物理化学

热力学篇

第1章热力学第一定律及应用

1.1热力学方法及特点

1.2热力学基本概念

1.2.1系统与环境

1.2.2系统的宏观性质

1.2.3相的定义

1.2.4系统的状态和状态函数

1.2.5偏微分和全微分在描述系统状态变化上的应用

1.2.6热力学平衡态

1.2.7系统的变化过程与途径

1.2.8热和功

1.3热力学第一定律

1.3.1能量守恒原理——热力学第一定律

1.3.2热力学能

1.3.3热力学第一定律的数学表达式

1.4可逆过程与体积功

1.4.1功与过程

1.4.2可逆过程与不可逆过程

1.5热与过程

1.5.1等容过程热QV

1.5.2等压过程热Qp与焓

1.5.3热容

1.5.4热容与温度的关系

1.6理想气体热力学

1.6.1焦耳实验

1.6.2理想气体的Cp，m与CV，m的关系

1.6.3理想气体的绝热过程和绝热过程功

1.6.4理想气体单纯pVT变化ΔU和ΔH的计算

1.7相变化过程热力学

1.7.1相变热及相变化的ΔH

1.7.2相变化过程的体积功

1.7.3相变化过程的ΔU

1.8化学反应热

1.8.1化学反应的等压反应热和等容反应热

1.8.2标准摩尔反应热

1.8.3热化学方程式

1.8.4赫斯定律

1.8.5标准摩尔反应热的计算

1.9反应热与温度的关系——基尔霍夫定律

1.9.1闭合环路法推导

1.9.2理论推导

1.9.3基尔霍夫定律的应用

思考题

习题

第2章热力学第二定律

2.1自发过程的方向和限度

2.2热力学第二定律

2.3卡诺循环与卡诺定理

2.3.1卡诺循环

2.3.2卡诺定理

2.4熵的概念——熵及熵增原理

2.4.1可逆过程的热温商——熵函数的引出

2.4.2不可逆过程的热温商

2.4.3热力学第二定律的数学表达式

2.4.4熵增原理与熵判据

2.5熵变的计算

2.5.1系统简单状态参量变化过程熵变的计算

2.5.2系统相变化过程熵变的计算

2.5.3环境的熵变及孤立系统熵变的计算

2.6热力学第三定律及化学反应的熵变

2.6.1热力学第三定律

2.6.2物质的规定熵和标准熵

2.6.3化学反应熵变的计算

2.7熵的物理意义简介

2.8亥姆霍兹函数与吉布斯函数

2.8.1热力学第一定律和热力学第二定律的联合表达式

2.8.2亥姆霍兹函数（A）及判据

2.8.3吉布斯函数（G）及判据

2.9热力学的一些重要关系式

2.9.1五个常见热力学函数之间的关系

2.9.2热力学函数基本关系式

2.9.3对应系数关系式

2.9.4麦克斯韦（Maxwell）关系式

2.10ΔG和ΔA的计算

2.10.1简单变化过程ΔG和ΔA的计算

2.10.2相变化过程ΔG和ΔA的计算

2.10.3化学反应ΔG的计算

2.10.4ΔG随温度T的变化关系

思考题

习题

第3章多组分系统热力学与溶液

3.1混合物和溶液

3.1.1混合物和溶液的分类

3.1.2溶液组成的表示方法

3.2偏摩尔量

3.2.1偏摩尔量的定义

3.2.2偏摩尔量的集合公式

3.2.3吉布斯—杜亥姆方程

3.2.4偏摩尔量的测定

3.2.5偏摩尔量之间的函数关系

3.3化学势

3.3.1化学势的定义

3.3.2多组分组成可变系统的热力学函数基本关系式

3.3.3化学势判据

3.4气体的化学势

3.4.1理想气体的化学势

3.4.2实际气体的化学势

3.5稀溶液中两个经验定律

3.5.1拉乌尔定律

3.5.2亨利定律

3.6溶液中各组分的化学势

3.6.1理想溶液的定义及任意组分的化学势

3.6.2稀溶液中各组分的化学势

3.6.3理想溶液的通性

3.6.4非理想溶液中各组分的化学势

3.7稀溶液的依数性

