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第0章 绪论1

0.1 物理化学课程的学习目的和内容1

0.2 物理化学的研究方法2

0.3 物理化学课程的学习方法3

0.4 气体的性质4

0.4.1 理想气体4

0.4.2 摩尔气体常数5

0.4.3 混合理想气体6

0.4.4 真实气体与范德华状态方程7

0.5 物理化学在生产上的作用10

第1章 热力学第一定律12

1.1 热力学概论12

1.1.1 热力学的基本内容12

1.1.2 热力学的方法和局限性12

1.2 热力学基本概念12

1.2.1 系统与环境12

1.2.2 系统的性质13

1.2.3 热力学平衡态13

1.2.4 状态与状态函数13

1.2.5 过程与途径14

1.2.6 热与功15

1.3 可逆过程16

1.3.1 功与过程16

1.3.2 准静态过程18

1.3.3 可逆过程的定义与特征18

1.4 热力学第一定律19

1.4.1 热力学能19

1.4.2 热力学第一定律的表达式20

1.5 焓20

1.5.1 等容热20

1.5.2 等压热21

1.6 热容22

1.6.1 热容的概念22

1.6.2 等容热容22

1.6.3 等压热容22

1.6.4 热容与温度的关系23

1.7 热力学第一定律对理想气体的应用23

1.7.1 焦耳-汤姆逊实验23

1.7.2 理想气体的Cp与Cv的关系24

1.7.3 理想气体的等温过程25

1.7.4 理想气体的绝热过程26

1.8 相变焓27

1.8.1 相变焓的概念28

1.8.2 相变焓与温度的关系29

1.9 反应焓30

1.9.1 等容反应热与等压反应热30

1.9.2 热化学方程式31

1.9.3 盖斯定律31

1.10 几种热效应32

1.10.1 生成焓32

1.10.2 燃烧焓33

1.10.3 溶解焓和稀释焓34

1.11 反应焓与温度的关系——基尔霍夫定律35

1.12 节流膨胀——实际气体的热力学能和焓36

1.12.1 节流膨胀概述36

1.12.2 焦耳-汤姆逊系数与实际气体的热力学能和焓37

本章小结37

思考题38

习题39

第2章 热力学第二定律42

2.1 自发过程与热力学第二定律的经验叙述42

2.1.1 自发过程的共同特征42

2.1.2 热力学第二定律的经验叙述43

2.2 卡诺循环与卡诺定理44

2.2.1 热机效率44

2.2.2 卡诺循环44

2.2.3 卡诺定理45

2.3 熵的概念——熵与熵增原理47

2.3.1 可逆循环过程与可逆过程的热温商47

2.3.2 不可逆循环过程与不可逆过程的热温商48

2.3.3 熵增原理49

2.4 熵变的计算50

2.4.1 理想气体单纯pVT变化过程50

2.4.2 理想气体混合过程52

2.4.3 实际气体、液体或固体单纯pVT变化过程53

2.4.4 相变过程53

2.5 热力学第三定律54

2.5.1 热力学第三定律的叙述54

2.5.2 规定摩尔熵和标准摩尔熵55

2.5.3 化学反应过程的熵变55

2.5.4 熵的物理意义56

2.6 亥姆霍兹自由能与吉布斯自由能57

2.6.1 亥姆霍兹自由能58

2.6.2 吉布斯自由能58

2.6.3 吉布斯自由能变的计算59

2.7 热力学状态函数之间的关系62

2.7.1 热力学基本方程62

2.7.2 麦克斯韦关系式63

本章小结63

思考题64

习题64

第3章 多组分系统热力学67

3.1 偏摩尔量67

3.1.1 偏摩尔量的定义67

3.1.2 偏摩尔量的集合公式68

3.1.3 吉布斯-杜亥姆公式68

3.2 化学势69

3.2.1 化学势的定义69

3.2.2 化学势判据70

3.3 气体混合物中各组分的化学势71

3.3.1 理想气体的化学势71

3.3.2 非理想气体混合物的化学势——逸度的概念71

3.4 稀溶液中的两个经验定律72

3.5 理想液态混合物72

3.6 理想稀溶液中各组分的化学势73

3.6.1 理想稀溶液的定义73

3.6.2 理想稀溶液中任一组分的化学势74

3.7 实际溶液中各组分的化学势74

3.8 化学势的应用——稀溶液的依数性75

3.8.1 蒸气压下降75

3.8.2 沸点升高75

3.8.3 凝固点降低76

3.8.4 渗透压77

本章小结78

思考题78

习题79

第4章 化学平衡81

4.1 化学反应的进度、方向和平衡条件81

4.1.1 化学反应进度81

4.1.2 化学反应的方向和平衡条件82

4.1.3 化学反应的亲和势83

4.2 化学反应的平衡常数83

4.2.1 气相反应的平衡常数83

