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绪论1

第一章 热力学第一定律3

1.1 热力学概论3

一、热力学的目的和内容3

二、热力学的方法和局限性4

1.2 热力学基本概念5

一、系统与环境5

二、系统的性质5

三、热力学平衡状态和状态函数6

四、状态函数与状态方程6

五、过程与途径8

六、热和功8

1.3 热力学第一定律9

一、能量守恒与热力学第一定律9

二、热力学能10

三、热力学第一定律的数学表达式11

1.4 可逆过程11

一、功与过程11

二、可逆过程13

1.5 焓和热容15

一、焓15

二、热容16

1.6 热力学第一定律对理想气体的应用18

一、理想气体的热力学能和焓18

二、理想气体的Cv与Cp的关系19

三、理想气体的绝热过程21

1.7 节流膨胀与焦耳-汤姆逊效应24

一、焦耳-汤姆逊实验24

二、节流膨胀的热力学特征25

三、焦耳-汤姆逊系数25

1.8 热化学26

一、化学反应的热效应26

二、反应进度27

三、热化学方程式29

1.9 化学反应摩尔焓变的计算&.29

一、盖斯定律29

二、标准摩尔生成焓30

三、标准摩尔燃烧焓32

四、离子摩尔生成焓33

五、溶解热与稀释热34

六、反应热与温度的关系37

本章基本要求39

习题39

参考文献43

第二章 热力学第二定律与化学平衡44

2.1 自发过程的共同特征——不可逆性44

2.2 热力学第二定律的经典表述45

2.3 热机效率和卡诺循环46

一、热机效率46

二、卡诺循环47

三、卡诺定理49

2.4 熵50

一、可逆过程的热温商与熵变50

二、不可逆过程的热温商与熵变52

2.5 克劳修斯不等式与熵增加原理53

一、热力学第二定律的数学表达式——克劳修斯不等式53

二、熵增加原理53

三、熵判据54

2.6 熵变的计算54

一、等温过程55

二、变温过程57

2.7 熵的统计意义60

一、熵与混乱度的关系60

二、熵与热力学概率的关系——玻耳兹曼公式60

2.8 热力学第三定律与规定熵63

一、热力学第三定律63

二、规定熵63

三、化学反应的熵变65

2.9 亥姆霍兹自由能和吉布斯自由能66

一、热力学第一定律与热力学第二定律的联合表达式66

二、热力学判据总结68

2.10 △G的计算69

一、理想气体的等温过程69

二、等温等压下理想气体的混合过程70

三、相变化过程71

四、化学反应过程71

2.11 热力学函数间的关系72

一、基本公式72

二、麦克斯韦关系式74

2.12 疏水相互作用75

一、疏水相互作用及其与蛋白质空间构象的关系75

二、热力学在疏水相互作用中的应用76

2.13 非平衡状态热力学简介77

一、敞开系统与非平衡状态78

二、熵产生和熵流78

三、耗散结构79

2.14 偏摩尔量80

一、偏摩尔量的定义81

二、偏摩尔量的加和公式83

三、吉布斯-杜亥姆公式83

2.15 化学势84

一、化学势的定义84

二、化学势与压力和温度的关系86

三、化学势在多相平衡中的应用86

2.16 气体的化学势87

一、理想气体的化学势87

二、真实气体的化学势88

2.17 稀溶液的两个经验定律88

一、拉乌尔定律88

二、亨利定律89

2.18 液态混合物及稀溶液的化学势90

一、理想液态混合物90

二、理想稀溶液90

三、非理想液态混合物92

四、非理想稀溶液93

2.19 化学反应的平衡条件&.93

2.20 化学反应的等温方程式及平衡常数95

2.21 平衡常数的各种表示方法97

一、气相反应的平衡常数97

二、液相反应的平衡常数99

三、有纯态凝聚相参加的气-固相反应的平衡常数101

2.22 温度对平衡常数的影响101

2.23 生物能学简介103

一、生物化学中的标准态和平衡常数103

二、反应的耦合104

本章基本要求105

习题106

参考文献112