3.7.1蒸气压下降

3.7.2凝固点降低

3.7.3沸点升高

3.7.4渗透压

3.8分配定律及其应用

3.8.1分配定律

3.8.2分配定律的应用——萃取

思考题

习题

第4章化学平衡

4.1化学平衡热力学原理

4.1.1化学反应的方向和限度

4.1.2化学反应的摩尔吉布斯函数变

4.1.3化学反应的平衡条件

4.2化学反应的等温方程式和标准平衡常数

4.2.1化学反应的等温方程式

4.2.2标准平衡常数

4.2.3化学反应方向和限度的判断

4.3平衡常数的各种表示方式

4.3.1理想气体反应的平衡常数

4.3.2实际气体反应的平衡常数

4.3.3理想溶液反应的平衡常数

4.3.4稀溶液反应的平衡常数

4.3.5非理想溶液反应的平衡常数

4.3.6多相反应的平衡常数

4.4平衡常数的热力学计算

4.4.1由ΔfGm计算平衡常数

4.4.2利用ΔrHm和ΔrSm数值计算平衡常数

4.4.3利用几个有关化学反应的ΔrGm值计算平衡常数

4.5平衡常数的实验测定及平衡组成的计算

4.5.1平衡常数的实验测定

4.5.2平衡转化率的计算

4.5.3平衡组成的计算

4.6温度对平衡常数的影响

4.7其他可控条件对化学平衡的影响

4.7.1压力对平衡的影响

4.7.2惰性气体对化学平衡的影响

4.7.3原料配比对化学平衡的影响

思考题

习题

第5章相平衡

5.1基本概念

5.1.1相与相数

5.1.2物种数和（独立）组分数

5.1.3自由度

5.1.4相律

5.2单组分系统的相图

5.2.1水的相图

5.2.2单组分系统两相平衡——克拉贝龙—克劳修斯方程

5.3二组分气—液平衡系统的相图

5.3.1二组分液态完全互溶理想溶液系统的蒸气压—组成图

5.3.2二组分液态完全互溶理想溶液系统的沸点—组成图

5.3.3杠杆规则

5.3.4二组分液态完全互溶非理想溶液系统的蒸气压—组成相图和沸点—组成相图

5.3.5精馏原理

5.3.6完全不互溶的液体系统——水蒸气蒸馏原理

5.4二组分液—液平衡系统的相图

5.4.1具有最高临界溶解温度的系统

5.4.2具有最低临界溶解温度的系统

5.4.3同时具有两种临界溶解温度的系统

5.5二组分液—固平衡系统的相图

5.5.1生成简单低共熔物的二组分系统

5.5.2生成化合物的二组分系统

5.5.3二组分系统部分互溶的固熔体相图

5.6三组分系统的相图简介

5.6.1三组分系统的组成表示方法

5.6.2部分互溶三液体系统

思考题

习题

电化学篇

第6章电解质溶液理论

6.1导体的分类

6.1.1电子导体

6.1.2离子导体

6.2电解质溶液的导电性能

6.2.1电解质溶液的导电机理

6.2.2法拉第电解定律

6.3离子的电迁移现象与迁移数

6.3.1离子的电迁移现象

6.3.2离子的迁移数

6.3.3迁移数的测定方法

6.4电导、电导率和摩尔电导率

6.4.1定义

6.4.2电解质溶液电导的测定

6.4.3电导率、摩尔电导率与浓度的关系

6.4.4离子独立运动规律和离子电导率

6.5电导测定的应用

6.5.1弱电解质电离平衡常数测定

6.5.2水的纯度测定

6.5.3难溶盐的溶解度测定

6.5.4电导滴定

6.6强电解质溶液的活度及活度数

6.6.1溶液中电解质的平均活度和平均活度系数

6.6.2离子强度

6.7强电解质溶液理论

6.7.1离子氛模型

6.7.2德拜—休格尔极限公式

6.7.3昂萨格（Onsager）理论

思考题

习题

第7章电池电动势及极化现象

7.1可逆电池

7.1.1原电池

7.1.2可逆电池与不可逆电池

7.1.3电动势的测定

7.1.4电池的书面表达方法

