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第0章 物理化学概论1

0.1 物理化学课程的基本内容1

0.2 物理化学的研究方法5

0.3 物理化学的量与单位6

第1章 化学热力学基础14

教学基本要求14

1.0 化学热力学的理论的基础和方法15

Ⅰ 热力学基本概念、热、功16

1.1 热力学基本概念16

1.2 热、功28

1.3 可逆过程、可逆过程的体积功30

Ⅱ 热力学第一定律34

1.4 热力学能、热力学第一定律34

1.5 定容热、定压热及焓36

1.6 热力学第一定律的应用37

1.7 节流过程、焦-汤效应54

1.8 稳流系统的热力学第一定律57

Ⅲ 热力学第二定律59

1.9 热转化为功的限度、卡诺循环59

1.10 热力学第二定律的经典表述61

1.11 熵、热力学第二定律的数学表达式62

1.12 系统熵变的计算65

Ⅳ 热力学第三定律71

1.13 热力学第三定律71

1.14 化学反应熵变的计算72

Ⅴ 熵与无序和有序73

1.15 熵是系统无序度的量度73

1.16 熵与热力学概率74

1.17 熵与生命及耗散结构76

Ⅵ 亥姆霍茨函数、吉布斯函数78

1.18 亥姆霍茨函数、亥姆霍茨函数判据78

1.19 吉布斯函数、吉布斯函数判据79

1.20 p、V、T变化及相变化过程△A、△G的计算80

Ⅶ 热力学函数的基本关系式83

1.21 热力学基本方程、吉布斯-亥姆霍茨方程83

1.22 麦克斯韦关系式、热力学状态方程85

Ⅷ 多组分系统热力学88

1.23 混合物、溶液及其组成标度88

1.24 偏摩尔量91

1.25 化学势94

1.26 气体的化学势逸度97

习题100

计算题答案109

第2章 相平衡热力学（8学时）110

教学基本要求110

2.0 相平衡热力学研究的内容和方法110

Ⅰ 相律111

2.1 相律111

Ⅱ 单组分系统相平衡热力学116

2.2 克拉佩龙方程116

2.3 克劳修斯-克拉佩龙方程118

2.4 拉乌尔定律、亨利定律121

2.5 理想液态混合物124

2.6 理想稀溶液129

2.7 理想稀溶液的分配定律133

2.8 理想稀溶液的依数性134

2.9 真实液态混合物、真实溶液、活度139

习题142

计算题答案146

第3章 相平衡状态图（8学时）147

教学基本要求147

3.0 相平衡状态图研究的内容147

Ⅰ 单组分系统相图148

3.1 单组分系统的p-T图148

Ⅱ 二组分系统相图153

3.2 二组分系统气液平衡相图153

3.3 二组分系统液液、气液平衡相图164

3.4 二组分系统固液平衡相图170

Ⅲ 三组分系统相图180

3.5 三组分系统相图的等边三角形表示法180

3.6 三组分部分互溶系统的溶解度图183

3.7 三组分系统的盐类溶解度图184

习题185

计算题答案191

第4章 化学平衡热力学（4学时）192

教学基本要求192

4.0 化学平衡热力学研究的内容192

Ⅰ 化学反应标准平衡常数195

4.1 化学反应标准平衡常数的定义195

4.2 化学反应标准平衡常数的热力学计算法197

4.3 化学反应标准平衡常数与温度的关系200

Ⅱ 化学反应标准平衡常数的应用202

4.4 理想气体混合物反应的化学平衡202

4.5 真实气体混合物反应的化学平衡203

4.6 理想气体与纯固体（或纯液体）反应的化学平衡204

4.7 范特荷夫定温方程、化学反应方向的判断205

4.8 反应物的平衡转化率及系统的平衡组成的计算208

4.9 各种因素对化学平衡移动的影响211

4.10 液态混合物中反应的化学平衡215

4.11 液态溶液中反应的化学平衡217

4.12 同时反应的化学平衡218

4.13 耦合反应的化学平衡220

习题222

计算题答案226

第5章 量子力学基础（4学时）227

教学基本要求227

5.0 量子力学研究的内容和方法227

Ⅰ 量子力学基本原理229

5.1 微观粒子运动的量子力学性质229

5.2 薛定谔方程233

5.3 量子力学算符235

5.4 量子力学的基本假定236

Ⅱ 量子力学对粒子平动、转动、振动的应用238

5.5 在势箱中粒子的平动238

5.6 双粒子刚性转子的转动244

5.7 谐振子的振动246

习题248

计算题答案251

第6章 结构化学初步（6学时）252

6.0 结构化学研究的内容和方法252

Ⅰ 原子结构252

6.1 单电子原子的结构252

6.2 多电子原子的结构259

Ⅱ 分子结构263

6.3 化学键的本质263

6.4 氢分子离子（H+ 2）的结构263

6.5 分子轨道理论268

分子光谱272

6.6 分子的内部运动及光谱272

6.7 光谱的基本方程273

6.8 分子的转动光谱273

6.9 分子的振动光谱274

6.10 分子的电子光谱275

习题276

计算题答案277

第7章 统计热力学初步（8学时）278

教学基本要求278

7.0 统计热力学研究的内容和方法278

Ⅰ 分布、分布的概率279

7.1 能级分布、状态分布279

7.2 分布的概率281

7.3 平衡分布、摘取最大项原理282

系综方法283

7.4 系综概念、统计热力学基本假设283