4.2.2 液相反应的平衡常数85

4.3 标准摩尔生成吉布斯自由能86

4.3.1 标准状态下反应的吉布斯自由能变化值86

4.3.2 标准摩尔生成吉布斯自由能89

4.4 影响化学平衡的因素89

4.4.1 温度对化学平衡的影响90

4.4.2 压力对化学平衡的影响92

4.4.3 惰性气体对化学平衡的影响93

本章小结94

思考题94

习题94

第5章 相平衡97

5.1 基本概念97

5.1.1 相97

5.1.2 组分数97

5.1.3 自由度数99

5.1.4 相律99

5.2 单组分系统相图100

5.2.1 水的相图101

5.2.2 硫的相图103

5.2.3 克拉贝龙-克劳修斯方程概述103

5.2.4 超临界流体萃取105

5.3 二组分气-液平衡系统106

5.3.1 理想溶液压力-组成图106

5.3.2 理想溶液温度-组成图108

5.3.3 非理想溶液的p-X图和T-X图109

5.3.4 精馏原理111

5.3.5 完全不互溶液体系统——水蒸气蒸馏112

5.4 二组分液-液平衡系统113

5.5 二组分液-固平衡系统115

5.5.1 生成简单低共熔混合物相图115

5.5.2 形成化合物的二组分系统相图119

5.5.3 二组分部分互溶的系统相图121

5.6 三组分系统122

5.6.1 三组分系统的组成表示法122

5.6.2 部分互溶三液体系统124

5.7 分配定律及其应用125

5.7.1 分配定律125

5.7.2 分配定律的应用——萃取126

本章小结127

思考题127

习题127

第6章 电化学130

6.1 电解质溶液及法拉第定律130

6.1.1 电解质溶液的导电机理130

6.1.2 法拉第定律131

6.2 离子的电迁移和迁移数132

6.2.1 离子的电迁移现象132

6.2.2 离子的迁移数133

6.3 电解质溶液的电导135

6.3.1 电导、电导率与摩尔电导率的概念135

6.3.2 电解质溶液的电导测定135

6.3.3 电导率、摩尔电导率与浓度的关系137

6.3.4 离子独立移动定律和离子的摩尔电导率138

6.4 电导测定的应用140

6.4.1 检测水的纯度140

6.4.2 弱电解质的解离度及解离常数的测定140

6.4.3 难溶盐的溶解度（或溶度积）的测定141

6.4.4 电导滴定141

6.5 电解质溶液的活度、活度系数及德拜-休克尔极限公式142

6.5.1 平均离子活度和平均离子活度系数142

6.5.2 离子强度144

6.5.3 德拜-休克尔极限公式145

6.6 可逆电池与惠斯通标准电池145

6.6.1 原电池145

6.6.2 可逆电池146

6.6.3 惠斯通标准电池147

6.7 原电池热力学147

6.7.1 由可逆电动势计算电池反应的摩尔吉布斯自由能变147

6.7.2 由原电池电动势的温度系数计算电池反应的摩尔熵变148

6.7.3 电池反应摩尔反应焓的计算148

6.7.4 原电池可逆放电反应过程的可逆热148

6.7.5 能斯特方程149

6.8 电极电势和电池的电动势150

6.8.1 标准氢电极150

6.8.2 电极电势150

6.8.3 原电池电动势的计算153

本章小结153

思考题154

习题154

第7章 化学动力学基础156

7.1 基本概念156

7.1.1 化学反应速率的定义156

7.1.2 化学反应机理的含义157

7.1.3 质量作用定律158

7.2 浓度对反应速率的影响159

7.2.1 反应级数159

7.2.2 零级反应的动力学方程及其特征159

7.2.3 一级反应的动力学方程及其特征160

7.2.4 二级反应动力学方程及其特征162

7.2.5 反应级数的确定163

7.3 几种典型的复杂反应165

7.3.1 对峙反应（可逆反应）165

7.3.2 平行反应167

7.3.3 连串反应（连续反应）168

7.4 温度对反应速率的影响169

7.4.1 范特霍夫经验规则170

7.4.2 阿仑尼乌斯公式170

7.4.3 活化能的概念170

7.5 复合反应的速率方程172

7.5.1 复合反应速率的近似处理方法172

7.5.2 链反应174

7.6 反应速率理论概述176

7.6.1 碰撞理论176

7.6.2 过渡状态理论177

7.7 溶剂对反应速率的影响180

7.8 催化作用181

7.8.1 催化作用的基本特征181

7.8.2 单相催化反应182

7.8.3 多相催化反应183

7.9 光化反应183

本章小结184

思考题185

习题185

第8章 表面现象188

8.1 表面现象概述188

