绪论 1
0.1化学发展史概述 1
0.2物理化学的建立与发展 3
0.3研究物理化学的目的和研究内容 4
0.4物理化学中物理量的运算规则 5
0.5物理化学课程的学习方法 7
第1章 气体的性质与液化 9
1.1理想气体状态方程 9
1.1.1低压下气体pVT变化过程的经验定律 10
1.1.2理想气体状态方程的导出 11
1.1.3理想气体模型与概念 12
1.1.4摩尔气体常数 14
1.2理想气体混合物性质 15
1.2.1混合物组成 15
1.2.2理想气体状态方程在理想气体混合物中的应用 16
1.2.3道尔顿分压定律 17
1.2.4阿马加定律 18
1.3实际气体状态方程 18
1.3.1实际气体的pVm-p图与波义尔温度 19
1.3.2范德华方程 20
1.3.3维里方程 23
1.3.4其他重要的状态方程 24
1.3.5普遍化的实际气体状态方程 24
1.4实际气体的等温曲线与液化 25
1.4.1液体的饱和蒸气压 25
1.4.2实际气体的等温曲线与液化 27
1.4.3临界参数与临界压缩因子Zc 28
1.5对应状态原理与压缩因子图 30
1.5.1对比参数 30
1.5.2对应状态原理 30
1.5.3普遍化的范德华方程 31
1.5.4压缩因子图 31
1.5.5利用压缩因子图计算实际气体的p、Vm、T 33
学习基本要求 34
习题 34
第2章 热力学第一定律 38
2.1温度与热力学第零定律 39
2.2基本概念与常用术语 40
2.2.1系统与环境 40
2.2.2性质、状态与状态函数 41
2.2.3过程与途径 42
2.2.4热和功 43
2.3体积功的计算与可逆过程 45
2.3.1体积功的计算 45
2.3.2可逆过程概念及其特征 47
2.4热力学第一定律 48
2.4.1热力学第一定律文字叙述 48
2.4.2封闭系统热力学第一定律的数学表达式 49
2.4.3焦耳实验 50
2.5恒容热、恒压热及焓 51
2.5.1恒容热（Qv）与热力学能 52
2.5.2恒压热（Qp）与焓 52
2.6热容 53
2.6.1热容与比热容 53
2.6.2热容与温度的关系及平均热容 53
2.6.3摩尔定压热容（Cp，m）和摩尔定容热容（Cv，m） 54
2.6.4Cp，m与Cv，m的关系 55
2.7热力学第一定律在纯pVT变化过程的应用 56
2.7.1恒温过程 56
2.7.2恒容过程 57
2.7.3恒压过程 58
2.7.4绝热过程 58
2.8热力学第一定律对实际气体的应用——节流膨胀 62
2.8.1焦耳-汤姆逊实验 62
2.8.2节流膨胀热力学 63
2.8.3节流膨胀系数μJ-T 64
2.8.4实际气体的△U与△H 66
2.9热力学第一定律在相变过程的应用 67
2.9.1摩尔相变焓 67
2.9.2相变过程热力学函数的计算 68
2.9.3摩尔相变焓与温度的关系 70
2.10化学反应焓变 71
2.10.1化学计量数与反应进度 71
2.10.2摩尔反应焓变与标准摩尔反应焓变 73
2.10.3恒压摩尔热效应Qp，m与恒容摩尔热效应Qv，m 74
2.10.4热化学方程式 75
2.10.5盖斯定律 75
2.10.6标准摩尔反应焓变的计算 76
2.11反应焓变与温度的关系 82
2.11.1基尔霍夫公式 82
2.11.2非恒温反应 85
2.12溶解焓与稀释焓 86
2.12.1摩尔溶解焓 86
2.12.2摩尔稀释焓 87
学习基本要求 89
习题 90
第3章 热力学第二定律 93
3.1热力学第二定律 94
3.1.1自发过程 94
3.1.2热和功的转换 95
3.1.3热力学第二定律的表述 95
3.2卡诺循环与卡诺定理 97
3.2.1卡诺循环 97
3.2.2卡诺定理 99
3.3熵与克劳修斯不等式 101
3.3.1熵的导出与定义 101
3.3.2克劳修斯不等式 103
3.3.3熵增原理 104
3.3.4熵的物理意义 105
3.4熵变的计算 106
3.4.1单纯pVT变化过程的熵变 106
3.4.2相变过程的熵变 114
3.5化学反应的标准摩尔反应熵变 117
3.5.1热力学第三定律 117
3.5.2规定熵与物质的标准摩尔熵 118
3.5.3化学反应的标准摩尔反应熵变 120
3.6亥姆霍斯函数与吉布斯函数 121
3.6.1亥姆霍斯函数 122
3.6.2吉布斯函数 123
3.7 △A与△G的计算 124
3.7.1单纯pVT变化过程的△A与△G 124
3.7.2相变过程的△A与△G 125
3.7.3化学反应的△A与△G 127
3.8热力学基本方程式与麦克斯韦关系式 128
3.8.1热力学基本方程式 128
3.8.2对应系数关系式 130
3.8.3麦克斯韦关系式 131
3.9热力学第二定律在单组分系统相平衡中的应用 135
3.9.1克拉佩龙方程 135
3.9.2克劳修斯-克拉佩龙方程 136
3.9.3外压与液体饱和蒸气压的关系 137
学习基本要求 139
习题 140
第4章 多组分系统热力学 143
4.1多组分系统组成的表示法 144
4.2偏摩尔量 144
4.2.1偏摩尔量的定义 145
4.2.2偏摩尔量的加和公式 146
4.2.3 Gibbs-Duhem公式 146
4.2.4偏摩尔量的测定方法 147
4.2.5偏摩尔量之间的关系 149
4.3化学势 150
4.3.1化学势的定义 150
4.3.2多组分多相系统热力学 151
4.3.3化学势判据 152
4.3.4化学势在相平衡中的应用 152
4.3.5化学势与温度、压力的关系 153