第三章 相平衡113

3.1 相律113

一、相和相数113

二、组分数114

三、自由度115

四、相律的推导116

3.2 单组分系统的两相平衡118

3.3 单组分系统的相图122

一、水的相图123

二、硫的相图125

三、超临界流体萃取技术126

3.4 理想的二组分液态混合物的气-液相图127

一、p-x图（蒸气压-组成图）127

二、T-x图（沸点-组成图）129

三、杠杆规则131

四、蒸馏和精馏132

3.5 完全互溶非理想二组分液态混合物的气-液相图134

一、正偏差（或负偏差）都不大的系统134

二、正偏差（或负偏差）很大的系统135

3.6 部分互溶双液系统的液-液相图136

3.7 完全不互溶的双液系统139

3.8 二组分系统的固-液相图140

一、具有简单低共熔混合物的相图141

二、具有稳定化合物的相图144

三、具有不稳定化合物的相图146

四、形成固溶体的相图148

3.9 三组分系统的相图152

一、三组分系统组成的图示法153

二、部分互溶三液体系统的相图154

三、二盐-水系统的相图156

本章基本要求158

习题158

参考文献164

第四章 电化学165

4.1 电解质溶液的导电性质165

一、电解质溶液的导电机制165

二、法拉第定律166

三、离子的电迁移和迁移数167

4.2 电解质溶液的电导170

一、电导、电导率和摩尔电导率170

二、电解质溶液的电导测定171

三、电导率、摩尔电导率与浓度的关系172

四、离子独立运动定律173

4.3 电解质溶液电导测定的应用175

一、检验水的纯度175

二、测定弱电解质的解离度和解离平衡常数176

三、测定难溶盐的溶解度和溶度积177

四、电导滴定178

五、在药学中的其他应用179

4.4 溶液中电解质的活度和活度系数179

一、溶液中电解质的平均活度和平均活度系数179

二、离子强度181

三、德拜-休克尔极限定律182

4.5 原电池183

一、可逆电池与不可逆电池184

二、可逆电极的类型185

三、可逆电池的书写方法和电动势符号187

四、电池电动势的测定188

4.6 可逆电池热力学190

一、电池反应的能斯特方程190

二、电池电动势及其温度系数与电池反应热力学函数的关系191

4.7 电极电势和电池的电动势192

一、电池电动势的产生机理192

二、电极电势194

三、电极反应的能斯特方程197

4.8 浓差电池199

一、单液浓差电池199

二、双液浓差电池199

4.9 电池电动势的应用200

一、测定电池的标准电动势E？及离子平均活度系数γ±200

二、计算化学反应的平衡常数202

三、求难溶盐的活度积203

四、测定溶液的pH204

五、电势滴定205

4.10 电极的极化和超电势206

一、分解电压206

二、电极的极化与超电势208

三、影响超电势的因素209

四、超电势的测定210

4.11 生物电化学基础212

一、生物电现象212

二、细胞膜和膜电势212

三、生物电化学传感器214

本章基本要求215

习题215

参考文献219

第五章 化学动力学220

5.1 化学反应的速率方程220

一、基元反应、反应分子数与质量作用定律222

二、反应级数与反应速率系数223

5.2 简单级数反应224

一、一级反应224

二、二级反应226

三、零级反应229

四、反应级数的确定230

5.3 温度对反应速率的影响232

一、范特霍夫经验规则232

二、阿仑尼乌斯经验公式232

三、活化能233

四、药物贮存期预测234

5.4 典型的复杂反应238

一、对峙反应238

二、平行反应240

三、连续反应243

四、链反应246

5.5 光化学反应248

一、光化学反应的特点248

二、光化学定律249

三、量子产率250

四、药物对光稳定性251

5.6 溶液中的反应252

一、笼效应252

二、溶剂的极性253

