物理化學（簡體書）

《物理化學》是按照工科物理化學課程教學基本要求，結合多所學校相關專業教師的教學實踐經驗編寫而成。《物理化學》共分11章，包括氣體、熱力學第一定律、熱力學第二定律、多組分系統熱力學、化學平衡、相平衡、統計熱力學基礎、化學反應動力學、電化學、表面現象、膠體分散系統等。《物理化學》在強調基礎的同時，注意物理化學原理的應用。各章的小結在總結主要內容的同時，凝練出章節的思想與物理化學方法；在拓展閱讀材料中，介紹了物理化學基本理論向相關專業滲透的思路。

《物理化學》適合作為工科各類專業以及理科應用化學專業本科生物理化學課程教材，也可供廣大化學工作者參考。

緒論
0.1 物理化學研究的內容
0.2 物理化學的研究方法
0.3 物理化學的發展
0.4 物理化學課程的學習方法
第1章 氣體的性質
1.1 理想氣體
1.1.1 理想氣體模型
1.1.2 理想氣體狀態方程
1.1.3 摩爾氣體常數
1.2 理想氣體混合物
1.2.1 混合物組成表示法
1.2.2 理想氣體混合物的狀態方程
1.2.3 道爾頓分壓定律
1.2.4 阿馬伽分體積定律
1.3 真實氣體
1.3.1 真實氣體對理想氣體的偏離
1.3.2 氣體的液化
1.3.3 真實氣體狀態方程
1.4 對應狀態原理及普遍化壓縮因子圖
1.4.1 壓縮因子
1.4.2 對應狀態原理與普遍化壓縮因子圖
〔拓展閱讀材料〕氣體定律的應用
本章小結
思考題
習題
第2章 熱力學第一定律
2.1 熱力學概論
2.1.1 熱力學的研究對象
2.1.2 熱力學的研究方法
2.2 熱力學基本概念
2.2.1 系統與環境
2.2.2 狀態與狀態函數
2.2.3 熱力學平衡態
2.2.4 過程與途徑
2.3 熱力學第一定律
2.3.1 熱和功
2.3.2 熱力學能
2.3.3 熱力學第一定律的文字表述
2.3.4 封閉系統熱力學第一定律的數學表達式
2.4 可逆過程
2.4.1 功與過程
2.4.2 可逆過程與不可逆過程
2.5 恒容熱、恒壓熱及焓
2.5.1 恒容熱QV
2.5.2 恒壓熱Qp與焓
2.6 熱容
2.7 熱力學第一定律對理想氣體的應用
2.7.1 理想氣體的熱力學能和焓
2.7.2 理想氣體Cp，m與CV，m的關系
2.7.3 理想氣體的絕熱可逆過程
2.8 熱力學第一定律對實際氣體的應用
2.8.1 節流膨脹及其特點
2.8.2 焦耳湯姆遜系數及其應用
2.8.3 實際氣體恒溫過程中的ΔH和ΔU的計算
2.9 相變焓
2.9.1 相與相變
2.9.2 相變焓及其計算
2.9.3 相變焓與溫度的關系
2.9.4 非平衡相變（非平衡壓力或非平衡溫度下）
2.10 化學反應熱
2.10.1 化學反應進度
2.10.2 化學反應熱
2.10.3 物質的標準態及標準摩爾反應焓
2.10.4 標準摩爾反應焓的計算
2.10.5 反應熱的測量
2.10.6 標準摩爾反應焓與溫度的關系
2.10.7 非等溫反應過程熱的計算
〔拓展閱讀材料〕儲能技術與儲能材料
本章小結
思考題
習題
第3章 熱力學第二定律
3.1 自發過程的共同特征
3.1.1 自發過程
3.1.2 自發過程的實質
3.2 熱力學第二定律
3.3 卡諾循環和卡諾定理
3.3.1 熱機效率
3.3.2 卡諾循環
3.3.3 卡諾熱機效率
3.3.4 卡諾定理及推論
3.4 熵的概念、克勞修斯不等式和熵增原理
3.4.1 熵的導出
3.4.2 克勞修斯不等式
