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本书常用的符号意义和单位 1

目录 1

绪论 3

一、什么是物理化学 3

二、为什么学习物理化学 3

三、怎样学习物理化学 4

第一节 低压气体的p-V-T关系 5

一、压力、体积和温度 5

学习目标 5

第一章 气体的p-V-T关系及液化条件 5

二、低压气体的经验定律 6

三、理想气体状态方程 6

四、低压气体的特点和理想气体模型 8

五、低压气体p-V-T关系的处理方法 8

第二节 分压定律和分体积定律 9

一、混合气体的组成 9

二、分压定律 10

三、分体积定律 12

四、气体混合物的摩尔质量 15

一、中、高压气体的特点 16

第三节 中、高压气体的p-V-T关系 16

二、中、高压气体p-V-T关系的处理方法 17

第四节 气体的临界状态及液化条件 20

一、气体的p-Vm图 21

二、气体的临界状态及其液化条件 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 30

思考题 32

习题 33

第二章 热力学第一定律 35

学习目标 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

三、功 40

二、热 40

四、热力学第一定律 42

第三节 恒容热与恒压热 43

一、恒容热 43

二、焓 43

三、恒压热 44

第四节 变温过程热的计算 45

一、摩尔热容 45

二、变温过程热的计算 47

三、理想气体在单纯p、V、T变化过程中△U和△H的计算 51

一、可逆过程 53

四、液、固体在单纯p、V、T变化过程中△U和△H的计算 53

第五节 可逆过程和可逆体积功的计算 53

二、理想气体的可逆绝热过程方程 55

三、理想气体可逆体积功的计算 56

第六节 相变热的计算 60

一、相和相变 60

二、摩尔相变焓 61

三、相变热的计算 61

第七节 化学反应热的计算 64

一、基本概念 64

二、化学反应热的计算 67

一、焦耳-汤姆生实验 75

二、节流膨胀 75

第八节 气体的节流膨胀 75

阅读材料 化学热力学的发展趋势 76

本章小结 77

思考题 81

习题 82

第一节 热力学第二定律 84

一、自然界中几种过程的方向和限度 84

学习目标 84

第三章 热力学第二定律 84

二、自发过程及其特征 85

三、热力学第二定律的表达方式 85

第二节 熵和熵判据 86

一、熵的引出 86

二、熵判据 87

第三节 物理过程熵差的计算 89

一、△S环境的概念 89

二、△S计算的基本思路 90

三、单纯p、V、T变化过程△S的计算 90

四、相变过程△S的计算 94

一、热力学第三定律 95

第四节 化学反应熵差的计算 95

二、标准摩尔熵 96

三、化学反应熵差的计算 96

第五节 吉布斯函数和亥姆霍函数 97

一、吉布斯函数 98

二、亥姆霍兹函数 99

三、△G和△A的计算 100

第六节 热力学函数的一些重要关系式 101

一、热力学基本方程 101

三、麦克斯韦关系式 102

二、对应系数关系式 102

第七节 偏摩尔量和化学势 103

一、偏摩尔量 103

二、化学势 106

三、化学势判据 107

第八节 气体的化学势及逸度 108

一、理想气体的化学势 108

二、真实气体的化学势和逸度 109

阅读材料 热能的综合利用与热泵原理简介 111

本章小结 112

思考题 114

习题 115

第四章 相平衡 117

学习目标 117

第一节 相律 117

一、相、组分及自由度 117

二、相律 119

第二节 单组分系统相图 121

一、相图的绘制 122

二、相图分析 122

三、相图的应用 123

一、克拉贝龙方程 124

第三节 单组分系统两相平衡时压力和温度的关系 124

二、克劳修斯-克拉贝龙方程 126

第四节 多组分系统分类及组成表示法 128

一、多组分单相系统的分类 128

二、多组分系统组成表示法 128