三、溶剂的介电常数254

四、离子强度254

五、添加物255

5.7 催化作用255

一、催化剂与催化作用255

二、酸碱催化反应257

三、络合催化反应260

四、酶催化反应261

五、金属催化反应264

5.8 碰撞理论266

5.9 过渡态理论268

5.10 快速反应研究技术简介270

一、快速混合法271

二、化学弛豫法271

三、闪光光解法272

5.11 分子反应动力学简介273

一、分子束散射技术273

二、反应物分子耗能的选择性274

三、产物分子中能量分配情况274

四、空间位阻效应275

五、质量效应276

本章基本要求276

习题277

参考文献282

第六章 表面现象283

6.1 表面张力及表面吉布斯自由能283

一、表面积和比表面积283

二、表面吉布斯自由能和表面张力284

三、影响表面张力的因素286

四、表面热力学的基本公式287

6.2 弯曲表面的性质287

一、弯曲表面的附加压力287

二、杨-拉普拉斯公式288

三、毛细现象289

四、弯曲表面上的蒸气压——开尔文公式291

五、亚稳状态与新相的生成293

6.3 溶液的表面吸附294

一、溶液的表面张力与浓度之间的关系295

二、吉布斯吸附公式296

三、表面活性剂在溶液表面的定向排列299

6.4 液面上的铺展和不溶性表面膜300

一、液体的铺展300

二、单分子层表面膜301

三、不溶性表面膜的应用303

四、L-B膜304

五、双分子膜305

6.5 固体表面的润湿305

一、润湿的类型305

二、接触角和杨公式306

6.6 表面活性剂307

一、表面活性剂的分类308

二、表面活性剂的HLB值309

三、胶束的形成和表面活性剂液晶311

四、表面活性剂的几种重要作用314

6.7 固体表面的吸附318

一、物理吸附和化学吸附318

二、吸附曲线319

三、单分子层吸附理论——兰格缪尔吸附等温式320

四、弗伦德利希经验式322

五、多分子层吸附理论——BET公式323

六、固体在溶液中的吸附325

七、吸附剂和吸附分离技术326

八、化学吸附与催化反应327

本章基本要求327

习题328

参考文献331

第七章 胶体分散系统332

7.1 分散系统的分类及溶胶的基本特性332

一、分散系统的分类332

二、溶胶的基本特性334

7.2 溶胶的制备与净化334

一、溶胶的制备334

二、溶胶的净化336

三、均分散溶胶的制备337

7.3 溶胶的动力性质338

一、布朗运动338

二、扩散和渗透压339

三、沉降与沉降平衡340

7.4 溶胶的光学性质343

一、丁铎尔效应343

二、瑞利公式343

三、散射光对溶胶颜色的影响344

四、超显微镜测溶胶粒子的大小345

7.5 溶胶的电学性质346

一、电动现象346

二、溶胶粒子带电的原因347

三、溶胶的胶团结构348

四、双电层理论349

五、电泳测定352

7.6 溶胶的稳定性和聚沉354

一、溶胶的稳定性354

二、溶胶的聚沉355

三、溶胶的稳定性理论——DLVO理论357

7.7 高分子化合物的结构特点及其溶液的性质359

一、高分子化合物的结构特点359

二、高分子溶液的形成与性质360

7.8 高分子溶液的流变性361

一、高分子溶液的黏度361

二、流变曲线364

7.9 高分子化合物的平均摩尔质量及其测定366

一、高分子化合物平均摩尔质量的表示方法366

二、高分子化合物平均摩尔质量的测定367

7.10 高分子电解质溶液369

一、高分子电解质的分类369

二、高分子电解质溶液的特性369

7.11 凝胶372

一、凝胶的形成及分类372

二、凝胶的结构373

三、凝胶的性质374

7.12 乳状液和泡沫376

一、乳状液376

二、泡沫379

本章基本要求380

习题381

参考文献383

附录384

附录一384

附录二386

附录三 一些有机化合物的标准燃烧焓390