绪论 1
一、物理化学的任务和内容 1
二、物理化学在化学和医药学中的地位与应用 1
三、物理化学的学习方法 2
第一章 热力学第一定律 4
第一节 热力学基本概念 5
一、系统与环境 5
二、状态与状态函数 5
三、系统的性质 6
四、热力学平衡态 6
五、过程与途径 7
第二节 热力学第一定律 7
一、能量守恒与热力学第一定律 7
二、热和功 8
三、热力学能 8
四、热力学第一定律的数学表达式 9
第三节 体积功的计算与可逆过程 9
一、体积功 9
二、不同过程的体积功 10
三、可逆过程 12
第四节 焓与热容 14
一、焓 14
二、热容 16
第五节 热力学第一定律的应用 18
一、热力学第一定律对理想气体的应用 18
二、热力学第一定律对实际气体的应用 24
第六节 热化学 25
一、化学反应的热效应 25
二、反应进度 27
三、热化学方程式 28
第七节 化学反应热的计算 28
一、Hess定律 29
二、化学反应热的计算 29
三、反应热与温度的关系 33
第二章 热力学第二定律 40
第一节 自发过程 40
一、自发过程 40
二、自发过程的特征 41
第二节 热力学第二定律的表述 41
第三节 Carnot循环与Carnot定理 41
一、Carnot循环 42
二、Carnot定理 43
第四节 熵 44
一、可逆过程的热温商与熵变 44
二、不可逆过程的热温商与熵变 45
三、热力学第二定律数学表达式—Clausius不等式 46
四、熵增加原理 46
第五节 熵变的计算 47
一、环境熵变的计算 47
二、系统熵变的计算 47
第六节 熵的物理意义 50
第七节 热力学第三定律及规定熵 51
一、热力学第三定律 51
二、规定熵 51
三、化学反应的熵变 51
第八节 Helmholtz自由能和Gibbs自由能 52
一、热力学第一定律、第二定律联合表达式 52
二、Helmholtz自由能 52
三、Gibbs自由能 52
四、自发过程方向和限度的判据 53
第九节 △G的计算 54
一、理想气体简单状态变化过程 54
二、相变过程 54
三、化学反应过程 55
第十节 热力学函数间的关系式 55
一、热力学基本关系式 55
二、Maxwell关系式 56
三、△G与温度的关系一Gibbs-Helmholtz方程 57
第三章 多组分系统热力学 62
第一节 多组分系统和组成表示法 62
第二节 偏摩尔量 64
一、偏摩尔量的定义 64
二、偏摩尔量的集合公式 65
三、Gibbs-Duhem公式 66
第三节 化学势 67
一、化学势的定义 67
二、广义化学势和组成变化系统的热力学基本公式 67
三、温度、压强对化学势的影响 68
四、化学势判据及其应用 69
第四节 稀溶液中的两个经验定律 70
一、拉乌尔定律 70
二、亨利定律 71
第五节 气体混合物中各组分的化学势 72
一、理想气体 72
二、真实气体 73
第六节 液态混合物、稀溶液、真实溶液中组分的化学势 73
一、液态混合物中组分的化学势 73
二、理想稀溶液中各组分的化学势 74
三、真实溶液中各组分的化学势 75
第四章 化学平衡 80
第一节 化学反应的方向和平衡条件 80
第二节 化学反应恒温方程式和平衡常数 81
一、理想气体反应的恒温方程式 81
二、标准平衡常数的导出 82
第三节 平衡常数的表示式 84
一、气相反应的平衡常数 84
二、真实气体的平衡常数 85
三、液相反应的平衡常数 85
四、复相反应的平衡常数 87
第四节 平衡常数的测定及其相关计算 88
一、平衡常数的测定 88
二、平衡组成的计算 88
第五节 标准摩尔反应Gibbs能变及化合物的标准生成Gibbs能 89
一、标准反应Gibbs能变△rG？m的应用 89
二、标准反应Gibbs能变的计算 91
第六节 温度对标准平衡常数的影响 92
一、△rH？m不随温度变化时K？的计算 92
二、△rH？m随温度变化时K？的计算 93
第七节 其他因素对化学平衡的影响 95
一、压强对理想气体反应平衡的影响 95
二、压强对凝聚相反应平衡的影响 96
三、惰性组分对化学平衡的影响 96
四、反应配比对化学平衡的影响 97
第八节 反应的耦合 98
第五章 相平衡 102
第一节 相律 103
一、相和相数 103
二、物种数与独立组分数 103
三、自由度 104
四、相律 105
第二节 单组分系统 106
一、单组分系统的相图 107
二、克劳修斯-克拉珀龙方程 110
第三节 完全互溶双液系统 113
一、理想的完全互溶双液系统 113
二、非理想的完全互溶双液系统 117
三、蒸馏和精馏 120
第四节 部分互溶双液系统 123
第五节 完全不互溶双液系统 125
第六节 二组分系统的固-液平衡相图 126
一、具有简单低共熔系统的相图 126
二、形成化合物的相图 130
三、形成固溶体的相图 131
第七节 三组分系统相图 133
一、三组分系统组成的表示法 134
二、部分互溶三液体系统的相图 135
三、三组分盐水系统的相图 137
第六章 电化学 142
第一节 电化学基本概念 142
一、原电池与电解池 142
二、Faraday电解定律 144
三、离子迁移数 144
第二节 电解质溶液的电导 146
一、电解质溶液的电导 146
二、电导率、摩尔电导率与浓度的关系 147
三、离子独立运动定律 149
