第1章 气体 1
1.1 理想气体及其状态方程 1
1.1.1 理想气体状态方程 1
1.1.2 理想气体状态方程的应用 2
1.2 气体混合物 2
1.2.1 分压定律 2
1.2.2 分压定律的应用 3
1.3 真实气体的液化 3
1.3.1 液体的饱和蒸气压 3
1.3.2 临界参数 4
1.3.3 真实气体的p-Vm图及气体的液化 4
1.4 真实气体的范德华方程 5
1.4.1 范德华方程 5
1.4.2 范德华方程的应用 6
1.4.3 其他状态方程 7
思考题 7
习题 7
参考文献 8
第2章 热力学第一定律 9
2.1 热力学概述 9
2.1.1 热力学研究的内容 9
2.1.2 热力学的研究方法及局限性 9
2.2 热力学的基本概念及第零定律 10
2.2.1 热力学的基本概念 10
2.2.2 热力学第零定律与温度 13
2.3 热、功及可逆过程 14
2.3.1 热量和功 14
2.3.2 可逆过程 17
2.4 热力学第一定律 20
2.4.1 热力学能 20
2.4.2 热力学第一定律 20
2.4.3 等容热、等压热、焓、热容 21
2.5 热力学第一定律对理想气体系统的应用 25
2.5.1 焦耳实验 25
2.5.2 理想气体的Cp与Cv的关系 26
2.5.3 绝热过程 27
2.6 热力学第一定律对实际气体的应用 29
2.7 热力学第一定律对化学反应的应用——热化学 32
2.7.1 化学反应的热效应 32
2.7.2 热化学方程式 37
2.7.3 赫斯定律 38
2.7.4 热效应的计算 39
2.7.5 溶解热和稀释热 43
2.7.6 热效应与温度的关系——基尔霍夫定律 43
2.7.7 非等温反应 45
思考题 45
习题 46
参考文献 49
第3章 热力学第二定律 50
3.1 卡诺循环及卡诺定理 50
3.1.1 热机与效率 50
3.1.2 卡诺循环 51
3.1.3 卡诺定理 52
3.2 热力学第二定律的表述 53
3.3 熵的概念及热力学第二定律的表达式 54
3.3.1 宏观变化过程的不可逆性 54
3.3.2 熵的定义 55
3.4 克劳修斯不等式与熵增加原理 58
3.4.1 克劳修斯不等式 58
3.4.2 熵增加原理 59
3.4.3 熵变的计算 61
3.5 熵的物理意义 68
3.6 亥姆霍兹自由能与吉布斯自由能 69
3.6.1 亥姆霍兹自由能 69
3.6.2 吉布斯自由能 71
3.6.3 变化方向与限度的热力学判据 72
3.7 热力学基本关系式 73
3.7.1 热力学基本方程 73
3.7.2 对应系数关系式 74
3.7.3 麦克斯韦关系式 75
3.8 △G的求算 77
思考题 82
习题 83
参考文献 85
第4章 多组分系统热力学 86
4.1 多组分系统组成表示法 86
4.1.1 物质的量浓度 86
4.1.2 质量摩尔浓度 86
4.1.3 摩尔分数 86
4.1.4 质量分数 87
4.2 偏摩尔量 87
4.2.1 问题的提出 87
4.2.2 偏摩尔量的定义 88
4.2.3 集合公式 89
4.3 化学势 90
4.3.1 化学势的定义 90
4.3.2 多组分系统热力学基本方程 90
4.3.3 化学势与温度、压力的关系 92
4.3.4 化学势在判断方向与限度上的应用 92
4.4 气体的化学势 93
4.4.1 纯理想气体的化学势 93
4.4.2 混合理想气体的化学势 94
4.4.3 非理想气体的化学势 95
4.5 理想液态混合物及稀溶液的化学势 95
4.5.1 稀溶液的两个经验规律 95
4.5.2 理想液态混合物的定义及其组分的化学势 98
4.5.3 理想稀溶液的定义及其组分的化学势 101
4.5.4 实际溶液中组分的化学势 102
4.6 稀溶液的依数性质 104
4.6.1 蒸气压下降 104
4.6.2 凝固点降低（析出固态纯溶剂） 104
4.6.3 沸点升高 105
4.6.4 渗透压 106
4.7 活度的测定 107
4.7.1 蒸气压法 107
4.7.2 凝固点降低法 108
思考题 108
习题 108
参考文献 110
第5章 相平衡 111
5.1 基本概念 111
5.1.1 相 111
5.1.2 相图 112
5.1.3 物种数和组分数 112
5.1.4 自由度 113
5.2 相律 114
5.2.1 相律的推导 114
5.2.2 关于相律的说明 115
5.3 单组分系统的相平衡 116
5.3.1 克拉贝龙方程 116
5.3.2 克劳修斯-克拉贝龙方程——蒸气压与温度的关系 117
5.3.3 单组分系统相图——水的相图 118
5.3.4 超临界流体及其应用 119
