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0 绪论1

0.1 物理化学的研究内容1

0.2 物理化学的研究方法1

0.3 怎样学好物理化学2

1 气体3

1.1 理想气体状态方程3

1.1.1 低压下气体实验定律3

1.1.2 理想气体及其状态方程5

1.2 分压定律和分体积定律6

1.2.1 分压定律6

1.2.2 分体积定律8

1.3 真实气体9

1.3.1 真实气体与理想气体的偏差9

1.3.2 真实气体状态方程举例——范德华方程9

思考题11

习题11

2 热力学第一定律13

2.1 基本概念14

2.1.1 系统和环境14

2.1.2 状态和状态函数15

2.1.3 过程与途径17

2.2 热力学第一定律17

2.2.1 热力学能17

2.2.2 热和功18

2.2.3 可逆过程与最大功20

2.2.4 热力学第一定律21

2.3 焓23

2.3.1 等容过程的热23

2.3.2 等压过程的热23

2.4 热容和热量计算25

2.4.1 热容25

2.4.2 热容与温度的关系26

2.4.3 热量的计算26

2.5 热力学第一定律的应用28

2.5.1 对理想气体单纯状态变化过程的应用28

2.5.2 对相变过程的应用30

2.5.3 在化学变化过程的应用31

2.6 化学反应热效应31

2.6.1 化学反应热效应31

2.6.2 热化学方程式33

2.6.3 化学反应恒压热效应与恒容热效应的关系33

2.7 黑斯定律35

2.8 生成焓和燃烧焓37

2.8.1 生成焓37

2.8.2 燃烧焓39

2.9 热效应与温度的关系40

2.9.1 基尔霍夫定律40

2.9.2 热效应的计算与应用41

思考题43

习题44

3 热力学第二定律46

3.1 自发过程和热力学第二定律46

3.1.1 自发过程46

3.1.2 热力学第二定律的经典表述47

3.2 卡诺循环和卡诺定理47

3.2.1 卡诺循环48

3.2.2 卡诺定理49

3.3 熵函数50

3.3.1 可逆循环的热温商50

3.3.2 可逆过程的热温商50

3.3.3 不可逆过程的热温商51

3.3.4 克劳修斯不等式——热力学第二定律的数学表达式51

3.3.5 熵判据——熵增加原理52

3.4 熵的统计意义52

3.4.1 自发过程的微观本质52

3.4.2 热力学概率53

3.4.3 熵与热力学概率53

3.5 熵变的计算55

3.5.1 简单状态变化（无相变、化学变化）的熵变计算55

3.5.2 相变过程的熵变计算59

3.6 亥姆霍兹自由能与吉布斯自由能60

3.6.1 亥姆霍兹自由能61

3.6.2 吉布斯自由能61

3.6.3 吉布斯自由能的计算62

3.7 热力学基本方程和麦克斯韦关系式66

3.7.1 热力学基本方程66

3.7.2 吉布斯-亥姆霍兹方程68

3.7.3 麦克斯韦关系式69

思考题69

习题70

4 化学平衡72

4.1 单相反应的平衡常数72

4.1.1 单相反应和多相反应72

4.1.2 单相反应的平衡常数72

4.1.3 平衡常数的各种表示法74

4.2 多相反应的平衡常数和分解压76

4.2.1 多相反应的平衡常数76

4.2.2 分解压77

4.3 化学反应等温方程式78

4.3.1 化学反应等温方程式78

4.3.2 标准吉布斯自由能变化80

4.4 平衡常数与温度的关系81

4.4.1 等压方程式81

4.4.2 化学反应等压方程式的应用82

4.5 平衡常数的计算方法83

4.5.1 标准生成吉布斯自由能法83

4.5.2 熵法83

4.5.3 线性方程式84

思考题85

习题85

5 溶液88

5.1 溶液组成的表示方法88

5.1.1 物质的量分数88

5.1.2 质量摩尔浓度89

5.1.3 物质的量浓度89

5.1.4 质量分数90

5.2 偏摩尔量与化学势91

5.2.1 偏摩尔量91

5.2.2 化学势92

5.3 拉乌尔定律和亨利定律92

5.3.1 拉乌尔定律92

5.3.2 亨利定律93

5.4 理想稀溶液与分配定律94

5.4.1 理想稀溶液94

5.4.2 分配定律94

5.5 稀溶液的依数性95

5.5.1 蒸气压降低95

5.5.2 凝固点降低95

5.5.3 沸点升高97

5.6 理想液态混合物和真实液态混合物97

5.6.1 理想液态混合物97

5.6.2 二组分理想混合物的压力-组成图98

5.6.3 真实液态混合物与活度99

5.6.4 真实液态混合物对理想液态混合物的偏差100

思考题102

习题102

6 相平衡104

6.1 基本概念105

6.1.1 相和相数105

6.1.2 独立组分和独立组分数105

6.1.3 自由度和自由度数106

6.1.4 外界影响因素107

6.2 相律107

6.2.1 相律的推导107

6.2.2 相律的适用性108