第五节 拉乌尔定律和亨利定律 129

一、拉乌尔定律 130

二、亨利定律 131

第六节 理想液态混合物 133

一、理想液态混合物的汽-液平衡 133

二、二组分理想液态混合物的汽-液平衡相图 135

三、相图的应用 137

四、理想液态混合物中各组分的化学势 139

第七节 理想稀溶液 140

一、稀溶液中溶剂和溶质的化学势 140

二、稀溶液的依数性 141

第八节 真实液态混合物与溶液 145

一、二组分真实液态混合物的汽-液平衡相图 145

二、真实液态混合物和溶液的化学势及活度 147

第九节 二组分液态完全不互溶系统的汽-液平衡 149

一、二组分液态完全不互溶系统的特点 149

二、水蒸气蒸馏 149

一、分配定律 151

三、二组分液态完全不互溶系统的汽-液平衡相图 151

第十节 分配定律和萃取 151

二、萃取 152

第十一节 二组分液态部分互溶系统的液-液平衡相图 153

一、共轭溶液 153

二、二组分液态部分互溶系统的液-液平衡相图 154

三、相图的应用 154

第十二节 二组分系统固-液平衡相图 155

一、具有简单低共熔点系统的相图 155

二、二组分固态完全互溶系统的固-液平衡相图 158

阅读材料 反渗透及膜技术简介 159

本章小结 160

思考题 162

习题 163

第五章 化学平衡及其规律 166

学习目标 166

第一节 化学反应的平衡条件 166

一、摩尔反应吉布斯函数 166

二、化学反应的平衡条件 167

第二节 等温方程及标准平衡常数 167

一、理想气体化学反应的等温方程 167

二、理想气体化学反应的标准平衡常数 168

三、理想气体化学反应的Kθ与Kp、Ky、Kn、K？的关系 170

四、有纯态凝聚相参加的理想气体反应 171

第三节 平衡常数的测定及应用 171

一、平衡常数测定的一般方法 171

二、平衡常数的应用 172

第四节 标准摩尔反应吉布斯函数的计算 174

一、由△fG？计算△rG？ 174

二、由△fH？和S？计算△rG？ 174

三、由Kθ计算△rG？ 175

一、等压方程式 176

第五节 温度对化学平衡的影响 176

二、△rH？为定值时等压方程式的积分式 177

三、△rH？为温度的函数时等压方程的积分式 179

第六节 压力及惰性气体等对化学平衡的影响 179

一、总压力对理想气体反应平衡转化率的影响 179

二、恒温恒压下惰性气体对平衡转化率的影响 180

三、反应物配比对平衡转化率的影响 181

第七节 真实反应的化学平衡 182

一、真实气体反应的化学平衡 182

阅读材料 乙酸乙酯生产条件的分析 184

二、真实液相中反应的化学平衡 184

本章小结 186

思考题 187

习题 188

第六章 电化学基础 190

学习目标 190

第一节 电解质溶液的导电机理 190

一、电解质溶液的导电机理 190

二、法拉第定律 191

第二节 电解质溶液的电导率和摩尔电导率 193

一、电导 193

三、电流效率 193

二、电导率 194

三、摩尔电导率 194

四、摩尔电导率与浓度的关系 195

五、离子独立运动定律 196

第三节 电导测定的应用 197

一、计算电导率和摩尔电导率 198

二、求弱电解质的电离度 199

三、检验水的纯度 199

四、求微溶盐的溶解度 200

第四节 电解质溶液的平均活度和平均活度系数 201

五、电导滴定 201

一、电解质溶液的活度和活度系数 202

二、离子的平均活度和平均活度系数 203

第五节 可逆电池 205

一、原电池 205

二、原电池的表示方法 205

三、可逆电池 206

第六节 能斯特方程 207

一、E与△rGm的关系 207

二、Eθ与Kθ的关系 208

三、能斯特方程 208

四、电极电势和标准电极电势 209

第七节 电极的种类 214

一、第一类电极 214

二、第二类电极 215

三、第三类电极 216

第八节 原电池的设计 217

一、设计思路 217

二、设计方法 219

第九节 电池电动势的测定 220

一、原电池电动势的测定 220