5.4 蒸气压与外压的关系 120
5.5 二组分系统的相平衡及应用 121
5.5.1 完全互溶的二组分系统 121
5.5.2 部分互溶的二组分系统 126
5.5.3 杠杆规则 128
5.5.4 完全不互溶的二组分系统及水蒸气蒸馏 129
5.5.5 二组分固液系统 130
5.6 三组分系统的相图及应用简介 142
5.6.1 三组分系统组成的等边三角形表示法 142
5.6.2 只含液相的三组分系统的相图 142
5.6.3 含固相的三组分系统（水盐系统）相图 143
思考题 144
习题 145
参考文献 147
第6章 化学平衡 148
6.1 化学反应的方向与限度 148
6.1.1 反应不能进行到底的原因 148
6.1.2 反应的摩尔吉布斯自由能变化△rGm 150
6.1.3 反应等温式与平衡常数 151
6.2 平衡常数的测定与平衡转化率 154
6.2.1 平衡常数的测定方法 154
6.2.2 平衡转化率 154
6.3 各类反应系统的平衡常数及其求算 155
6.3.1 理想气体反应系统平衡常数 155
6.3.2 非理想气体反应系统平衡常数 159
6.3.3 液相反应系统平衡常数 159
6.3.4 复相反应系统平衡常数 161
6.4 各种因素对化学平衡的影响 162
6.4.1 温度对平衡常数的影响 163
6.4.2 浓度或分压的影响 166
6.4.3 总压对平衡的影响 166
6.4.4 惰性气体对平衡的影响 168
6.4.5 原料配比对平衡的影响 170
6.5 生化反应标准态及吉布斯自由能变化 170
思考题 171
习题 171
参考文献 173
第7章 化学动力学 175
7.1 化学反应速率 175
7.1.1 反应速率的定义 175
7.1.2 反应速率的测定 177
7.1.3 反应速率方程 178
7.1.4 反应级数和速率常数 178
7.1.5 基元反应和复合反应 179
7.1.6 反应分子数和质量作用定律 180
7.2 简单级数反应动力学 181
7.2.1 零级反应 181
7.2.2 一级反应 182
7.2.3 二级反应 184
7.2.4 三级反应 186
7.3 反应级数的确定 187
7.3.1 积分法 188
7.3.2 微分法 190
7.3.3 孤立法 192
7.4 温度对反应速率的影响 192
7.4.1 范特霍夫近似规则 193
7.4.2 阿伦尼乌斯经验公式 193
7.4.3 活化能 194
7.4.4 关于阿伦尼乌斯公式的说明 196
7.5 典型复合反应动力学 197
7.5.1 对峙反应 197
7.5.2 平行反应 200
7.5.3 连续反应 202
7.6 复合反应动力学近似处理方法 204
7.6.1 速控步骤法 204
7.6.2 稳态近似法 205
7.6.3 平衡近似法 205
7.7 链反应动力学 206
7.7.1 链反应机理特征 206
7.7.2 直链反应 207
7.7.3 支链反应与燃烧爆炸 209
7.8 基元反应速率理论 211
7.8.1 简单碰撞理论 211
7.8.2 过渡态理论 217
7.8.3 单分子反应理论 223
7.9 催化反应动力学简介 224
7.9.1 催化反应基本特征 225
7.9.2 均相催化反应 228
7.9.3 自催化反应与化学振荡 231
7.9.4 多相催化反应 232
7.10 光化学反应简介 235
7.10.1 光化学基本定律 236
7.10.2 光化学的初级与次级过程 237
7.10.3 量子产率 238
7.10.4 光化学反应动力学 239
7.10.5 光化学反应与热反应的比较 240
7.10.6 光化学反应举例 242
7.11 快速反应测定技术简介 243
7.11.1 阻碍流动技术 243
7.11.2 闪光光解技术 243
7.11.3 弛豫技术 244
思考题 246
习题 246
参考文献 251
第8章 电化学 252
8.1 电解质溶液 252
8.1.1 导电机理 252
8.1.2 法拉第定律 254
8.1.3 电导、电导率和摩尔电导率 255
8.1.4 电导测定的应用 258
8.1.5 离子的电迁移 261
8.2 电解质溶液的活度及活度系数 263
8.2.1 电解质化学势与离子化学势 263
8.2.2 电解质的活度与离子活度的关系 263
8.2.3 离子平均活度与离子平均活度系数 264
8.2.4 影响离子平均活度系数的因素——离子强度 265
8.3 强电解质溶液理论简介 266
8.3.1 德拜-休克尔离子互吸理论 266
8.3.2 极限公式 266
8.4 可逆电池电动势 267
8.4.1 反应的吉布斯自由能变化与电池电动势 267
