绪论 1
0.1 物理化学的研究内容 1
0.2 物理化学的研究方法 2
0.3 学习物理化学的方法 2
第1章 气体 4
1.1 理想气体p、 V、 T关系 4
1.1.1 理想气体状态方程 4
1.1.2 理想气体混合物 6
1.2 真实气体的液化 9
1.2.1 气体的液化过程 9
1.2.2 物质的临界状态 10
1.3 真实气体的p、 V、 T关系 11
1.3.1 范德华方程 11
1.3.2 维里方程 12
1.4 对应态原理及普遍化压缩因子图 13
【典型案例】气体液化在裂解气分离中的应用 15
思考题 16
习题 17
第2章 化学热力学基础 19
2.1 热力学第一定律 20
2.1.1 热力学基本概念 20
2.1.2 热与功 23
2.1.3 可逆过程与可逆过程的功 24
2.1.4 热力学能和热力学第一定律 26
2.2 恒容热、恒压热和焓 28
2.2.1 恒容热 28
2.2.2 恒压热及焓 28
2.2.3 Qv = △U及Qp=△H两关系式的意义 28
2.2.4 恒容热与恒压热的计算 29
2.3 热力学第一定律的应用 32
2.3.1 热力学第一定律在单纯pVT变化中的应用 32
2.3.2 热力学第一定律在相变过程中的应用 35
2.3.3 热力学第一定律在化学变化过程中的应用 37
2.3.4 热力学第一定律的其他应用 43
2.3.5 节流过程（焦耳-汤姆逊效应） 45
2.4 热力学第二定律 46
2.4.1 第二类永动机的不可能性及卡诺定理 46
2.4.2 热力学第二定律和过程的不可逆性 48
2.5 热力学第二定律的应用——熵及熵判据 50
2.5.1 熵的导出 50
2.5.2 克劳修斯不等式 51
2.5.3 熵增原理及平衡的熵判据 52
2.5.4 环境熵变的计算 53
2.5.5 系统熵变的计算 53
2.6 热力学第三定律 59
2.6.1 热力学第三定律 59
2.6.2 热力学第三定律——化学反应熵变的计算 60
2.7 亥姆霍兹函数与吉布斯函数 63
2.7.1 亥姆霍兹函数与亥姆霍兹函数判据 63
2.7.2 吉布斯函数与吉布斯函数判据 64
2.7.3 p、 V、 T变化及相变化过程△G、 △A的计算 64
2.8 热力学基本方程及函数关系 68
2.8.1 热力学基本方程 68
2.8.2 吉布斯函数与温度的关系——吉布斯-亥姆霍兹方程 69
2.8.3 吉布斯函数与压力的关系 70
【典型案例】人造金刚石 71
思考题 72
习题 74
第3章 多组分系统热力学与相平衡 80
3.1 相律 81
3.1.1 相、组分及自由度 81
3.1.2 相律表达式及说明 82
3.2 单组分系统的相平衡 83
3.2.1 饱和蒸气压与沸点 83
3.2.2 单组分体系的两相平衡 84
3.2.3 单组分系统的相图——水的相图 87
3.3 多组分系统的分类及组成表示法 88
3.3.1 多组分系统的分类 88
3.3.2 多组分系统组成的表示方法 89
3.4 多组分系统中物质的偏摩尔量和化学势 90
3.4.1 偏摩尔量 91
3.4.2 化学势 92
3.5 理想液态混合物 95
3.5.1 拉乌尔定律 95
3.5.2 理想液态混合物 96
3.5.3 理想液态混合物的汽-液平衡 96
3.5.4 二组分理想液态混合物的汽-液平衡相图 97
3.6 理想稀溶液 100
3.6.1 亨利定律 100
3.6.2 稀溶液的汽-液平衡 101
3.6.3 稀溶液的依数性 102
3.7 二组分真实液态混合物的汽-液平衡 105
3.7.1 具有正偏差系统的液态混合物 106
3.7.2 具有负偏差系统的液态混合物 107
3.8 二组分液相部分互溶和完全不互溶系统的相图 108
3.8.1 二组分液态部分互溶系统的液-液平衡相图 108
3.8.2 二组分液态完全不互溶系统的汽-液平衡相图 109
3.8.3 水蒸气蒸馏 109
3.9 简单低共熔系统液-固平衡相图 111
3.9.1 热分析法 111
3.9.2 溶解度法 112
3.9.3 相图在工业上的应用 114
3.10 分配定律及萃取 114
3.10.1 分配定律 114
3.10.2 萃取技术及其应用 115
【典型案例】化工产品精馏过程工艺设计基础 116
思考题 118
习题 119
第4章 化学平衡 124
4.1 化学反应的等温方程式 125
4.1.1 化学反应的方向和平衡判据 125
4.1.2 化学反应的等温方程 126
4.2 理想气体化学反应的标准平衡常数 127
4.2.1 标准平衡常数 127