8.1.1 比表面吉布斯自由能与表面张力188

8.1.2 表面张力的影响因素189

8.1.3 研究表面现象的热力学准则190

8.2 润湿与铺展191

8.2.1 润湿作用191

8.2.2 液体的铺展192

8.3 高分散度对物理性质的影响192

8.3.1 弯曲液面的附加压力——拉普拉斯方程192

8.3.2 高分散度对蒸气压的影响194

8.3.3 高分散度对溶解度的影响195

8.3.4 高分散度对熔点的影响195

8.3.5 亚稳态现象195

8.4 溶液表面的吸附196

8.4.1 溶液表面的吸附现象196

8.4.2 吉布斯吸附等温式及其应用196

8.5 表面活性剂197

8.5.1 表面活性剂的分类197

8.5.2 亲水-亲油平衡值197

8.5.3 表面活性剂的作用199

8.6 气-固表面上的吸附202

8.6.1 物理吸附与化学吸附202

8.6.2 气-固表面吸附等温线203

8.6.3 弗罗因德立希经验式203

8.6.4 单分子层吸附理论——朗格缪尔吸附等温式204

8.6.5 多分子层吸附理论——BET吸附等温式205

8.7 固-液界面上的吸附206

8.7.1 分子吸附206

8.7.2 离子吸附207

8.7.3 固体吸附剂207

8.8 粉体的性质208

8.8.1 粉体的比表面积208

8.8.2 粉体的微粒数209

8.8.3 粉体的密度209

8.8.4 粉体的空隙率209

8.8.5 粉体的吸湿性209

8.8.6 粉体的流动性210

阅读材料210

本章小结212

思考题212

习题213

第9章 溶胶214

9.1 胶体化学概述214

9.2 分散系统的分类及其特征215

9.2.1 分散系统的分类215

9.2.2 溶胶的基本特征216

9.3 溶胶的制备与净化216

9.3.1 制备溶胶的途径与必要条件216

9.3.2 分散法制备溶胶216

9.3.3 凝聚法制备溶胶217

9.3.4 均匀溶胶的制备218

9.3.5 溶胶的净化218

9.4 溶胶的光学性质219

9.4.1 光的吸收、散射与反射219

9.4.2 瑞利公式219

9.4.3 溶胶的颜色220

9.4.4 比浊分析法的基本原理220

9.4.5 超显微镜法测定胶体粒子的大小221

9.5 溶胶的动力学性质221

9.5.1 布朗运动221

9.5.2 扩散222

9.5.3 沉降222

9.5.4 沉降平衡223

9.5.5 溶胶的渗透压223

9.6 溶胶的电学性质223

9.6.1 电动现象223

9.6.2 溶胶粒子的带电原因225

9.6.3 胶团的结构225

9.6.4 扩散双电层和溶胶的稳定性226

9.6.5 电泳的计算和测定227

9.7 溶胶的稳定性和凝结228

9.7.1 溶胶的动力学稳定性和聚结不稳定性228

9.7.2 电解质对溶胶的凝结作用229

9.7.3 其他因素对溶胶凝结的影响230

本章小结230

思考题231

习题231

第10章 大分子溶液233

10.1 大分子化合物的结构233

10.1.1 大分子化合物的结构特点233

10.1.2 大分子化合物的平均摩尔质量234

10.2 大分子溶液概述235

10.2.1 大分子溶液的基本性质235

10.2.2 大分子溶液对溶胶的作用236

10.3 大分子电解质溶液237

10.3.1 大分子电解质概述237

10.3.2 大分子电解质溶液的电学性质238

10.3.3 大分子电解质溶液的稳定性240

10.3.4 大分子电解质溶液的相互作用240

10.4 大分子溶液的渗透压240

10.4.1 大分子溶液的反常渗透压240

10.4.2 渗透压测定大分子的平均摩尔质量241

10.4.3 唐南膜平衡241

10.5 大分子溶液的黏度243

10.5.1 黏度的定义和表示方法243

10.5.2 大分子溶液黏度概述244

10.5.3 大分子电解质溶液的黏度246

10.5.4 流变性简介246

10.6 凝胶248

10.6.1 凝胶的分类248

10.6.2 凝胶的结构248

10.6.3 胶凝作用和影响因素249

10.6.4 干胶的溶胀和影响因素249

10.6.5 离浆和触变250

本章小结250

思考题251

习题251

附录252

附录A 国际单位制（SI）252

附录B 一些物质的摩尔定压热容与温度的关系（101 325 Pa）254

附录C 一些有机化合物的标准摩尔燃烧焓（298 K）254

附录D 一些物质的标准摩尔生成焓、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（298 K）255

参考文献259