8.4.2 可逆电池 268
8.4.3 电动势的测定 269
8.4.4 电池的书写方式 270
8.5 可逆电极的种类及电极反应 271
8.5.1 第一类电极：包括金属电极及气体电极 271
8.5.2 第二类电极：包括微溶盐电极和微溶氧化物电极 271
8.5.3 第三类电极：氧化还原电极 272
8.6 可逆电池热力学 273
8.6.1 能斯特方程 273
8.6.2 标准电动势与电池反应平衡常数 274
8.6.3 由电动势及其温度系数求反应的△rSm和△rHm 274
8.7 电动势产生机理 276
8.7.1 电极-溶液界面电势差（绝对电极电势） 276
8.7.2 溶液-溶液界面电势差（液体接界电势） 277
8.7.3 不同金属接触电势差（接触电势） 277
8.8 电极电势 278
8.8.1 标准氢电极 278
8.8.2 电极电势的规定及电极电势的能斯特方程 278
8.8.3 参比电极 282
8.9 电池的类型及其电动势的计算 282
8.9.1 化学电池 282
8.9.2 浓差电池 283
8.10 电动势测定的应用 284
8.11 生物电化学简介 289
8.11.1 生物氧化还原 289
8.11.2 生物膜电势 290
8.11.3 生物传感器 290
8.12 不可逆电极过程 290
8.12.1 极化现象与超电势 291
8.12.2 氢超电势——塔菲尔公式 293
8.12.3 电解及应用 293
8.12.4 金属的腐蚀与防腐 295
8.12.5 化学电源简介 297
思考题 301
习题 302
参考文献 304
第9章 界面现象 305
9.1 表面自由能与表面张力 305
9.1.1 表面自由能 305
9.1.2 表面张力 307
9.1.3 影响表面张力的因素 308
9.2 弯曲表面现象 309
9.2.1 弯曲液面下的附加压力 309
9.2.2 毛细管现象 312
9.2.3 弯曲液面的蒸气压——开尔文公式 314
9.3 吸附作用 317
9.3.1 液-气界面吸附 318
9.3.2 固-气界面吸附 321
9.3.3 固-液界面吸附 327
9.4 铺展和润湿 328
9.4.1 润湿作用 328
9.4.2 不溶性表面膜 331
9.5 表面活性剂 334
9.5.1 表面活性剂的分类 334
9.5.2 表面活性剂的性质 335
9.5.3 表面活性剂的作用 337
思考题 340
习题 340
参考文献 342
第10章 胶体分散系统 343
10.1 分散系统的分类 343
10.1.1 按分散相粒子大小分类 343
10.1.2 按聚集状态分类 344
10.2 溶胶的制备与净化 345
10.2.1 溶胶的制备 345
10.2.2 溶胶的净化 346
10.3 溶胶的光学性质 347
10.3.1 丁铎尔现象及光散射 347
10.3.2 超显微镜法测定溶胶粒子的大小 348
10.4 溶胶的动力学性质 349
10.4.1 布朗运动与扩散 349
10.4.2 沉降与沉降平衡 350
10.4.3 渗透压 351
10.5 溶胶的电学性质 352
10.5.1 电动现象 352
10.5.2 双电层与电动电势 353
10.6 溶胶粒子的结构 355
10.7 溶胶的稳定性与聚沉 356
10.7.1 DLVO理论 356
10.7.2 溶胶的聚沉 357
10.7.3 大分子化合物的保护与敏化作用 359
10.8 大分子简介 360
10.8.1 大分子溶液与真溶液及溶胶比较 360
10.8.2 大分子化合物的摩尔质量 361
10.8.3 大分子溶液的渗透压与唐南平衡 362
10.8.4 大分子溶液的黏度 366
10.9 纳米材料简介 367
10.9.1 纳米粒子与纳米技术 367
10.9.2 纳米材料 368
思考题 371
习题 371
参考文献 372
附录 373
附录1 基本常数（量） 373
附录2 国际单位制（SI） 373
附录3 能量及压力单位的换算 374
附录4 物质的标准摩尔生成焓、标准摩尔熵、标准摩尔生成吉布斯自由能及标准摩尔定压热容（pΘ＝100kPa） 376
附录5 水溶液中某些离子的标准摩尔生成焓、标准摩尔生成吉布斯自由能、标准摩尔熵及标准摩尔定压热容（标准压力pΘ＝100kPa,298.1 5K） 384
附录6 一些气体的摩尔定压热容与温度的关系Cp,m=a+bT+cT2 385
附录7 物质的标准摩尔燃烧焓（pΘ＝100kPa） 386
附录8 一些电解质的离子平均活度因子γ±（298.1 5K的水溶液中） 387
附录9 相对原子质量四位数表（以12C=12相对原子质量为标准） 388
附录10 符号名称表 389