目錄 第二版前言 第一版前言 緒論 1 第1章 熱力學基本概念及定律 5 1.1 熱力學概論 5 1.1.1 熱力學的內(nèi)容及研究對象 5 1.1.2 熱力學的方法及其局限性 5 1.2 熱力學基本概念 5 1.2.1 熱力學系統(tǒng)和環(huán)境 5 1.2.2 熱力學平衡態(tài)與狀態(tài)公理 6 1.2.3 熱力學過程 8 1.2.4 可逆過程與不可逆過程 9 1.3 物態(tài)方程 9 1.3.1 物質(zhì)的形態(tài) 9 1.3.2 氣體物態(tài)方程 10 1.3.3 液體及固體的物態(tài)方程 12 1.4 熱力學第零定律與溫度 12 1.5 熱力學第一定律與熱力學能 13 1.5.1 熱力學第一定律 13 1.5.2 體積功及其計算 15 1.5.3 過程熱的測定與計算 19 1.5.4 焓及焓變的計算 19 1.5.5 恒壓熱容及恒容熱容 20 1.5.6 熱力學第一定律對理想氣體的應用 23 1.6 熱力學第二定律與熵 27 1.6.1 熱力學第二定律 27 1.6.2 卡諾循環(huán)與卡諾定理 28 1.6.3 任意可逆循環(huán)的熱溫商與熵函數(shù) 29 1.6.4 熵增原理及過程方向性的判據(jù) 31 1.6.5 熵變的計算 32 1.6.6 熵增與能量退化 36 1.6.7 熵的統(tǒng)計意義 37 1.7 熱力學第三定律與物質(zhì)的規(guī)定熵 39 1.7.1 熱力學第三定律 39 1.7.2 物質(zhì)的規(guī)定熵 40 復習思考題 40 習題 41 第2章 熱力學勢函數(shù)及基本方程 43 2.1 自由能函數(shù) 43 2.1.1 亥姆霍茲自由能A 43 2.1.2 吉布斯自由能G 44 2.1.3 狀態(tài)函數(shù)A及G的特點 45 2.2 封閉系統(tǒng)熱力學基本方程及其簡單應用 45 2.2.1 封閉系統(tǒng)熱力學基本方程 45 2.2.2 封閉系統(tǒng)的熱力學函數(shù)間的基本關系 46 2.2.3 特性函數(shù) 48 2.2.4 焦耳-湯姆孫效應 49 2.3 封閉系統(tǒng)ΔA和ΔG的計算及其應用 51 2.3.1 自動過程方向和限度的判據(jù) 51 2.3.2 自由能變量ΔA和ΔG的計算 51 2.4 偏摩爾量及其性質(zhì) 55 2.4.1 偏摩爾量的概念 55 2.4.2 偏摩爾量的集合公式和吉布斯-杜安方程 56 2.4.3 偏摩爾量的實驗測定及求算 58 2.4.4 混合焓及偏摩爾混合焓 59 2.4.5 偏摩爾量微商的相關性* 60 2.5 普遍的熱力學基本方程與化學勢 60 2.5.1 普遍的熱力學基本方程 60 2.5.2 化學勢的定義及其性質(zhì) 61 2.6 氣體的化學勢與逸度 63 2.6.1 純理想氣體化學勢及熱力學 63 2.6.2 混合理想氣體各組分的化學勢 64 2.6.3 理想氣體的混合規(guī)律 65 2.6.4 純實際氣體的化學勢及逸度 66 2.6.5 混合實際氣體各組分的化學勢 67 2.6.6 逸度的求算* 68 2.7 標準態(tài)及凝聚態(tài)物質(zhì)的化學勢 70 2.7.1 標準態(tài) 70 2.7.2 凝聚態(tài)物質(zhì)的化學勢 70 復習思考題 71 習題 71 第3章 溶液熱力學及活度 75 3.1 溶液及其組成表示方法 75 3.2 稀溶液的兩個經(jīng)驗定律 76 3.2.1 拉烏爾定律 76 3.2.2 亨利定律 77 3.3 理想溶液熱力學 78 3.3.1 理想溶液的定義及特征 78 3.3.2 理想溶液中各組分的化學勢 79 3.3.3 理想溶液混合熱力學性質(zhì) 80 3.3.4 杜安-馬居爾公式* 81 3.4 稀溶液熱力學 82 3.4.1 稀溶液的定義及組分的化學勢 82 3.4.2 稀溶液的混合熱力學性質(zhì) 84 3.4.3 稀溶液的依數(shù)性質(zhì) 84 3.5 實際溶液與活度 88 3.5.1 實際溶液的特點 88 3.5.2 活度的概念 89 3.5.3 實際溶液混合熱力學性質(zhì) 92 3.5.4 活度及活度因子的測定與求算 93 3.5.5 分配定律 94 3.6 滲透因子和超額函數(shù) 96 3.6.1 溶劑的滲透因子 96 3.6.2 超額函數(shù) 96 3.6.3 幾種特征實際溶液 97 復習思考題 98 習題 