物理化学 第2版PDF电子书下载

绪论 1

第1章 热力学第一定律及其应用 3

1.1热力学的理论基础与研究方法 3

1.1.1热力学的理论基础 3

1.1.2热力学的研究方法 3

1.2热力学基本概念 4

1.2.1体系与环境 4

1.2.2相 4

1.2.3体系的性质 4

1.2.4状态和热力学平衡态 5

1.2.5热力学标准态 5

1.2.6状态函数和状态方程 6

1.2.7过程和途径 7

1.3热力学第一定律 7

1.3.1热和功 7

1.3.2热力学能 8

1.3.3热力学第一定律 9

1.4热与过程 9

1.4.1恒容热 9

1.4.2恒压热 9

1.4.3相变焓 10

1.4.4盖·吕萨克-焦耳实验 10

1.4.5热容 11

1.5功与过程 14

1.5.1体积功 14

1.5.2准静态过程与可逆过程 16

1.5.3相变过程的功 18

1.5.4绝热过程与多方过程 19

1.6实际气体 22

1.6.1实际气体的节流过程 22

1.6.2实际气体的ΔU和△H 23

1.7热化学 24

1.7.1反应进度 24

1.7.2标准摩尔反应焓 25

1.7.3热化学方程式 26

1.7.4赫斯定律 26

1.7.5几种热效应 27

1.7.6标准摩尔反应焓与温度的关系 31

1.7.7新陈代谢与热力学 33

参考资料及课外阅读材料 33

思考题 34

习题 35

第2章 热力学第二定律 37

2.1自然界宏观过程的共同特征 37

2.2热力学第二定律 38

2.2.1热力学第二定律的表述 38

2.2.2熵函数 38

2.2.3过程方向的判断 39

2.2.4熵增原理 40

2.3熵变的计算 41

2.3.1理想气体单纯p、V、T变化 41

2.3.2凝聚体系 44

2.3.3相变过程 45

2.4熵的本质 46

2.5亥姆霍兹函数和吉布斯函数 47

2.5.1亥姆霍兹函数 47

2.5.2吉布斯函数 47

2.5.3热力学判据总结 48

2.6 AG计算示例 49

2.6.1恒温物理变化 49

2.6.2化学变化 51

2.7热力学函数间的一些重要关系 51

2.7.1封闭体系的热力学基本公式 51

2.7.2麦克斯韦关系式 53

2.8热力学第三定律和物质的标准熵 54

2.8.1热力学第三定律 54

2.8.2规定熵与标准熵 55

2.8.3化学反应的熵变 56

2.8.4由△rS？m和△rH?m求△rG?m 57

2.9不可逆过程热力学简介 58

2.9.1熵产生和熵流 58

2.9.2耗散结构及其形成条件 59

参考资料及课外阅读材料 60

思考题 61

习题 62

第3章 多组分体系的热力学与相平衡 64

Ⅰ.多组分体系的热力学 64

3.1多组分体系及其组成表示法 64

3.1.1多组分体系的分类 64

3.1.2多组分体系组成表示法 64

3.2偏摩尔量 66

3.2.1偏摩尔量 66

3.2.2偏摩尔量的集合公式 67

3.2.3吉布斯-杜亥姆方程 68

3.3化学势 69

3.3.1化学势 69

3.3.2化学势在相变化中的应用 70

3.3.3化学势在化学平衡中的应用 71

3.4气体的化学势 71

3.4.1纯理想气体的化学势 71

3.4.2理想气体混合物中组分B的化学势 72

3.4.3真实气体的化学势 72

3.4.4真实气体混合物中组分B的化学势 72

3.5稀溶液中的两个经验定律 72

3.5.1拉乌尔定律 72

3.5.2亨利定律 73

3.6理想液态混合物 75

3.6.1理想液态混合物 75

3.6.2理想液态混合物中各组分的化学势 75

3.6.3理想液态混合物的混合性质 75

3.6.4理想液态混合物的气液平衡 76

3.7理想稀溶液 77

3.7.1理想稀溶液 77

3.7.2理想稀溶液中各组分的化学势 77

3.8非理想体系 79

3.8.1非理想液态混合物 79

3.8.2非理想稀溶液中的溶剂 79

3.8.3非理想稀溶液中的溶质 79

3.9稀溶液的依数性 80

3.9.1蒸气压下降 80

3.9.2凝固点降低 80

3.9.3沸点上升 82

3.9.4渗透压 82

3.10分配定律——溶质在两互不相溶液相中的分配 84

3.10.1分配定律 84

3.10.2分配定律的应用——萃取 84

Ⅱ.相平衡 86

3.11相律 86

3.11.1基本概念 86

3.11.2相律 87

3.12单组分体系的相图 88

3.12.1单组分体系的两相平衡 88

