶液 82

3.4.3 稀溶液的依数性 84

练习 86

练习题 86

第4章 多相平衡系统热力学 89

第1节 多组分多相平衡 89

4.1.1 描述相平衡系统状态的独立变量 89

4.1.2 相律及应用 90

4.1.3 相图概述 92

练习 93

第2节 单组分多相平衡系统 94

4.2.1 一般讨论 94

4.2.2 两相平衡时温度与压力的关系 95

4.2.3 单组分相平衡系统举例 96

4.2.4 连续相变 98

练习 100

第3节 两组分气-液平衡系统 100

4.3.1 两组分多相平衡系统的一般讨论 101

4.3.2 两组分两相平衡系统温度、压力与组成的关系 102

4.3.3 理想液态混合物的相图 103

4.3.4 实际液态混合物的相图 104

4.3.5 不完全互溶双液系统的相图 105

第4节 两组分液-固系统相图 106

4.4.1 形成简单低共熔混合物的液-固系统相图 107

4.4.2 形成固态溶液的液-固系统相图 107

4.4.3 水-盐系统相图 108

4.4.4 复杂相图 109

练习 110

第5节 三组分系统的相平衡 110

4.5.1 三组分系统的组成表示法 111

4.5.2 三组分盐水系统相图 111

4.5.3 三液系统相图 113

练习 114

练习题 114

第5章 化学反应系统热力学 119

第1节 摩尔反应Gibbs自由能的计算 119

5.1.1 Gibbs自由能的规定值 119

5.1.2 标准摩尔反应Gibbs自由能（298.15K）的计算 120

5.1.3 标准摩尔反应Gibbs自由能与温度的关系 121

练习 123

第2节 化学反应的自发方向和限度 123

5.2.1 化学反应Gibbs自由能和反应的亲和势A 123

5.2.2 化学反应过程中Gibbs自由能变化 124

5.2.3 化学反应等温方程 125

5.2.4 化学反应的不可逆程度 126

练习 127

第3节 化学反应标准平衡常数 127

5.3.1 气体反应的平衡常数 127

5.3.2 液相（或固相）混合物与溶液中反应的平衡常数 129

5.3.3 多相反应的平衡常数 130

练习 132

第4节 各种因素对化学反应平衡的影响 132

5.4.1 温度对平衡的影响 132

5.4.2 系统压力对平衡的影响 133

5.4.3 组成对平衡的影响 134

5.4.4 应用示例 134

练习 137

第5节 对化学反应平衡的讨论 137

5.5.1 平衡的稳定性 137

5.5.2 多个化学反应共存系统中的化学平衡 140

5.5.3 生物系统中的化学平衡问题 142

第6节 线性不可逆过程热力学 143

5.6.1 非平衡系统的局域平衡假定 144

5.6.2 Onsager倒易关系与最小熵产生原理 145

5.6.3 输运过程 147

练习 148

练习题 149

第二篇 统计热力学基础 154

第6章 统计热力学基础 154

第1节 统计力学基础知识 154

6.1.1 统计系统分类及系统状态 154

6.1.2 预备知识 155

6.1.3 Boltzmann关系式 157

6.1.4 微观粒子运动状态的描述 158

6.1.5 系统的微观状态数Ω 161

练习 163

第2节 Boltzmann分布律 163

6.2.1 最概然分布 164

6.2.2 平衡分布 165

6.2.3 Boltzmann统计与量子统计 167

6.2.4 配分函数及其物理意义 169

6.2.5 Boltzmann分布律的简单应用 170

练习 171

第3节 分子配分函数的计算 172

6.3.1 热力学量与配分函数的关系 172

6.3.2 零点能选择所产生的影响 174

6.3.3 配分函数的析因子性质 175

6.3.4 各种运动形式配分函数的计算 176

练习 180

第4节 热力学函数的统计计算 180

6.4.1 统计计算中的几个问题 180

6.4.2 单原子分子热力学函数的统计计算 182

6.4.3 双原子分子热力学函数的统计计算 183

练习 185

第5节 热力学定律的统计力学解释 185

6.5.1 热与功 185

6.5.2 熵 186

6.5.3 自由能与等温化学平衡 187

练习 189

第6节 系综方法介绍 189

6.6.1 基本概念 189

6.6.2 正则系综和正则配分函数 190

6.6.3 系统热力学量与正则配分函数的关系 191

6.6.4 正则配分函数的计算 192

练习题 194

第三篇 胶体及界面化学 198

第7章 胶体及界面化学 198

第1节 界面现象及界面自由能 198

7.1.1 界面自由能 198

7.1.2 界（表）面效应 200

7.1.3 弯曲液体表面的附加压力 203

7.1.4 弯曲液体表面上的蒸气压 205

7.1.5 润湿作用 207

练习 209

第2节 溶液的界（表）面吸附 210

7.2.1 溶液的界（表）面吸附 210

7.2.2 Gibbs吸附公式 211

7.2.3 表面活性物质的基本性质 212

7.2.4 表面活性剂的作用 215

7.2.5 分子有序组合体 218

练习 219

第3节 固体表面吸附 220

7.3.1 物理吸附与化学吸附 220

7.3.2 Langmuir吸附等温式 221

7.3.3 BET吸附等温式 223

7.3.4 吸附热及其他形式的吸附等温方程 224

7.3.5 界面吸附通用等温式 225

练习 226

第4节 胶体性质和结构 227

7.4.1 胶体分散系统 227

7.4.2 电动现象和双电层结构 228

7.4.3 胶体的结构 231

7.4.4 溶胶的稳定性和聚沉现象 232

7.4.5 溶胶的光学及动力性质 235