99 第4章 化學反應熱力學及化學平衡 102 4.1 化學反應系統(tǒng)的特征 102 4.1.1 化學反應進度 102 4.1.2 獨立反應數(shù)及反應系統(tǒng)的狀態(tài)描述 103 4.1.3 摩爾反應量(變) 104 4.1.4 偏摩爾反應量 104 4.2 熱化學 105 4.2.1 化學反應熱效應 105 4.2.2 赫斯定律 107 4.2.3 標準摩爾生成熱力學量 108 4.2.4 溶解焓與稀釋焓 110 4.2.5 摩爾反應焓與溫度及壓力的關系 111 4.2.6 非等溫反應 113 4.3 化學反應系統(tǒng)的基本方程及判據(jù) 115 4.3.1 化學反應系統(tǒng)的基本方程 115 4.3.2 化學反應方向及平衡條件 116 4.4 化學反應等溫方程與標準平衡常數(shù) 117 4.4.1 氣相化學反應平衡 117 4.4.2 凝聚相化學反應平衡 119 4.4.3 多相化學反應平衡 120 4.4.4 凝聚相純物質(zhì)的分解壓 121 4.4.5 優(yōu)勢區(qū)圖 122 4.4.6 壓力及惰性氣體對化學平衡的影響 123 4.4.7 標準摩爾反應吉布斯自由能 124 4.5 溫度對化學平衡的影響——化學反應等壓方程 126 4.5.1 溫度對標準摩爾反應吉布斯自由能的影響 126 4.5.2 化學反應的等壓方程式 128 4.6 反應偶合與同時平衡 129 4.6.1 反應偶合 129 4.6.2 同時平衡及其計算 130 復習思考題 131 習題 132 第5章 相平衡熱力學及相圖 138 5.1 相律 138 5.1.1 相數(shù)與組分數(shù) 138 5.1.2 自由度 139 5.1.3 相律推導 140 5.2 純物質(zhì)單組分系統(tǒng)相平衡熱力學 141 5.2.1 克拉佩龍方程 141 5.2.2 克拉佩龍-克勞修斯方程 142 5.2.3 凝聚相純物質(zhì)蒸氣壓與外壓的關系 143 5.2.4 純物質(zhì)系統(tǒng)相圖 144 5.3 相變類型* 145 5.4 二組分系統(tǒng)的氣-液平衡 147 5.4.1 蒸氣壓-組成平衡圖 147 5.4.2 沸點-組成圖及分餾原理 149 5.4.3 杠桿規(guī)則 151 5.5 二組分系統(tǒng)的液-液平衡 151 5.5.1 二組分液態(tài)部分互溶系統(tǒng)的液-液平衡相圖 151 5.5.2 二組分液態(tài)完全不互溶系統(tǒng)的沸點-組成圖及水蒸氣蒸餾 152 5.6 二組分系統(tǒng)的固-液平衡 153 5.6.1 簡單共晶型相圖及熱分析法繪制相圖 153 5.6.2 生成化合物的二組分系統(tǒng)相圖 156 5.6.3 生成固溶體的二組分系統(tǒng)相圖 157 5.6.4 液態(tài)部分互溶二組分系統(tǒng)相圖 160 5.6.5 區(qū)域熔煉 160 5.7 三組分系統(tǒng)相圖簡介 161 5.7.1 三組分系統(tǒng)相圖的組成表示法 161 5.7.2 部分互溶三液體系統(tǒng)的溶解度圖 162 5.7.3 水鹽三組分系統(tǒng)相圖簡介 164 5.7.4 形成簡單共晶三組分系統(tǒng)的固-液平衡相圖* 166 復習思考題 168 習題 169 第6章 統(tǒng)計熱力學基礎 172 6.1 概論 172 6.1.1 統(tǒng)計熱力學的研究目的 172 6.1.2 統(tǒng)計熱力學的研究對象 173 6.1.3 統(tǒng)計熱力學的基本假設 173 6.2 玻爾茲曼分布 174 6.2.1 粒子分布 174 6.2.2 玻爾茲曼分布的計算及特點 174 6.3 獨立子系統(tǒng)的熱力學性質(zhì) 180 6.3.1 獨立定域子系統(tǒng)熱力學函數(shù)的表達式 181 6.3.2 獨立離域子系統(tǒng)熱力學函數(shù)的表達式 182 6.4 配分函數(shù)的計算 183 6.4.1 配分函數(shù)的分解 183 6.4.2 平動配分函數(shù) 184 6.4.3 轉動配分函數(shù) 185 6.4.4 振動配分函數(shù) 187 6.4.5 電子配分函數(shù) 189 6.4.6 核配分函數(shù) 189 6.5 配分函數(shù)的應用 190 6.5.1 單原子理想氣體的熱力學性質(zhì) 190 6.5.2 