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第1章 气体 1

1.1 理想气体状态方程 1

1.1.1 低压气体的经验定律 1

1.1.2 理想气体状态方程 2

1.1.3 理想气体的定义及微观模型 3

1.2 道尔顿分压定律和阿马格分体积定律 4

1.2.1 混合气体的组成及平均摩尔质量 4

1.2.2 分压力定义和道尔顿分压定律 5

1.2.3 分体积定义和阿马格（Amagat）分体积定律 5

1.3 真实气体状态方程 6

1.3.1 真实气体的非理想行为 7

1.3.2 范德华方程 8

1.3.3 真实气体的其他状态方程 8

1.4 真实气体的液化与临界状态 10

1.4.1 CO2气体液化过程的p-Vm等温曲线 10

1.4.2 临界状态及真实气体液化的条件 11

1.4.3 超临界流体及应用 12

1.5 普遍化压缩因子图 13

1.5.1 对比参数及对应状态原理 13

1.5.2 压缩因子Z及其物理意义 13

1.5.3 Z值的求法——普遍化压缩因子图 14

第2章 化学热力学基础 19

2.1 基本概念 19

2.1.1 系统和环境 20

2.1.2 状态和状态函数 20

2.1.3 热力学平衡态 21

2.1.4 过程与途径 21

2.1.5 热和功 22

2.2 热力学第一定律 23

2.2.1 热力学能 24

2.2.2 热力学第一定律 24

2.2.3 焓（H） 25

2.2.4 理想气体的热力学能和焓 25

2.2.5 定容热和定压热 26

2.3 热容及单纯变温过程热的计算 27

2.3.1 热容定义 27

2.3.2 定容摩尔热容和定压摩尔热容 27

2.3.3 Cp,m与CV,m的关系 28

2.3.4 热容与温度的关系 28

2.3.5 单纯变温过程热的计算 28

2.4 可逆过程及可逆体积功的计算 30

2.4.1 可逆过程及其特点 30

2.4.2 可逆过程体积功计算 32

2.4.3 卡诺循环 35

2.5 节流膨胀过程 37

2.5.1 焦耳-汤姆逊（Joule-Thomson）实验 37

2.5.2 节流膨胀过程的△U和△H 38

2.5.3 焦耳-汤姆逊系数 38

2.6 热力学第二定律 38

2.6.1 自发过程的共同特征 39

2.6.2 热力学第二定律的经典表述 39

2.7 熵函数 40

2.7.1 熵函数及熵变定义 40

2.7.2 热力学第二定律的数学式——克劳修斯不等式 42

2.7.3 熵增加原理与熵判据 42

2.7.4 熵的物理意义 43

2.8 亥姆霍兹函数与吉布斯函数 43

2.8.1 亥姆霍兹（Helmholz）函数 44

2.8.2 吉布斯（Gibbs）函数 45

2.9 热力学函数间的重要关系式 46

2.9.1 热力学函数间的关系式 46

2.9.2 热力学的基本公式 46

2.9.3 麦克斯韦（J.C.Maxwell）关系式 47

2.10 物理过程热力学函数变的计算 49

2.10.1 单纯pVT变化过程热力学函数变的计算 49

2.10.2 混合过程热力学函数变的计算 51

2.10.3 相变过程热力学函数变的计算 52

2.11 化学反应过程热力学函数变的计算 55

2.11.1 化学反应过程热的计算 55

2.11.2 化学反应过程熵变的计算 60

2.11.3 反应的标准摩尔吉布斯函数变计算 62

第3章 多组分系统热力学与相平衡 69

3.1 组成表示法 69

3.1.1 B的物质的量分数 70

3.1.2 B的物质的量浓度（简称B的浓度） 70

3.1.3 B的质量分数 70

3.1.4 溶质B的组成标度 70

3.2 偏摩尔量和化学势 71

3.2.1 偏摩尔量的定义 72

3.2.2 偏摩尔量的集合公式 72

3.2.3 偏摩尔量之间的函数关系 74

3.2.4 化学势定义 74

3.2.5 化学势与温度、压力的关系 75

3.2.6 理想气体化学势表示式 75

3.2.7 化学势判据及应用 76

3.3 拉乌尔定律和亨利定律 76

3.3.1 拉乌尔（Rauolt）定律 77

3.3.2 亨利（Henry）定律 77

3.3.3 拉乌尔定律和亨利定律的微观解释 77

3.4 理想液态混合物 78

3.4.1 理想液态混合物的定义和微观特征 78

3.4.2 理想液态混合物中各组分的化学势 79

3.4.3 理想液态混合物的混合性质 79

3.5 理想稀溶液 80