6.3 单组分系统两相平衡时温度与压力的关系——克劳修斯-克拉佩龙方程109

6.3.1 克劳修斯-克拉佩龙方程109

6.3.2 克拉佩龙方程的应用109

6.4 单组分系统相图111

6.4.1 水的相图111

6.4.2 铁的相图112

6.5 二组分系统相图的表示方法及杠杆规则112

6.5.1 二组分系统相图的表示方法112

6.5.2 杠杆规则113

6.6 二组分相图的绘制114

6.6.1 动态法115

6.6.2 静态法（淬冷法）117

6.7 二组分混合物的气-液相平衡相图117

6.7.1 二组分液态完全互溶系统的气-液相平衡相图117

6.7.2 二组分液态部分互溶系统的气-液相平衡相图120

6.8 二组分凝聚系统固-液平衡相图121

6.8.1 具有一个低共熔点的二元系统相图121

6.8.2 具有一个一致熔（融）化合物的二元系统相图123

6.8.3 具有一个不一致熔（融）化合物的二元系统相图124

6.8.4 低共熔点温度以下（固相中）有化合物生成与分解的二元系统相图125

6.8.5 具有多晶转变的二元系统相图126

6.8.6 形成连续固溶体的二元系统相图126

6.8.7 形成有限固溶体的二元系统相图127

6.8.8 具有液相分层的二元系统相图129

思考题130

习题130

7 电化学133

7.1 电解质溶液的导电机构和法拉第定律133

7.1.1 导体及电解质溶液的电解133

7.1.2 法拉第定律134

7.2 离子的电迁移136

7.2.1 离子的电迁移率136

7.2.2 离子的迁移数136

7.3 电解质溶液的电导137

7.3.1 电导和电导率137

7.3.2 摩尔电导率137

7.3.3 摩尔电导率与浓度的关系139

7.3.4 离子独立运动定律139

7.3.5 电导测定的应用139

7.4 原电池的电动势140

7.4.1 原电池的定义及表示法140

7.4.2 可逆电池与不可逆电池141

7.4.3 原电池的电动势141

7.5 电极电位及能斯特方程142

7.5.1 可逆电极的类型142

7.5.2 电极电位的产生143

7.5.3 标准电极及标准电极电位143

7.5.4 能斯特方程144

7.6 电解与极化146

7.6.1 分解电压146

7.6.2 极化与超电压147

7.7 析出电位及金属的分离149

7.7.1 析出电位149

7.7.2 金属的共沉积及其分离149

7.8 金属的腐蚀与防腐150

7.8.1 金属的腐蚀150

7.8.2 金属的防腐151

思考题152

习题152

8 表面现象与胶体154

8.1 表面张力、润湿和弯曲液面的附加压力155

8.1.1 表面张力155

8.1.2 润湿和接触角157

8.1.3 弯曲液面的附加压力159

8.1.4 微小液滴的饱和蒸气压——开尔文公式161

8.1.5 过饱和蒸气162

8.1.6 过热液体163

8.1.7 过冷液体163

8.2 固体表面上的吸附作用163

8.2.1 物理吸附和化学吸附163

8.2.2 吸附曲线164

8.2.3 气-固表面的吸附等温式165

8.3 溶液表面上的吸附作用167

8.3.1 溶液表面的吸附现象167

8.3.2 吉布斯吸附定温式168

8.3.3 表面活性剂169

8.4 分散系统的分类及胶体溶液的性质170

8.4.1 分散系统、胶体分散系统的分类171

8.4.2 胶体溶液的光学性质171

8.4.3 胶体溶液的动力学性质172

8.4.4 溶胶的电学性质173

思考题174

习题174

9 化学动力学176

9.1 化学反应速率的表示及测定177

9.1.1 反应速率的表示方法177

9.1.2 反应速率的实验测定178

9.1.3 反应速率的图解表示178

9.2 浓度对反应速率的影响179

9.2.1 基元反应、简单反应和复杂反应179

9.2.2 反应速率方程179

9.2.3 简单级数反应的速率方程180

9.2.4 动力学方程式的建立182

9.3 温度对反应速率的影响183

9.3.1 阿累尼乌斯公式183

9.3.2 基元反应的活化能183

9.4 复杂反应184

9.4.1 对峙反应185

9.4.2 平行反应186

9.4.3 连串反应187

9.4.4 复杂反应近似处理法188

9.5 链式反应190

9.5.1 直链反应190

9.5.2 支链反应与爆炸191

9.6 多相反应动力学192

9.7 催化反应194

思考题195

习题195

附表198

附表1 元素的相对原子质量表（2001）198

附表2 某些物质在298K～T范围内的平均摩尔热容c（J·K-1·mol-1）200

附表3 某些物质的燃烧标准摩尔焓△cH？（298K）（标准压力p？=100kPa）202

附表4 某些物质的生成标准摩尔焓、标准摩尔吉布斯自由能、标准摩尔熵和摩尔定压热容202

附表5 298.15K时一些常见电极的标准还原电极电位207

参考文献209