3.4.3 熵增原理、熵判據
3.5 熵變的計算與應用
3.5.1 環境的熵變
3.5.2 單純p、V、T變化過程熵變的計算
3.5.3 相變化過程的熵變的計算
3.6 熵的物理意義和規定熵
3.6.1 熵的物理意義
3.6.2 熱力學第三定律
3.6.3 摩爾規定熵和標準摩爾熵
3.6.4 化學變化過程熵變的計算
3.7 亥姆霍茲函數與吉布斯函數
3.7.1 亥姆霍茲函數
3.7.2 吉布斯函數
3.7.3 ΔA及ΔG的計算
3.8 熱力學基本方程
3.8.1 熱力學基本方程
3.8.2 麥克斯韋關系式
3.8.3 吉布斯亥姆霍茲方程
〔拓展閱讀材料〕節能減排
本章小結
思考題
習題
第4章 多組分系統熱力學
4.1 偏摩爾量
4.1.1 偏摩爾量的定義
4.1.2 偏摩爾量的集合公式
4.1.3 吉布斯杜亥姆（GibbsDuhem）方程
4.1.4 不同偏摩爾量之間的關系
4.1.5 偏摩爾量的實驗測定
4.2 化學勢
4.2.1 化學勢及其物理意義
4.2.2 多組分均相系統的熱力學基本公式
4.2.3 化學勢與溫度和壓力的關系
4.3 氣體物質的化學勢
4.3.1 理想氣體的化學勢
4.3.2 實際氣體物質的化學勢
4.4 稀溶液中的兩個經驗定律
4.4.1 拉烏爾定律（Raoult’s Law）
4.4.2 亨利定律（Henry’s Law）
4.4.3 Raoult定律和Henry定律的比較
4.5 理想液態混合物及各組分的化學勢
4.5.1 理想液態混合物的定義
4.5.2 理想液體混合物中各組分的化學勢
4.5.3 理想液態混合物的通性
4.6 理想稀溶液及各組分的化學勢
4.6.1 理想稀溶液的定義
4.6.2 理想稀溶液中各組分的化學勢
4.6.3 理想稀溶液的依數性及其應用
4.7 實際溶液及各組分的化學勢
4.7.1 實際溶液對理想模型的偏差
4.7.2 非理想液態混合物及化學勢
4.7.3 非理想稀溶液及化學勢
4.7.4 活度因子的測定與計算
〔拓展閱讀材料〕DuhemMargule（杜亥姆馬居爾）公式及應用
本章小結
思考題
習題
第5章 化學平衡
5.1 化學反應的平衡條件和化學反應親和勢
5.2 化學反應的平衡常數和等溫方程式
5.2.1 氣相反應的平衡常數——化學反應的等溫方程式
5.2.2 溶液中反應的平衡常數
5.2.3 氣相反應的經驗平衡常數
5.3 標準摩爾生成吉布斯函數與平衡常數的計算
5.3.1 標準狀態下的反應吉布斯函數
5.3.2 標準摩爾生成Gibbs函數
5.3.3 標準平衡常數與化學反應計量方程式的關系
5.4 復相化學平衡
5.5 化學反應平衡系統的計算
5.5.1 平衡常數的應用
5.5.2 平衡混合物組成計算
5.6 各種因素對化學平衡的影響
5.6.1 溫度對化學平衡的影響——化學反應的等壓方程
5.6.2 壓力對化學平衡的影響
5.6.3 惰性組分氣體對化學平衡的影響
5.6.4 物料配比對平衡組成的影響
5.7 同時平衡、反應耦合、近似計算
5.7.1 同時平衡
5.7.2 反應耦合
5.7.3 近似計算
〔拓展閱讀材料〕生化反應的耦合
本章小結
思考題
習題
第6章 相平衡
6.1 相律
6.1.1 相律的基本概念
6.1.2 吉布斯相律的推導
6.1.3 吉布斯相律的局限性與應用
6.2 單組分系統的相圖
6.2.1 單組分系統的相律及其相圖特征
6.2.2 克拉貝龍方程和克拉貝龍克勞修斯方程
6.2.3 典型的單組分系統相圖