3.12.2单组分体系的相图 89

3.12.3超临界流体 91

3.13二组分体系的相图 92

3.13.1液相完全互溶的二组分气液平衡体系 93

3.13.2液相部分互溶的二组分液液平衡体系 97

3.13.3液相完全不互溶的二组分液液平衡体系 99

3.13.4固相完全不互熔的二组分液固平衡体系 99

参考资料及课外阅读材料 102

思考题 103

习题 104

第4章 化学平衡 106

4.1化学反应的方向和限度 106

4.1.1化学反应中体系的吉布斯函数与反应方向 106

4.1.2化学反应的限度——化学平衡 108

4.1.3化学反应的等温方程 109

4.2化学反应标准平衡常数表示法 110

4.2.1气相反应 110

4.2.2混合物和溶液中的反应 112

4.2.3复相反应 115

4.3标准平衡常数的计算 117

4.3.1由实验数据计算 117

4.3.2由△rH?m和ΔrS?m计算 118

4.3.3由标准摩尔生成吉布斯函数Δ?G?m计算 119

4.3.4生化反应体系的标准平衡常数 120

4.4影响化学平衡的主要因素 122

4.4.1温度的影响 122

4.4.2压力的影响 124

4.4.3惰性组分的影响 124

4.5反应的偶合 125

参考资料及课外阅读材料 126

思考题 126

习题 127

第5章 化学动力学基础 129

5.1化学反应的反应速率和速率方程 129

5.1.1化学反应速率 130

5.1.2基元反应 132

5.1.3基元反应的速率方程——质量作用定律 132

5.1.4化学反应速率方程的一般形式 134

5.1.5以混合气体组分分压表示的气相化学反应的速率方程 135

5.2速率方程的积分形式和反应级数的确定 135

5.2.1一级反应 136

5.2.2二级反应 138

5.2.3零级反应和n级反应 139

5.2.4反应级数的确定 140

5.3温度对反应速率的影响 143

5.3.1范特霍夫规则 144

5.3.2阿伦尼乌斯方程 144

5.3.3阿伦尼乌斯活化能 145

5.3.4阿伦尼乌斯实验活化能在复合反应中的表现——表观活化能 146

5.3.5活化能的计算 147

5.4典型的复合反应 148

5.4.1对行反应 148

5.4.2平行反应 150

5.4.3连串反应 153

5.4.4链反应 154

5.5复合反应速率的近似处理和反应机理的确定 156

5.5.1复合反应速率的近似处理 157

5.5.2微观可逆性原理和精细平衡原理 158

5.5.3反应机理的确定 159

5.6化学反应速率理论简介 161

5.6.1简单碰撞理论 161

5.6.2过渡态理论 164

5.6.3单分子反应理论 168

5.7光化学反应动力学 169

5.7.1光化学反应的初级过程、次级过程和猝灭 169

5.7.2光化学基本定律 170

5.7.3光化学反应的特点 171

5.7.4光化学反应动力学与光化学平衡 172

5.8催化剂对反应速率的影响 174

5.8.1催化反应中的基本概念 174

5.8.2催化作用的基本特征 174

5.8.3催化反应的一般机理 175

5.8.4均相催化反应 176

5.8.5多相催化反应 177

5.8.6酶催化反应 177

5.8.7自催化反应和化学振荡 180

5.9溶液中化学反应动力学 181

5.10快速反应研究技术和微观反应动力学 182

5.10.1快速反应研究技术 182

5.10.2微观反应动力学 184

参考资料及课外阅读材料 186

思考题 187

习题 189

第6章 电化学 194

6.1电解质溶液的导电性质 194

6.1.1电解质溶液的导电机理和法拉第定律 194

6.1.2离子的电迁移和迁移数 196

6.1.3电解质溶液的电导及其应用 198

6.2电解质溶液的热力学性质 205

6.2.1电解质溶液活度 205

6.2.2电解质溶液的离子强度 206

6.2.3强电解质溶液理论简介 208

6.3电化学体系 210

6.3.1电化学体系及其相间电势差 210

6.3.2电池的书写方法及电池反应 212

6.3.3电池的电动势 214

6.4可逆电池与可逆电极 214

6.4.1可逆电池与不可逆电池 215

6.4.2可逆电极类型 216

6.4.3电池电动势的测定 217

6.5电化学体系的热力学 218

6.5.1电池反应的能斯特方程 218

6.5.2电极反应的能斯特方程 219

6.5.3电动势的计算 220