第三节 电解质溶液电导的测定及其应用 150
一、电解质溶液电导的测定 150
二、电导测定的应用 151
第四节 强电解质溶液中电解质的活度及活度系数 153
一、溶液中离子的平均活度及平均活度系数 153
二、离子强度 155
三、Debye-Hückel极限公式 156
第五节 可逆电池及其电动势的测定 157
一、可逆电池 157
二、电池电动势的测定 160
第六节 电池电动势和电极电势 161
一、电池电动势的构成 161
二、电极电势 163
三、Nernst方程 164
第七节 可逆电池热力学 165
一、电池反应的△rSm和△rHm 165
二、电池可逆放电时的热效应 166
第八节 浓差电池 167
一、单液浓差电池 167
二、双液浓差电池 167
第九节 电极电势和电动势的应用 168
一、判断化学反应方向 168
二、求化学反应的平衡常数 169
三、求难溶盐的活度积 169
四、测定溶液的pH 170
五、测定离子的平均活度系数γ± 170
第十节 电极的极化和超电势 171
一、分解电压 171
二、电极的极化和超电势 172
第七章 化学动力学 177
第一节 反应速率的表示方法及测定 178
一、化学反应速率的表示方法 178
二、化学反应速率的测定 179
第二节 基本概念 179
一、基元反应与总包反应 179
二、反应分子数 180
三、质量作用定律 180
四、反应级数 180
第三节 简单级数反应 181
一、一级反应 181
二、二级反应 185
三、零级反应 186
四、简单级数反应的速率方程比较 186
五、反应级数的测定 187
第四节 典型的复杂反应 189
一、对峙反应 189
二、平行反应 190
三、连续反应 191
四、链反应 192
第五节 温度对反应速率的影响 194
一、van't Hoff经验规则 194
二、Arrhenius经验公式 194
三、活化能 195
四、药物贮存期的预测 197
第六节 反应速率理论简介 197
一、碰撞理论 198
二、过渡态理论 200
第七节 光化学反应 202
一、光化学反应特点 203
二、光化学定律 203
三、量子效率 204
四、光对药物稳定性的影响 204
第八节 影响溶液中化学反应速率的因素 205
一、溶剂极性的影响 206
二、溶剂化的影响 206
三、溶剂介电常数的影响 207
四、离子强度的影响 207
第九节 催化作用 208
一、催化剂的基本特征 208
二、酸碱催化 209
三、酶催化 212
第八章 表面现象 217
第一节 表面张力与表面Gibbs能 217
一、分散度 217
二、表面Gibbs能和表面张力 218
三、表面的热力学基本关系式 221
第二节 弯曲表面的性质 222
一、弯曲表面的附加压力 222
二、曲面的蒸气压 224
三、亚稳状态与新相的形成 227
第三节 铺展与润湿 228
一、液体的铺展 228
二、固体表面的润湿 230
第四节 溶液表面的吸附 231
一、溶液的表面张力和浓度之间的关系 231
二、溶液表面的吸附和Gibbs吸附恒温式 232
三、表面活性剂在溶液表面的定向排列 233
第五节 表面活性剂 235
一、表面活性剂的分类 235
二、表面活性剂的HLB值 236
三、胶束的形成及其性质 238
四、表面活性剂的几种重要作用 239
第六节 固体表面的吸附 241
一、物理吸附与化学吸附 241
二、吸附曲线 242
三、Freundlich吸附等温式 243
四、单分子层吸附理论与Langmuir吸附等温式 243
五、多分子层吸附理论与BET公式 245
第九章 胶体分散系统 250
第一节 分散系统的分类和溶胶的基本特征 251
一、分散系统的分类 251
二、溶胶的基本特征 251
第二节 溶胶的制备和净化 252
一、溶胶的制备 252
二、溶胶的净化 253
三、纳米粒子及制备方法 254
第三节 溶胶的动力性质 255
一、布朗运动 255
二、扩散与渗透压 256
三、沉降与沉降平衡 257
第四节 溶胶的光学性质 258
一、丁铎尔效应 258
二、瑞利散射公式 258
三、溶胶的颜色 259
四、超显微镜 260
第五节 溶胶的电学性质 260
一、电动现象 260
二、溶胶粒子带电原因 262
三、双电层理论 263
四、溶胶的胶团结构 265
五、电泳的测定 265
第六节 溶胶的稳定性和聚沉作用 266
一、溶胶的稳定性 266
二、溶胶的聚沉 266
第七节 高分子化合物的结构特点及其溶液的性质 269
一、高分子化合物的结构特点 269
二、高分子溶液的形成与性质 270
第八节 高分子溶液的流变性 271
一、牛顿流体与黏度 271
二、流变曲线 273
第九节 高分子化合物平均摩尔质量及其测定 274
一、高分子化合物平均摩尔质量的表示方法 274
二、高分子化合物摩尔质量的测定 276
第十节 高分子电解质溶液 277
一、高分子电解质的分类 277
二、高分子电解质溶液的特性 278
第十一节 凝胶 282
一、凝胶的分类 282
二、凝胶的制备 282
三、凝胶的性质 283
附录 286
附录Ⅰ 某些气体的摩尔恒压热容与温度关系 286
附录Ⅱ 某些物质的热化学数据表 287
附录Ⅲ 某些有机化合物的标准摩尔燃烧焓 292
习题参考答案 293
参考文献 298