7.5 正则系综的系统态分布及概率285

Ⅲ 玻耳兹曼分布律、粒子配分函数286

7.6 波耳兹曼分布律286

7.7 粒子配分函数287

7.8 热力学量与配分函数的关系292

Ⅳ 统计热力学对理想气体的应用296

7.9 理想气体的统计热力学模型、热容296

7.10 理想气体的熵297

7.11 理想气体化学反应标准平衡常数299

习题300

计算题答案302

第8章 化学动力学基础（16学时）303

教学基本要求303

8.0 化学动力学研究的内容和方法304

Ⅰ 化学反应速率与浓度的关系305

8.1 化学反应速率的定义305

8.2 化学反应速率方程307

8.3 化学反应速率方程的建立方法316

8.4 化学反应机理、元反应320

Ⅱ 化学反应速率与温度的关系323

8.5 化学反应速率与温度关系的经验方程323

8.6 活化能Ea及指前参量kk0325

Ⅲ 复合反应动力学330

8.7 基本型的复合反应330

8.8 复合反应速率方程的近似处理法338

8.9 链反应342

Ⅳ 催化剂对化学反应速率的影响345

8.10 催化剂、催化作用345

8.11 催化剂的主要类型348

Ⅴ 元反应的速率理论352

8.12 简单碰撞理论（SCT）352

8.13 活化络合物理论（ACT）356

8.14 微观反应动力学360

Ⅵ 应用化学动力学364

8.15 溶液中反应动力学364

8.16 光化学反应动力学366

8.17 流动系统中的反应动力学372

8.18 聚合反应动力学375

8.19 酶催化反应动力学377

8.20 生化反应动力学简介382

8.21 微波化学反应动力学385

习题389

计算题答案398

第9章 界面层的热力学及动力学（6学时）400

教学基本要求400

9.0 界面层研究的内容和方法400

Ⅰ 表面张力、表面能403

9.1 表面张力403

9.2 高度分散系统的表面能404

9.3 影响表面张力的因素405

Ⅱ 液体表面的热力学性质406

9.4 弯曲液面的附加压力406

9.5 弯曲液面的饱和蒸气压408

9.6 润湿及其类型409

9.7 毛细管现象412

Ⅲ 新相生成的热力学及动力学413

9.8 新相生成与亚稳状态413

9.9 新相生成的热力学及动力学414

Ⅳ 吸附作用415

9.10 溶液界面上的吸附415

9.11 表面活性剂418

9.12 固体表面对气体的吸附425

Ⅴ 界面层的反应动力学430

9.13 气-固相催化反应的机理430

9.14 气-固相表面催化反应动力学、表观活化能432

9.15 液-固相反应动力学435

9.16 液-液相反应动力学435

习题436

计算题答案441

第10章 电解质溶液（4学时）442

教学基本要求442

10.0 电解质溶液研究的内容和方法442

Ⅰ 电解质溶液的电荷传导性质443

10.1 电解质的类型443

10.2 电导、电导率、摩尔电导率444

10.3 离子电迁移率、离子独立运动定律447

10.4 离子迁移数449

Ⅱ 电解质溶液的热力学性质450

10.5 离子的平均活度、平均活度因子450

10.6 电解质溶液的离子强度453

10.7 电解质溶液的离子互吸理论454

10.8 弱电解质的电离平衡458

习题458

计算题答案461

第11章 电化学系统的热力学及动力学（6学时）462

教学基本要求462

11.0 电化学系统研究的内容和方法462

Ⅰ 电化学系统464

11.1 电化学系统及其相间电势差464

11.2 电池466

Ⅱ 电化学系统的热力学470

11.3 原电池电动势的定义470

11.4 能斯特方程472

Ⅲ 电化学系统的动力学482

11.5 电化学反应速率、交换电流密度482

11.6 极化、超电势483

11.7 电催化反应动力学487

Ⅳ 应用电化学490

11.8 电解池、电极反应的竞争490

11.9 化学电源494

11.10 金属的电化学腐蚀与防腐498

11.11 金属表面精饰及其动力学501

11.12 电化学合成502

11.13 生物电化学503

11.14 电化学传感器505

习题506

计算题答案510

第12章 胶体分散系统及粗分散系统（4学时）511

教学基本要求511

12.0 胶体分散系统及粗分散系统研究的内容和方法511

Ⅰ 胶体分散系统514

12.1 溶胶的制备及纯化514

12.2 溶胶的性质515

12.3 溶胶的稳定523

12.4 溶胶的聚沉525

12.5 缔合胶束溶液的性质和应用526

12.6 大分子溶液的性质和应用529

Ⅱ 粗分散系统534

12.7 乳状液534

12.8 泡沫、悬浮液及悬浮体536

习题537

计算题答案539

选读Ⅰ 非平衡态热力学简介540

选读Ⅱ 非线性化学动力学简介546

附录555

附录Ⅰ 基本物理常量555

附录Ⅱ 用于计算摩尔质量的相对原子质量556

附录Ⅲ 拉丁文字母及希腊文字母表557

附录Ⅳ 中华人民共和国法定计量单位558

附录Ⅴ 常用数学公式561

附录Ⅵ 物质的标准摩尔生成焓、标准摩尔生成吉布斯函数、标准摩尔熵和摩尔热容562

附录Ⅶ 某些有机化合物的标准摩尔燃烧焓569

参考书目570

名词索引572

编后说明580