6.5.4电动势测定的应用 223

6.6不可逆电极过程 228

6.6.1分解电压 228

6.6.2极化作用和超电势 230

6.6.3电极反应的竞争 232

6.7生物电化学 233

6.7.1生物电现象 233

6.7.2膜电势 234

6.7.3生物传感器 235

6.8环境电化学 236

6.8.1电化学处理污染物 236

6.8.2电化学技术在环境监测中的应用 238

6.8.3电化学技术在环境保护中的应用 238

参考资料与课外阅读资料 240

思考题 240

习题 242

第7章 表面现象 244

7.1表面张力和表面吉布斯函数 244

7.1.1表面功、表面吉布斯函数 244

7.1.2表面张力 245

7.1.3表面的热力学性质 246

7.1.4影响表面张力的因素 247

7.2弯曲液面的性质 249

7.2.1弯曲液面的附加压力 249

7.2.2表面张力的测定方法 251

7.2.3开尔文方程 252

7.2.4亚稳状态和新相的形成 255

7.3溶液表面吸附 257

7.3.1溶液的表面张力与浓度关系 257

7.3.2单位界面过剩量 257

7.3.3吉布斯等温吸附方程 259

7.3.4表面活性物质分子在两相界面上的定向排列 261

7.4铺展与润湿 262

7.4.1液-液界面的铺展 262

7.4.2固体表面的润湿 263

7.4.3接触角 265

7.5表面活性剂 266

7.5.1表面活性剂溶液的物理化学特性 267

7.5.2表面活性剂的一些重要作用 271

7.6乳状液和微乳液 273

7.6.1乳状液 273

7.6.2微乳液 277

7.7两亲分子的有序组合体 279

7.7.1不溶性表面膜 279

7.7.2囊泡与脂质体 283

7.7.3液晶 284

7.8固体表面的吸附 285

7.8.1物理吸附和化学吸附 285

7.8.2吸附曲线与吸附热力学 286

7.8.3气-固吸附等温式 288

7.8.4固体自溶液中的吸附 292

参考资料及课文阅读资料 293

思考题 293

习题 295

第8章 胶体化学 297

8.1分散体系的分类和胶体的特征 297

8.1.1分散体系的分类 297

8.1.2胶体的基本特性 298

8.1.3胶粒的几何结构 299

8.2胶体的制备与净化 299

8.2.1胶体制备的一般条件 299

8.2.2胶体的制备 300

8.2.3胶体净化 302

8.3胶体的动力性质 304

8.3.1布朗运动 304

8.3.2扩散和渗透 305

8.3.3沉降和沉降平衡 307

8.4胶体的光学性质 311

8.4.1丁铎尔效应 311

8.4.2瑞利散射定律 312

8.4.3超显微镜在胶体体系中的应用 313

8.5胶体的电学性质 314

8.5.1胶粒表面电荷的由来 314

8.5.2胶团的结构 315

8.5.3电动现象 316

8.5.4双电层理论和ξ电势 318

8.6胶体的稳定和聚沉 321

8.6.1胶体的稳定与DLVO理论 322

8.6.2影响胶体聚沉的因素 323

8.7胶体的流变性 326

8.7.1胶体的黏度与流变曲线 326

8.7.2黏度的测定 327

8.7.3稀溶胶的黏度 328

8.8大分子溶液 328

8.8.1大分子物质的平均摩尔质量 329

8.8.2黏度法测定大分子的平均摩尔质量 330

8.8.3大分子溶液的渗透压 331

8.8.4唐南平衡 332

8.9凝胶 333

参考资料及课外阅读材料 334

思考题 334

习题 335

第9章 统计热力学基础 337

9.1统计热力学基础 337

9.1.1统计热力学的研究对象和方法 337

9.1.2统计热力学的发展简史 337

9.1.3统计体系的分类 338

9.2玻耳兹曼统计 338

9.2.1统计热力学的基本假定 338

9.2.2最概然分布 339

9.2.3配分函数 340

9.2.4热力学函数与配分函数 340

9.3配分函数的分离与计算 342

9.3.1配分函数的分离 342

9.3.2配分函数的计算 343

参考资料及课外阅读材料 348

思考题 348

习题 349

部分习题参考答案 351

主要参考书目 356

附录 357

附录1 部分常用元素的相对原子质量 357

附录2 常用的重要物理常量 357

附录3 一些物质的标准热力学数据 358

附录4 一些物质的标准摩尔燃烧焓 361

附录5 一些离子在无限稀释水溶液中的标准摩尔生成焓 362