4.4气体的化学势 153
4.4.1纯理想气体的化学势 153
4.4.2理想气体混合物中任一组分的化学势 154
4.4.3纯实际气体的化学势 155
4.4.4实际气体混合物中任一组分的化学势 156
4.4.5逸度及逸度因子 157
4.5稀溶液的两个经验定律 157
4.5.1 Raoult定律 157
4.5.2 Henry定律 158
4.5.3 Raoult定律与Henry定律的比较 160
4.6理想液态混合物 160
4.6.1理想液态混合物的概念 160
4.6.2理想液态混合物中任一组分的化学势 161
4.6.3理想液态混合物的混合性质 162
4.7理想稀溶液 163
4.7.1溶剂A的化学势 163
4.7.2溶质B的化学势 164
4.7.3溶质化学势的应用——分配定律 165
4.8实际液态混合物和实际溶液——活度的概念 167
4.8.1实际液态混合物 167
4.8.2实际溶液 168
4.9稀溶液的依数性 169
4.9.1溶液中溶剂蒸气压下降 169
4.9.2溶液的凝固点下降 169
4.9.3溶液的沸点升高 172
4.9.4渗透压 174
4.9.5依数性小结 176
学习基本要求 176
习题 177
第5章 化学平衡 180
5.1化学反应的方向和平衡条件 180
5.1.1化学反应的平衡条件与反应进度的关系 180
5.1.2化学反应的亲和势与反应方向 181
5.2气相化学反应的平衡常数 182
5.2.1理想气体化学反应的等温方程 182
5.2.2理想气体化学反应的标准平衡常数 183
5.2.3理想气体化学反应平衡常数的不同表示法 185
5.2.4有纯凝聚态物质参加的理想气体化学反应的标准平衡常数 186
5.2.5固体分解反应的分解压力与标准平衡常数的关系 187
5.2.6相关联化学反应标准平衡常数之间的内在联系 188
5.2.7实际气体化学反应的标准平衡常数 188
5.3液态混合物与溶液中化学反应的平衡常数 189
5.3.1液态混合物中化学反应的平衡常数 189
5.3.2液态溶液中化学反应的平衡常数 190
5.4化学反应的平衡计算 190
5.4.1反应的△rG？m与K？计算 190
5.4.2平衡组成与转化率的计算 192
5.5影响化学反应平衡的因素 194
5.5.1温度对化学反应平衡的影响 194
5.5.2压力对化学反应平衡的影响 195
5.5.3惰性组分对化学反应平衡的影响 196
5.5.4原料配比对化学反应平衡的影响 196
5.6多个化学反应平衡共存系统的组成计算 197
5.7耦合反应的化学平衡 198
学习基本要求 198
习题 199
第6章 量子力学概论 201
6.1 量子力学的研究内容与方法 201
6.2 量子力学的基本假定 203
6.2.1微观粒子的状态和波函数 203
6.2.2物理量和算符 206
6.2.3本征函数、本征值和本征方程 208
6.2.4态叠加原理 208
6.2.5 Pauli（泡利）原理 209
6.3势箱中自由平动子的量子态和能级 210
6.3.1一维势箱中的自由平动子 210
6.3.2三维势箱中的自由平动子 214
6.4双粒子刚性转子的量子态和能级 216
6.5谐振子的量子态和能级 218
6.5.1一维谐振子 218
6.5.2三维谐振子 219
6.6单电子原子的结构 220
6.6.1单电子原子薛定谔方程及其解 220
6.6.2波函数和电子云图 223
学习基本要求 229
习题 229
第7章 统计热力学初步 231
7.1能级分布的微观状态数与系统的总微态数 232
7.1.1分布与微态的概念 232
7.1.2定域子系统的能级分布微态数 233
7.1.3离域子系统的能级分布微态数 234
7.1.4系统的总微态数 234
7.2最概然分布与平衡分布 235
7.2.1概率与等概率原理 235
7.2.2最概然分布与平衡分布 236
7.3概率与统计熵 238
7.3.1热力学概率与统计熵 238
7.3.2熵的统计意义 239
7.3.3统计熵与量热熵的比较 240
7.4玻尔兹曼分布与配分函数 242
7.5用配分函数表示热力学函数 244
7.6粒子配分函数的计算 246
7.6.1配分函数的分离——析因子性质 246
7.6.2能量零点的选择与配分函数的关系 246
7.6.3平动配分函数 247
7.6.4转动配分函数 248
7.6.5振动配分函数 249
7.6.6电子运动配分函数 250
7.6.7核运动配分函数 250
7.7热力学函数的计算 250
7.7.1理想气体的热力学性质与配分函数的关系 250
7.7.2平动对热力学函数的贡献 251
7.7.3转动对热力学函数的贡献 252
7.7.4振动对热力学函数的贡献 254
7.7.5电子和核运动对热力学函数的贡献 255
7.8从配分函数计算理想气体反应的标准平衡常数 255
附Ⅰ证明式S=clnΩ中的常数c是玻尔兹曼常数k 258
附Ⅱ玻尔兹曼公式中β值的推导 259
学习基本要求 260
习题 260
附录 262
附录一 SI基本单位 262
附录二 包括SI辅助单位在内的具有专门名称的SI导出单位 262
附录三 某些物质的临界参数 263
附录四 某些气体的范德华常数 263
附录五 某些气体的摩尔定压热容与温度的关系 264
附录六 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（p？=100kPa，T=298K） 265
附录七 某些有机化合物的标准摩尔燃烧焓（p？=100kPa，T=298K） 268