7.2电极电势及可逆电极的种类

7.2.1电极电势的产生

7.2.2电极电势与标准氢电极

7.2.3标准电极电势

7.2.4可逆电极种类

7.3可逆电池热力学

7.3.1可逆电池电动势与电池反应的吉布斯函数的关系

7.3.2电池反应熵变的计算

7.3.3电池反应焓变的计算

7.3.4电池反应热的计算

7.3.5可逆电池的基本方程——能斯特方程

7.4液体接界电势与浓差电池

7.4.1液体接界电势

7.4.2浓差电池

7.4.3消除液体接界电势的方法

7.5电动势的测定应用

7.5.1pH值的测定

7.5.2平衡常数及溶度积的测定

7.5.3电势滴定

7.6不可逆电极过程

7.6.1分解电压

7.6.2极化现象和超电势

7.6.3极谱分析原理

思考题

习题

动力学篇

第8章基础化学反应动力学

8.1反应速率与反应机理

8.1.1反应速率的定义

8.1.2反应机理

8.1.3反应速率的测定

8.2反应速率方程

8.2.1速率方程

8.2.2反应级数

8.2.3速率常数

8.3反应速率方程的积分形式

8.3.1零级反应

8.3.2一级反应

8.3.3二级反应

8.3.4n级反应

8.3.5用分压表示的速率方程

8.4反应级数与速率常数的确定

8.4.1积分法

8.4.2微分法

8.5温度对反应速率的影响

8.5.1范特霍夫规则

8.5.2阿伦尼乌斯公式

8.6反应的活化能

8.6.1活化能的物理意义

8.6.2活化能确定

8.6.3求反应的最适宜温度

8.7反应速率理论

8.7.1简单碰撞理论

8.7.2过渡状态理论

思考题

习题

第9章复杂反应及特殊反应动力学

9.1典型复杂反应

9.1.1对峙反应

9.1.2平行反应

9.1.3连串反应

9.2复杂反应速率的近似处理法

9.2.1选取速率控制步骤法

9.2.2稳态近似法

9.2.3平衡态近似法

9.3链反应

9.3.1直链反应的特征及速率方程

9.3.2爆炸反应

9.4溶液中的化学反应

9.4.1溶剂与反应组分无明显相互作用的情况

9.4.2溶剂与反应组分有明显相互作用的情况

9.4.3溶液中快速反应的处理方法——弛豫法

9.5光化学反应

9.5.1光化学反应的基本定律

9.5.2光化学反应机理及速率方程

9.6催化反应

9.6.1催化作用概述

9.6.2均相催化反应

9.6.3多相催化反应

9.7酶催化反应

9.7.1酶催化反应的特点

9.7.2酶催化反应动力学

9.7.3温度和pH对酶催化反应速率的影响

9.7.4酶催化反应的应用和模拟

思考题

习题

界面篇

第10章液体的表面现象

10.1表面吉布斯函数与表面张力

10.1.1表面功与表面吉布斯函数

10.1.2表面张力

10.1.3影响表面张力的因素

10.1.4分散度与比表面

10.2弯曲液面的特性

10.2.1弯曲液面下的附加压力

10.2.2毛细现象

10.3开尔文方程

10.3.1微小液滴的饱和蒸气压

10.3.2亚稳状态与新相生成

10.4溶液表面的吸附

10.4.1表面张力与溶液浓度的关系

10.4.2溶液表面的吸附现象与吉布斯吸附等温式

10.5表面活性剂

10.5.1表面活性剂的结构与分类

10.5.2表面活性剂溶液的性质

10.5.3表面活性剂的HLB值

10.5.4表面活性剂的应用

思考题

习题

第11章固体的表面现象

11.1固体表面的特征

11.1.1固体表面的不均匀性

11.1.2固体的表面能

11.2润湿现象

11.2.1润湿现象的分类

11.2.2接触角与润湿方程

11.3固体表面对气体的吸附

11.3.1物理吸附

11.3.2化学吸附