恒容熱容的計算 191 6.5.3 化學反應平衡常數(shù)的統(tǒng)計熱力學計算 194 6.5.4 正規(guī)溶液的統(tǒng)計熱力學處理 197 復習思考題 199 習題 199 第7章 化學反應動力學基礎 201 7.1 化學反應動力學概述 201 7.1.1 化學反應動力學的任務 201 7.1.2 化學反應動力學的發(fā)展概況 202 7.1.3 化學反應動力學的基本概念 202 7.2 化學反應動力學方程及反應級數(shù)的確定 206 7.2.1 一級反應 206 7.2.2 二級反應 207 7.2.3 三級反應和零級反應 210 7.2.4 純n級反應及簡單級數(shù)反應的特征比較 212 7.2.5 反應級數(shù)的確定方法 212 7.3 典型復雜反應的動力學分析 214 7.3.1 對峙反應 214 7.3.2 平行反應 218 7.3.3 連續(xù)反應 219 7.3.4 復雜反應的動力學近似處理方法 221 7.3.5 鏈反應 223 7.4 溫度對反應速率的影響 226 7.4.1 溫度對速率常數(shù)的影響 226 7.4.2 溫度對反應速率的影響類型 227 7.4.3 反應活化能的意義及作用 228 7.5 反應速率理論簡介 230 7.5.1 簡單碰撞理論 230 7.5.2 過渡態(tài)理論 233 7.5.3 單分子反應理論 238 7.6 液相反應和多相反應動力學分析 239 7.6.1 液相反應動力學分析 240 7.6.2 多相反應動力學分析 243 7.7 催化反應動力學基礎 245 7.7.1 催化相關概念 246 7.7.2 均相催化 248 7.7.3 非均相催化 249 7.7.4 酶催化 251 7.8 光化學反應 253 7.8.1 光化學基本概念 253 7.8.2 光化學基本定律 255 7.8.3 光化學反應動力學 256 7.8.4 光化學平衡 258 7.8.5 感光反應及化學發(fā)光 258 復習思考題 259 習題 260 第8章 電解質(zhì)溶液 265 8.1 電化學基本裝置和電解定律 265 8.1.1 原電池和電解池的定義 265 8.1.2 原電池和電解池的組成 265 8.1.3 法拉第電解定律 267 8.2 電解質(zhì)溶液的電導 268 8.2.1 電導率 268 8.2.2 摩爾電導率 269 8.2.3 摩爾電導率與濃度的關系 271 8.2.4 離子的摩爾電導率 271 8.2.5 離子獨立移動定律 272 8.3 離子電遷移率和離子遷移數(shù) 273 8.3.1 離子電遷移率 273 8.3.2 離子電遷移率與摩爾電導率的關系 274 8.3.3 離子遷移數(shù) 275 8.3.4 離子遷移數(shù)的測定 275 8.3.5 電導測定的應用 278 8.4 電解質(zhì)溶液的活度及活度因子 279 8.4.1 強電解質(zhì)溶液的離子平均活度 279 8.4.2 離子平均活度因子 280 8.4.3 離子強度及其與平均活度因子的關系 281 8.5 電解質(zhì)溶液理論簡介 282 8.5.1 德拜-休克爾離子互吸理論及極限定律 282 8.5.2 德拜-休克爾-昂薩格電導理論 284 8.5.3 其他電解質(zhì)溶液理論 284 復習思考題 284 習題 285 第9章 電化學反應熱力學 287 9.1 電極及電極電勢 287 9.1.1 界面電勢及電化學勢 287 9.1.2 電極電勢 289 9.2 電池及電池電動勢 290 9.2.1 電池的可逆充放電過程 290 9.2.2 電池寫法 291 9.2.3 電池電動勢 292 9.2.4 電池電動勢的測定 293 9.3 電池反應熱力學 294 9.3.1 摩爾反應吉布斯自由能與電池電動勢的關系 294 9.3.2 電池電動勢與組分活度的關系 295 9.3.3 電池反應的ΔrSm和ΔrHm 295 9.3.4 電池可逆放電時的熱效應 296 9.4 相對電極電勢及其應用 296 9.4.1 氫電極及相對電極電勢 296 9.4.2 電極分類和常用電極的標準電極電勢 298 9.4.3 電動勢測定的應用 301 9.5 濃差電池和液體接界電勢 304 9.5.1 濃差電池 304 9.5.2 液體接界電勢 305 9.6 電勢-pH圖 307 9.6.1 電勢-pH圖上曲線的類型 307 9.6.2 電勢-pH圖的繪制 309 9.6.3 電勢-pH圖的簡單應用 310 