6.2.4 單組分系統相變的特征與類型
6.3 二組分液態混合物的氣液平衡相圖
6.3.1 二組分理想液態混合物系統氣液平衡相圖
6.3.2 二組分理想液態混合物的氣液平衡相圖的應用
6.3.3 杠桿規則及其應用
6.3.4 二組分非理想液態混合物的氣液平衡相圖
6.4 部分互溶和完全不互溶雙液系統相圖
6.4.1 部分互溶雙液系統相圖
6.4.2 完全不互溶雙液系統相圖
6.5 二組分固液平衡系統相圖
6.5.1 相圖與步冷曲線的繪制
6.5.2 固相完全互溶系統相圖
6.5.3 固相部分互溶系統相圖
6.5.4 固相完全不溶系統相圖
6.5.5 生成化合物系統相圖
6.5.6 二組分系統Tx相圖的共同特征
6.6 三組分系統相圖
6.6.1 三角坐標表示法
6.6.2 部分互溶三液系統相圖
6.6.3 部分互溶三液系統相圖的應用
6.6.4 鹽水三組分體系的固液相圖
〔拓展閱讀材料〕超臨界系統與超臨界
萃取
本章小結
思考題
習題
第7章 統計熱力學基礎
7.1 概述
7.1.1 統計熱力學研究的對象與任務
7.1.2 統計熱力學研究方法
7.1.3 統計熱力學方法的特點
7.1.4 統計系統的分類
7.1.5 統計熱力學的基本假設
7.1.6 最概然分布與平衡分布
7.2 玻爾茲曼分布律與粒子配分函數
7.2.1 玻爾茲曼分布律
7.2.2 粒子配分函數 q
7.2.3 粒子配分函數的計算
7.3 配分函數和熱力學性質的關系
7.4 統計熱力學應用——氣體
7.4.1 單原子氣體
7.4.2 雙原子及線型多原子氣體
7.5 統計熱力學應用——理想氣體反應的平衡常數
7.5.1 平衡常數的配分函數表達式
7.5.2 標準摩爾Gibbs函數和標準
摩爾焓函數
〔拓展閱讀材料〕系綜原理簡介
本章小結
思考題
習題
第8章 化學反應動力學
8.1 化學動力學的基本概念
8.1.1 反應速率
8.1.2 反應速率的測定
8.1.3 基元反應
8.1.4 質量作用定律
8.1.5 反應級數和速率系數
8.2 具有簡單級數反應的特點
8.2.1 一級反應
8.2.2 二級反應
8.2.3 n級反應
8.2.4 反應級數的測定和速率方程的確立
8.3 溫度對反應速率的影響
8.3.1 范霍夫近似規律
8.3.2 阿倫尼烏斯公式
8.3.3 活化能
8.4 幾種典型的復雜反應
8.4.1 對峙反應
8.4.2 平行反應
8.4.3 連串反應
8.4.4 復雜反應速率方程的近似處理方法
8.4.5 鏈反應
8.5 反應速率理論簡介
8.5.1 碰撞理論
8.5.2 過渡態理論
8.5.3 單分子反應理論
8.5.4 反應速率理論的發展——分子反應動態學簡介
8.6 溶液中的反應動力學簡介
8.7 催化反應動力學
8.7.1 催化與催化作用
8.7.2 均相催化反應
8.7.3 多相催化反應動力學
8.8 光化學反應
8.8.1 光化學基本定律
8.8.2 量子產率
8.8.3 光化學反應動力學
8.8.4 光化學反應平衡
〔拓展閱讀材料〕光催化反應與環境污染
治理
本章小結
思考題
習題
第9章 電化學
9.1 電解質溶液導論
9.1.1 電解質溶液導電機理及法拉第定律
9.1.2 離子的電遷移與遷移數
9.1.3 電導、電導率和摩爾電導率
9.1.4 電解質溶液的活度
9.1.5 強電解質溶液理論簡介
9.2 可逆電池的構成及其電動勢測定
9.3 可逆電池的熱力學
9.3.1 Nernst方程