练习 237

第5节 大分子化合物性质与大分子化合物溶液 237

7.5.1 平均相对分子质量 238

7.5.2 大分子化合物溶液的渗透压 239

7.5.3 大分子化合物溶液的黏度 241

7.5.4 盐析和胶凝 241

练习 243

练习题 243

第四篇 化学动力学 248

第8章 基元反应动力学 248

第1节 基本概念 248

8.1.1 化学反应速率 248

8.1.2 化学反应速率方程 249

8.1.3 基元反应 251

练习 251

第2节 基元反应动力学规律 251

8.2.1 浓度与反应速率——质量作用定律 251

8.2.2 反应动力学 253

8.2.3 温度与反应速率——Arrhenius定律 257

8.2.4 Arrhenius活化能 258

8.2.5 微观可逆性原理 260

练习 260

第3节 反应历程 261

8.3.1 “反应历程”一词的含义 261

8.3.2 平行反应 261

8.3.3 对峙反应 263

8.3.4 连续反应 265

8.3.5 反应历程的近似处理方法 267

8.3.6 推测反应历程 270

练习 271

第4节 气相反应的简单碰撞理论 272

8.4.1 双分子反应的简单碰撞理论 273

8.4.2 对理论的分析与检验 274

8.4.3 单分子反应理论 276

练习 277

第5节 过渡状态理论 278

8.5.1 势能面 278

8.5.2 气相反应过渡状态理论 280

8.5.3 对理论的进一步讨论 281

8.5.4 分子反应动态学简介 283

练习 286

练习题 286

第9章 复杂反应动力学 290

第1节 唯象动力学 290

9.1.1 经验速率方程 290

9.1.2 动力学实验中物理性质的应用 293

9.1.3 浓度对总反应速率的影响——实验安排 295

9.1.4 浓度对总反应速率的影响——数据处理 297

9.1.5 温度对总反应速率的影响 301

9.1.6 快速反应动力学测试方法 303

练习 305

第2节 溶液中的反应 306

9.2.1 碰撞理论应用于溶液反应 306

9.2.2 过渡状态理论应用于溶液反应 308

第3节 链反应 310

9.3.1 链反应的表观特征 310

9.3.2 链反应的基本步骤 311

9.3.3 直链反应及其动力学特征 312

9.3.4 支链反应与爆炸 314

练习 315

第4节 光化学反应 316

9.4.1 光化学基本概念与基本定律 316

9.4.2 光物理过程与初级光化学过程 318

9.4.3 光化学反应动力学与光稳定态 320

9.4.4 大气光化学 322

练习 323

第5节 催化反应 324

9.5.1 催化作用介绍 324

9.5.2 均相催化反应 325

9.5.3 酶催化反应 326

9.5.4 气-固相催化反应 328

练习 332

练习题 333

第五篇 电化学 338

第10章 基础电化学 338

第1节 电解质溶液的电导 338

10.1.1 离子的电迁移与迁移数 338

10.1.2 电导、电导率 341

10.1.3 摩尔电导率 342

10.1.4 离子独立运动定律 343

10.1.5 电导的测定及应用 344

练习 346

第2节 活度和活度因子 346

10.2.1 电解质溶液理论简介 346

10.2.2 平均离子活度a±与平均离子活度因子γ± 349

10.2.3 Debye-Hückel极限公式 351

练习 353

第3节 电池电动势 353

10.3.1 可逆电池 354

10.3.2 可逆电极 355

10.3.3 可逆电池电动势及其产生机理 356

10.3.4 Nernst公式 357

练习 358

第4节 电极电势与可逆电池热力学 359

10.4.1 电极电势 359

10.4.2 电池电动势的计算 360

10.4.3 浓差电池电动势的计算 362

10.4.4 液体接界电势 364

10.4.5 电动势与热力学函数的关系 365

练习 366

第5节 电极的极化 367

10.5.1 极化与超电势 367

10.5.2 浓差极化 370

10.5.3 电化学极化 372

练习 375

练习题 375

第11章 应用电化学 379

第1节 电动势测定及应用 379

11.1.1 电动势的测定方法 379

11.1.2 电池与电池反应 381

11.1.3 化学反应热力学性质的测定 382

11.1.4 pH的测定 384

11.1.5 离子选择性电极 387

11.1.6 细胞膜电势 388

练习 389

第2节 实际电解过程 390

11.2.1 电解时电极上的反应 390

11.2.2 电沉积、电解冶炼 392

11.2.3 无机电合成 394

11.2.4 有机电合成 396

练习 398

第3节 电化学腐蚀与防护 398

11.3.1 电化学腐蚀原理 399

11.3.2 金属的稳定性 400

11.3.3 材料的表面处理 402

11.3.4 电化学保护 404

练习 405

第4节 化学电源 406

11.4.1 化学电源的特点 406

11.4.2 一次电池 407

11.4.3 二次电池 410

11.4.4 锂离子二次电池 411

11.4.5 燃料电池 413

练习 417

练习题 417

主要参考书目 420

附录 421

附录一 待定乘子法求条件极值 421

附录二 国际单位制 422

附录三 某些物质的△fH？ m、△fG？ m、S？ m及C？ p,m（p？,298.15K） 424

附录四 标准电极电势表 434

附录五 一些物质的自由能函数-[G？ m(T)-H？ m(0K)]/T和△？ m（0K） 436

索引 439