9.7 化學電源 310 9.7.1 一次電池 311 9.7.2 二次電池 311 9.7.3 燃料電池 312 復習思考題 313 習題 313 第10章 電極反應動力學基礎 316 10.1 電極反應過程 316 10.1.1 電極反應步驟 316 10.1.2 電極反應速率的表示 316 10.1.3 不可逆電極電勢 317 10.2 極化現(xiàn)象 318 10.2.1 分解電壓 318 10.2.2 超電勢與極化曲線 319 10.2.3 極化曲線的測定及應用 319 10.2.4 電解池與原電池的極化現(xiàn)象 321 10.2.5 極化的種類 322 10.3 濃差極化動力學 323 10.3.1 擴散電流 323 10.3.2 極限擴散電流 323 10.3.3 濃差極化超電勢與電流密度的關系 324 10.4 電化學極化動力學 324 10.4.1 電極反應的活化能 324 10.4.2 電化學極化超電勢與電流密度的關系——塔費爾公式 325 10.4.3 塔費爾公式的理論推證* 325 10.5 陰極反應與金屬電積 327 10.5.1 多組分的同時電積與分步電積 327 10.5.2 金屬電積與氫的析出 328 10.5.3 影響電結晶的各種因素 329 10.6 陽極反應與陽極鈍化 330 10.6.1 多種金屬的同時陽極溶解 330 10.6.2 不同價態(tài)陽離子的形成 330 10.6.3 金屬的鈍化 331 10.7 電化學腐蝕 331 10.7.1 電化學腐蝕機理 331 10.7.2 腐蝕電流 332 10.7.3 金屬的防腐 333 復習思考題 334 習題 334 第11章 表面物理化學基礎 336 11.1 表面熱力學 336 11.1.1 比表面 336 11.1.2 表面張力 337 11.1.3 比表面吉布斯自由能 338 11.1.4 表面過程自發(fā)性的判斷 340 11.2 彎曲表面的特性 340 11.2.1 彎曲液面下的附加壓力 340 11.2.2 毛細管現(xiàn)象 341 11.2.3 微小物質(zhì)的特性 342 11.3 固-氣界面作用 344 11.3.1 吸附過程的熱力學特征 344 11.3.2 物理吸附和化學吸附 345 11.3.3 吸附曲線類型及吸附熱的計算 345 11.3.4 吸附等溫方程式 346 11.4 固-液界面作用 349 11.4.1 固-液界面的吸附 349 11.4.2 潤濕作用 351 11.4.3 接觸角與潤濕方程 352 11.5 液-氣界面作用 353 11.5.1 溶液表面張力與其濃度的關系 353 11.5.2 溶液表面吸附 353 11.5.3 吉布斯吸附等溫式的推導* 354 11.6 表面活性劑及其應用 356 11.6.1 表面活性劑的分類 356 11.6.2 表面活性劑溶液的性質(zhì) 357 11.6.3 表面活性劑的HLB值及溶解度 358 11.6.4 表面活性劑的應用 359 11.7 液-液界面作用及表面膜 360 11.7.1 液-液界面作用 360 11.7.2 表面膜化學基礎 361 復習思考題 364 習題 364 第12章 膠體化學基礎 367 12.1 膠體的基本特征及其制備 367 12.1.1 分散系統(tǒng)的分類 367 12.1.2 膠團的結構 368 12.1.3 溶膠的制備與凈化 369 12.2 溶膠的基本性質(zhì) 371 12.2.1 溶膠的動力性質(zhì) 372 12.2.2 溶膠的光學性質(zhì) 373 12.2.3 溶膠的電性質(zhì) 375 12.3 雙電層理論與溶膠的ζ電勢 377 12.3.1 雙電層模型 377 12.3.2 ζ電勢 378 12.4 溶膠的穩(wěn)定性與聚沉 379 12.4.1 溶膠的穩(wěn)定性 379 12.4.2 溶膠的聚沉 381 12.5 大分子溶液 383 12.5.1 大分子溶液的特點 383 12.5.2 高分子化合物的平均摩爾質(zhì)量及其測定 384 12.5.3 大分子溶液的滲透作用 387 12.6 其他分散系統(tǒng) 388 12.6.1 乳狀液 388 12.6.2 凝膠 389 復習思考題 391 習題 391 參考文獻 393 附錄 394 附錄Ⅰ 國際單位制 394 附錄Ⅱ 壓力、體積和能量單位及其換算關系 397 附錄Ⅲ 基本常數(shù)及希臘字母表 398 附錄Ⅳ 基本數(shù)據(jù) 399