9.3.2 電池反應有關熱力學量的關系
9.3.3 電極電勢和液體接界電勢
9.3.4 電動勢測定的應用
9.4 原電池的設計與應用
9.4.1 氧化還原反應
9.4.2 擴散過程——濃差電池
9.4.3 中和反應與沉淀反應
9.4.4 化學電源
9.5 電極過程
9.6 電解的實際應用
9.6.1 金屬的析出
9.6.2 金屬的電化學腐蝕和防腐
〔拓展閱讀材料〕電化學在潔凈環境中的應用
本章小結
思考題
習題
第10章 表面現象
10.1 界面及界面特性
10.1.1 表面與界面
10.1.2 比表面積
10.2 表面吉布斯函數與表面張力
10.2.1 表面功、表面吉布斯函數及表面張力
10.2.2 表面熱力學基本方程
10.2.3 表面張力與溫度的關系
10.3 潤濕現象
10.3.1 潤濕角與楊氏方程
10.3.2 鋪展
10.4 彎曲液面的表面現象
10.4.1 彎曲液面下的附加壓力
10.4.2 附加壓力的大小——YangLaplace方程
10.4.3 毛細管現象
10.4.4 彎曲液面下附加壓力的應用
10.5 彎液面上的蒸氣壓
10.5.1 開爾文（Kelvin）方程
10.5.2 彎液面上蒸氣壓的應用——亞穩狀態和新相的生成
10.6 溶液的表面吸附
10.6.1 溶液的表面吸附現象
10.6.2 表面吸附量
10.6.3 Gibbs吸附公式
10.7 表面活性劑及其作用
10.7.1 表面活性劑的結構
10.7.2 表面活性劑的分類
10.7.3 表面活性劑在溶液體相與表面層的分布
10.7.4 表面活性劑的實際應用
10.7.5 表面活性劑的研究及展望
10.8 固體表面的吸附
10.8.1 物理吸附和化學吸附
10.8.2 經驗吸附等溫式
10.8.3 Langmuir吸附等溫式
10.8.4 多分子層吸附等溫式
〔拓展閱讀材料〕煤炭加工利用中的
表面物理化學
本章小結
思考題
習題
第11章 膠體分散系統
11.1 膠體分散系統概述
11.1.1 分散系統及其分類
11.1.2 膠體分散系統的制備與凈化
11.2 溶膠的動力和光學性質
11.2.1 溶膠的動力性質
11.2.2 溶膠的光學性質
11.3 溶膠的電學性質
11.3.1 膠體粒子的表面電荷
11.3.2 雙電層理論與膠團結構
11.3.3 溶膠的電動現象
11.4 溶膠的穩定性和聚沉作用
11.5 大分子溶液
11.5.1 大分子化合物及其溶液
11.5.2 唐南平衡
11.6 凝膠
11.6.1 凝膠
11.6.2 凝膠的分類
11.6.3 凝膠的制備
11.6.4 凝膠的性質
11.6.5 凝膠的應用
11.7 乳狀液和微乳液
11.7.1 乳狀液
11.7.2 微乳液
11.8 其他粗分散系統
11.8.1 泡沫
11.8.2 懸浮液
11.8.3 氣溶膠
〔拓展閱讀材料〕大氣氣溶膠及其環境
影響
本章小結
思考題
習題
附錄
附錄1 SI單位及常用基本常數
附錄2 能量單位間的換算
附錄3 物質B的Sm和ΔfGm在不同標準狀態之間的換算因數
附錄4 元素的相對原子質量表（年）
附錄5 某些物質的臨界參數
附錄6 某些氣體的范德華常數
附錄7 某些氣體的摩爾定壓熱容與溫度的關系（Cp，m=a+bT+cT）
附錄8 某些物質的標準摩爾生成焓、標準摩爾生成吉布斯函數、標準摩爾熵及摩爾定壓熱容（Cp，m=kPa，℃）
附錄9 某些有機化合物標準摩爾燃燒焓（p=kPa，℃）
參考文獻