三、电池电动势测定的应用 221

二、韦斯顿标准电池 221

第十节 浓差电池和液体接界电势 226

一、浓差电池 226

二、液体接界电势 228

第十一节 分解电压 228

一、分解电压 229

二、分解电压的计算 230

第十二节 极化作用 231

一、电极的极化 231

二、极化曲线 231

一、阴极反应 233

三、电解池和原电池极化曲线的差别 233

第十三节 电解时的电极反应 233

二、阳极反应 234

第十四节 金属的电化学腐蚀及防护 235

一、金属的电化学腐蚀 236

二、金属的防护 237

第十五节 化学电源 239

一、锌-锰电池 239

三、银-锌电池 240

四、燃料电池 240

二、铅蓄电池 240

阅读材料 化学传感器 241

本章小结 242

思考题 245

习题 245

第七章 界面现象 248

学习目标 248

第一节 表面张力 248

一、液体的表面张力 248

二、比表面吉布斯函数 249

三、界面热力学公式 251

一、润湿 252

第二节 润湿现象 252

二、接触角及杨氏方程 253

三、弯曲液面的附加压力 253

第三节 分散度对物质性质的影响 254

一、比表面 254

二、分散度与蒸气压的关系 255

三、亚稳状态和新相生成 257

第四节 吸附现象 258

一、吸附的概念 258

二、固体表面对气体分子的吸附 260

三、溶液表面的吸附 262

第五节 表面活性剂 264

一、表面活性剂的结构 264

二、表面活性剂的分类 264

三、表面活性剂的性能 265

四、表面活性剂的应用 266

第六节 乳状液 268

一、乳状液的定义及分类 268

二、乳状液的物理性质 268

三、乳状液的形成和破坏 269

四、乳状液的应用 270

本章小结 271

阅读材料 微乳状液 271

思考题 273

习题 273

第八章 化学动力学 275

学习目标 275

第一节 化学反应速率 275

一、反应速率的定义 275

二、反应速率的图解表示 276

三、基元反应和复合反应 276

五、反应级数 277

四、基元反应的速率方程——质量作用定律 277

六、反应速率常数 278

第二节 具有简单级数的化学反应 278

一、一级反应 278

二、二级反应 280

第三节 温度对反应速率的影响 283

一、范特霍夫规则 284

二、阿伦尼乌斯方程 284

三、活化能 286

第四节 对峙反应 287

第五节 平行反应 289

第六节 连串反应 290

第七节 链反应 291

一、链反应的基本步骤 291

二、链反应的分类 292

三、支链反应与爆炸界限 292

第八节 催化反应 293

第九节 多相催化反应 295

一、气-固相催化反应的一般机理 295

二、只有一种反应物的表面反应为控制步骤的气-固相催化反应的速率方程 295

阅读材料 酶催化反应简介 296

本章小结 297

思考题 299

习题 300

第九章 胶体 302

学习目标 302

第一节 分散系统分类 302

一、分子分散系统 302

二、粗分散系统 302

三、胶体分散系统 302

第二节 胶体的动力性质 303

一、布朗运动 303

三、沉降平衡 304

二、扩散 304

第三节 胶体的电学性质 305

一、电泳 305

二、胶体粒子带电的原因 305

三、胶体粒子的结构 306

四、热力学电势和电动电势 306

第四节 胶体的聚沉 308

一、电解质的聚沉作用 308

二、正负胶体的相互聚沉 309

三、高分子化合物的聚沉作用 309

参考文献 310

阅读材料 微胶囊 310

本章小结 310

思考题 312

习题 312

附录 313

附录一 某些气体的范德华常数 313

附录二 某些物质的临界参数 313

附录三 某些气体的摩尔定压热容与温度的关系 314

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 314

附录五 某些有机化合物的标准摩尔燃烧焓 317

附录六 一些电极的标准电极电势 318