4.2.2 平衡常数的其他表示方法 128
4.3 平衡常数的测定及相关计算 129
4.3.1 平衡常数的测定 129
4.3.2 平衡常数的计算 130
4.3.3 平衡组成的计算 131
4.3.4 有纯凝聚态物质参加的理想气体化学反应 132
4.4 各种因素对化学平衡的影响 133
4.4.1 温度对平衡常数的影响 133
4.4.2 压力对平衡转化率的影响 134
4.4.3 惰性组分对平衡转化率的影响 135
4.5 真实气体反应的化学平衡 136
【典型案例】工业合成氨工艺参数的优化 138
思考题 140
习题 140
第5章 化学动力学及催化作用 144
5.1 化学反应速率及速率方程 145
5.1.1 化学反应速率 145
5.1.2 化学反应速率的测定 146
5.1.3 基元反应 146
5.1.4 速率方程 146
5.2 速率方程的积分形式 147
5.2.1 零级反应 147
5.2.2 一级反应 148
5.2.3 二级反应 150
5.2.4 n级反应 152
5.3 温度对反应速率的影响 152
5.3.1 阿伦尼乌斯方程 153
5.3.2 活化能 154
5.4 反应速率方程的建立方法 154
5.4.1 积分法 155
5.4.2 微分法 156
5.4.3 半衰期法 158
5.4.4 孤立法 158
5.5 复合反应动力学 159
5.5.1 平行反应 159
5.5.2 对峙反应 160
5.5.3 连串反应 161
5.6 催化剂的通性 163
5.6.1 催化作用的基本特征 163
5.6.2 催化剂的活性与稳定性 164
5.7 单相催化反应 165
5.7.1 气相催化 165
5.7.2 液相催化 165
5.8 多相催化反应 167
5.8.1 催化反应的一般历程 167
5.8.2 催化反应动力学 167
【典型案例】化学动力学在乙烯氧化制环氧乙烷中的应用 168
思考题 170
习题 170
第6章 电化学 174
6.1 电化学基础知识 174
6.1.1 导体的分类 174
6.1.2 原电池和电解池 175
6.1.3 法拉第定律 176
6.1.4 离子的迁移数 176
6.2 电导、电导率、摩尔电导率 176
6.2.1 电导和电导率 177
6.2.2 摩尔电导率 177
6.3 电解质离子的平均活度和平均活度因子 180
6.3.1 活度和活度因子 180
6.3.2 离子的平均活度和平均活度因子 180
6.3.3 离子强度 181
6.3.4 德拜-休克尔极限公式 182
6.4 可逆电池 182
6.4.1 电极反应和电池反应 182
6.4.2 电池符号表示法 183
6.4.3 可逆电池与不可逆电池 183
6.4.4 可逆电极的类型及其电极反应 184
6.5 电极电势 185
6.5.1 电势的种类 185
6.5.2 电池电动势 186
6.6 可逆电池热力学 187
6.7 电解与极化 189
6.7.1 分解电压 189
6.7.2 极化与超电压 190
6.7.3 析出电位 190
6.7.4 金属的共沉积及其分离 191
【典型案例】金属的腐蚀与防腐 192
思考题 193
习题 194
第7章 界面现象与胶体 197
7.1 界面张力 197
7.1.1 界面现象的产生 197
7.1.2 界面张力 198
7.1.3 液-液界面张力 199
7.2 界面现象 199
7.2.1 弯曲液面的附加压力 199
7.2.2 液体对固体的润湿作用 200
7.3 吸附 201
7.3.1 固体表面上的吸附 201
7.3.2 固体吸附理论 202
7.3.3 溶液表面的吸附 204
7.3.4 溶液表面的吸附理论——吉布斯吸附等温式 204
7.4 表面活性剂 205
7.4.1 表面活性剂的结构 205
7.4.2 临界胶束浓度 205
7.4.3 表面活性剂的用途 205
7.5 胶体的制备与性质 206
7.5.1 分散系统的分类 206
7.5.2 胶体的性质 207
7.5.3 胶体的结构 208
7.5.4 溶胶的稳定性和聚沉 209
7.5.5 胶体的制备 210
【典型案例】双子表面活性剂的合成及在制革业中的应用 210
思考题 211
习题 211
部分习题答案 214
附录 218
附表1相对原子质量表 218
附表2一些气体的摩尔质量和临界参数 219
附表3某些气体的摩尔定压热容与温度的关系 219
附表4一些物质的标准热力学数据 220
附表5某些有机物化合物的标准摩尔燃烧焓（25℃） 223
附表6标准电极电势表 224
参考文献 230