11.3.3吸附曲线

11.3.4吸附热

11.3.5弗戎德利希吸附等温式

11.4单分子层吸附理论

11.4.1朗格缪尔吸附等温式

11.4.2朗格缪尔吸附等温式的应用

11.4.3解离吸附

11.4.4混合吸附

11.5多分子层吸附理论简介

11.5.1BET吸附等温式

11.5.2BET方程的应用

11.6固—液界面吸附

11.6.1固体自稀溶液中吸附

11.6.2影响固体自非电解质溶液吸附的因素

11.6.3固体自电解质溶液中吸附

思考题

习题

胶体篇

第12章胶体分散系统

12.1分散系统概述

12.1.1分散系统的研究内容

12.1.2分散系统的分类

12.1.3胶体系统的分类

12.2胶体的制备及净化

12.2.1胶体的制备

12.2.2胶体的净化及应用

12.3胶体的运动性质

12.3.1布朗运动

12.3.2溶胶的渗透压

12.3.3扩散现象

12.3.4沉降与沉降平衡

12.4胶体的光学性质

12.4.1丁铎尔效应

12.4.2瑞利公式

12.4.3超显微镜及其应用

12.5胶体的电学性质

12.5.1电动现象

12.5.2胶粒表面电荷的来源

12.5.3胶体双电层模型

12.5.4胶体粒子的结构图

12.5.5ζ电势计算

12.6电解质对胶体的稳定与聚沉

12.6.1电解质的聚沉作用

12.6.2聚沉作用的实验规律

12.6.3胶体稳定的DLVO理论

12.6.4苏采—哈迪规则的定量说明

12.7吸附高分子对胶体的稳定作用

12.7.1空间稳定作用的实验规律

12.7.2空间稳定效应理论

12.8自由高分子对胶体的稳定作用简介

12.9高分子引起胶体的絮凝作用

12.9.1高分子对胶体絮凝作用的机理

12.9.2影响高分子对胶体絮凝的因素

12.9.3高分子絮凝剂的优点

12.10乳状液

12.10.1乳状液概述

12.10.2影响乳状液类型的因素

12.10.3乳状液的变型与破坏

12.10.4乳化剂的分类与选择

12.11泡沫

思考题

习题

第13章高分子溶液与凝胶

13.1高分子化合物的结构特征与平均分子量

13.1.1高分子化合物的结构特征

13.1.2高分子化合物的平均分子量

13.2高分子溶液的流变性质

13.2.1流体的黏度

13.2.2流变曲线与流型

13.3高分子溶液的电学性质

13.4高分子溶液的渗透压

13.4.1不带电荷高分子溶液的渗透压

13.4.2高分子电解质溶液的渗透压——唐南平衡

13.5影响高分子溶液稳定性的因素

13.5.1盐析作用

13.5.2外加絮凝剂

13.5.3pH值对絮凝的影响

13.5.4高分子电解质溶液的相互作用

13.5.5乳粒积并作用

13.6凝胶

13.6.1胶凝作用

13.6.2凝胶的结构

13.6.3凝胶的性质

思考题

习题

附录

部分习题参考答案

主要参考文

《高等学校"十二五"规划教材物理化学(第2版)》叙述简明扼要，概念清楚，兼收讲授与自学的特点，适用性较强。《高等学校"十二五"规划教材物理化学(第2版)》可作为高等院校化工、轻工、粮油食品、生物、材料、环境、农学、石油和纺织等专业的教材。《物理化学(第2版)》全面而系统地介绍了物理化学的基本内容，全书包括：热力学第一定律及应用、热力学第二定律、多组分系统热力学与溶液、化学平衡、相平衡、电解质溶液理论、电池的电动势与极化现象、基础化学反应动力学、复杂反应及特殊反应动力学、液体的表面现象、固体的表面现象、胶体分散系统、高分子溶液与凝胶共13章。本书叙述简明扼要，概念清楚，兼收讲授与自学的特点，适用性较强。 《物理化学(第2版)》可作为高等院校化工、轻工、粮油食品、生物、材料、环境、农学、石油和纺织等专业的教材。