3.5.1 理想稀溶液的定义 81

3.5.2 理想稀溶液中溶剂和溶质的化学势 81

3.5.3 稀溶液的依数性 83

3.5.4 溶质在不同稀溶液相中的分配——分配定律 85

3.6 逸度与活度 86

3.6.1 纯真实气体的化学势——逸度概念 87

3.6.2 真实液态混合物中组分B的化学势和活度 87

3.6.3 真实溶液中溶剂和溶质的化学势 88

3.7 相律 90

3.7.1 基本概念 90

3.7.2 相律 91

3.7.3 相律的应用 91

3.8 单组分系统相图 93

3.8.1 相图制作 93

3.8.2 相图解析 94

3.8.3 复杂单组分相图 94

3.8.4 克拉佩龙方程 95

3.9 二组分系统气液平衡相图 97

3.9.1 二组分理想液态混合物气液平衡相图 97

3.9.2 二组分真实液态混合物的气液平衡相图 100

3.9.3 二组分液态部分互溶系统的气液平衡相图 101

3.9.4 二组分完全不互溶系统——水蒸气蒸馏 103

3.10 液-固平衡相图 104

3.10.1 固相完全不互溶系统固液相图——熔点-组成图 105

3.10.2 固相部分互溶系统固液相图 108

3.10.3 固相完全互溶系统固液相图 108

3.10.4 复杂固液系统相图分析 109

第4章 化学平衡 121

4.1 化学反应的平衡条件 121

4.2 理想气体化学反应的等温方程与平衡常数 122

4.2.1 理想气体化学反应的等温方程 122

4.2.2 化学反应标准平衡常数 123

4.2.3 理想气体反应系统平衡常数表示方法 125

4.3 复相化学平衡 126

4.4 化学反应平衡常数的计算及其应用 128

4.4.1 平衡常数的测定方法 128

4.4.2 平衡常数的计算 129

4.4.3 化学平衡常数的应用——平衡组成的计算 129

4.4.4 同时反应平衡组成的计算 132

4.5 温度及其他因素对理想气体化学平衡的影响 133

4.5.1 化学反应等压方程——温度对化学平衡的影响 133

4.5.2 化学反应等压方程的积分式及其应用 134

4.5.3 压力对化学平衡的影响 136

4.5.4 惰性气体对化学平衡的影响 137

4.6 其他系统的化学平衡 138

4.6.1 真实气体反应的化学平衡 138

4.6.2 液态混合物中的化学平衡 138

4.7 化学反应平衡的应用实例 139

4.7.1 合成氨反应的化学平衡 139

4.7.2 烃类热解过程中的化学平衡 139

4.7.3 生活中的化学平衡 140

第5章 电化学 146

5.1 电解质溶液的导电机理及法拉第定律 146

5.1.1 导体的分类 147

5.1.2 电解质溶液的导电机理 147

5.1.3 法拉第定律 147

5.2 电导、电导率和摩尔电导率 148

5.2.1 电导与电导率 149

5.2.2 摩尔电导率 149

5.2.3 电导的测定 149

5.2.4 摩尔电导率与浓度的关系 151

5.2.5 离子独立运动定律 151

5.2.6 电导测定的应用 152

5.3 强电解质溶液的活度和活度因子 153

5.3.1 平均离子活度及平均离子活度因子 153

5.3.2 离子强度 155

5.3.3 德拜-休克尔极限公式 155

5.4 可逆电池的条件 156

5.4.1 可逆电池的条件 156

5.4.2 可逆电池的书写方法 157

5.5 可逆电池热力学 157

5.5.1 由可逆电池电动势计算电池反应的摩尔吉布斯函数变 158

5.5.2 由可逆电池电动势及其温度系数求反应的△rHm和△rSm 158

5.5.3 计算原电池可逆放电时的反应热 158

5.5.4 能斯特（Nernst）方程 158

5.5.5 计算电池反应的平衡常数 159

5.6 电极电势和电极种类 160

5.6.1 电池电动势的形成 161

5.6.2 电极电势 161

5.6.3 可逆电极的种类 164

5.7 原电池设计 166

5.7.1 原电池的设计方法 166

5.7.2 化学原电池设计实例 167

5.7.3 浓差原电池设计实例 168

5.7.4 液体接界电势的消除 168

5.8 电极极化现象 169

5.8.1 分解电压 170

5.8.2 电极的极化 171

5.8.3 极化现象产生的原因 171

5.8.4 超电势和极化曲线 172

5.9 电解时的电极反应 173

5.9.1 反应顺序规则 173

5.9.2 计算实例 174

5.10 金属的电化学腐蚀与防护 175

5.10.1 金属腐蚀的分类 175

5.10.2 金属的电化学腐蚀原理 175

5.10.3 钢铁的腐蚀 176

5.10.4 金属腐蚀的防护 176

第6章 化学反应动力学 185

6.1 化学反应速率的表示方法 185

6.1.1 化学反应速率的惯用表示法 185

6.1.2 用反应进度定义化学反应速率 186

6.1.3 反应速率的测定方法 187

6.2 化学反应的速率方程 187

6.2.1 化学反应的速率方程 188

6.2.2 基元反应及其速率方程的建立 188

6.2.3 反应分子数、反应级数、反应速率常数 189

6.3 简单级数的反应 189

6.3.1 零级反应 190

6.3.2 一级反应 191

6.3.3 二级反应 193

6.3.4 n级反应 195

6.4 反应级数的测定 196

6.4.1 积分法（或尝试法） 197

6.4.2 微分法 198

6.4.3 半衰期法 200

6.4.4 孤立法（过量浓度法） 201

6.5 几种典型的复杂反应 202

6.5.1 对峙反应 202

6.5.2 平行反应 204

6.5.3 连续反应 205

6.6 温度对反应速率的影响 207

6.6.1 反应速率与温度关系的几种类型 207

6.6.2 反应速率常数与温度关系 207

6.7 链反应及复合反应速率的近似处理方法 210

6.7.1 链反应一般特征 210

6.7.2 直链反应和支链反应 211

6.7.3 链反应速率方程的建立方法——稳态近似法及平衡态近似法 211

6.8 催化反应简介 214

6.8.1 催化剂加速反应的原因 214

6.8.2 催化反应的特点 215

6.9 非等温反应动力学的处理方法 216

6.9.1 线性升温动力学方程 216

6.9.2 动力学模式函数f（c）的确定 216

6.9.3 动力学方程的求解方法 217

6.9.4 温度积分的近似解 217

第7章 表面现象与胶体分散系统 226

7.1 表面的基本概念 226

7.1.1 表面吉布斯（Gibbs）函数 227

7.1.2 液体的表面张力 227

7.1.3 溶液的表面吸附 228

7.2 表面活性剂 229

7.2.1 表面活性剂的分类 229

7.2.2 表面活性剂缔合系统 230

7.2.3 表面活性剂的HLB值 230

7.2.4 表面活性剂的性能及应用 232

7.3 固体表面的吸附 235

7.3.1 吸附作用 236

7.3.2 物理吸附和化学吸附 236

7.3.3 吸附曲线 236

7.3.4 吸附等温式 238

7.4 液体对固体的润湿 240

7.4.1 润湿角与杨氏方程 240

7.4.2 铺展 241

7.5 弯曲液面的特性 241

7.5.1 弯曲液面的附加压力 242

7.5.2 毛细现象 243

7.5.3 弯曲液面的蒸气压与Kelvin公式的应用 243

7.6 胶体的分类与制备 245

7.6.1 胶体的概念 245

7.6.2 胶体的分类 246

7.6.3 胶体的制备 246

7.6.4 溶胶的净化 247

7.7 溶胶 248

7.7.1 溶胶的性质 248

7.7.2 溶胶的胶团结构 250

7.7.3 溶胶的稳定与聚沉 250

7.8 乳状液与微乳液 253

7.8.1 乳状液的定义与分类 253

7.8.2 乳状液的稳定与破乳 254

7.8.3 乳状液的应用 256

7.8.4 微乳液 256

7.9 高分子溶液 257

7.9.1 高分子的分子量 258

7.9.2 高分子溶液的渗透压 258

7.9.3 高分子溶液的黏度 259

7.10 凝胶 259

7.10.1 凝胶的制备 260

7.10.2 凝胶的稳定性 261

7.10.3 凝胶的特性 261

附录 268

附录一 国际单位制 268

附录二 希腊字母表 269

附录三 基本物理常数 270

附录四 换算因子 270

附录五 元素的相对原子质量表（1997） 270

附录六 某些物质的临界参数 271

附录七 某些气体的范德华常数 272

附录八 某些气体的摩尔定压热容与温度的关系 272

附录九 某些有机物的标准摩尔燃烧焓（标准压力p？=100kPa,25℃） 273

附录十 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（标准压力p？=100kPa,25℃） 274

参考文献 277