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绪论1

0.1 物理化学的研究对象1

0.2 物理化学课程的基本内容1

0.3 物理化学的研究和学习方法1

0.4 物理化学在医药中的应用2

1 热力学第一定律与热化学4

引言4

1.1 热力学研究的对象、内容和方法4

1.2 热力学的基本概念4

1.2.1 体系与环境4

1.2.2 体系的性质5

1.2.3 状态和状态函数5

1.2.4 过程与途径6

1.2.5 热与功7

1.3 可逆过程与最大功9

1.3.1 可逆过程9

1.3.2 最大功10

热力学第一定律11

1.4 内能11

1.4.1 内能的物理意义11

1.4.2 内能是状态函数12

1.5 热力学第一定律12

1.5.1 热力学第一定律的经验叙述12

1.5.2 热力学第一定律的数学式13

1.6 焓13

1.6.1 定容热13

1.6.2 定压热14

1.7 热容15

1.7.1 热容的概念15

1.7.2 定容热容15

1.7.3 定压热容16

1.7.4 热容与温度的关系16

1.8 热力学第一定律对理想气体的应用17

1.8.1 理想气体的内能和焓17

1.8.2 理想气体的Cp与Cv的关系18

1.8.3 理想气体的定温过程19

1.8.4 理想气体的绝热过程21

热化学22

1.9 化学反应的热效应23

1.9.1 定容反应热与定压反应热23

1.9.2 热化学方程式24

1.10 盖斯定律24

1.11 生成热、燃烧热与溶解热25

1.11.1 生成热25

1.11.2 燃烧热27

1.11.3 溶解热28

1.12 反应热与温度的关系29

习题30

2 热力学第二定律和化学平衡34

引言34

2.1 热力学第一定律的局限性34

2.2 自发过程的方向和限度34

热力学第二定律36

2.3 热力学第二定律的经典叙述36

2.4 熵36

2.4.1 熵的统计性质36

2.4.2 熵的热力学性质38

2.5 熵变的计算43

2.5.1 可逆过程的熵变43

2.5.2 不可逆过程的熵变46

2.5.3 摩尔熵的计算48

2.6 亥姆霍兹函数与吉布斯函数50

2.6.1 亥姆霍兹函数50

2.6.2 吉布斯函数51

2.7 热力学状态函数间的关系56

2.7.1 几个热力学函数间的关系56

2.7.2 热力学基本方程56

2.7.3 对应系数关系式57

多组分体系热力学57

2.8 偏摩尔量和化学势58

2.8.1 偏摩尔量58

2.8.2 化学势59

2.9 化学势的应用66

2.9.1 蒸气压下降67

2.9.2 沸点升高67

2.9.3 凝固点降低69

2.9.4 渗透压70

2.9.5 等渗、低渗和高渗溶液71

2.10 化学平衡71

2.10.1 化学反应的方向和平衡条件72

2.10.2 化学反应的等温方程73

2.10.3 平衡常数的表示式74

2.10.4 多相反应的化学平衡76

2.10.5 反应的标准摩尔吉氏函数及平衡常数的计算77

2.10.6 温度对化学平衡常数的影响81

习题82

3 相平衡86

3.1 基本概念86

3.1.1 相86

3.1.2 独立组分数86

3.1.3 自由度数87

3.1.4 相律88

3.2 单组分体系89

3.2.1 水的状态图89

3.2.2 克拉贝龙--克劳修斯方程91

3.3 二组分气-液平衡体系92

3.3.1 完全互溶的理想溶液的蒸气压-组成图93

3.3.2 完全互溶的理想溶液的沸点-组成图95

3.3.3 完全互溶的非理想溶液的P-x和T-x图95

3.3.4 精馏原理97

3.3.5 完全不互溶的液体体系--水蒸气蒸馏100

3.4 二组分液-液平衡体系101

3.4.1 具有最高临界溶解温度的体系101

3.4.2 具有最低临界溶解温度的体系101

3.4.3 具有两种临界溶解温度的体系102

3.5 二组分液-固平衡体系103

3.5.1 生成简单低共熔混合物的体系103

3.5.2 形成化合物的二组分体系的相图104

3.5.3 二组分体系部分互溶的固熔体相图105

3.6 三组分体系106

3.6.1 三组分体系的组成表示法106

3.6.2 部分互溶三液体系108

3.7 分配定律及其应用108

3.7.1 分配定律108

3.7.2 分配定律的应用--萃取110

习题110

4 电化学113

4.1 电解质溶液的导电性113

4.1.1 电解质溶液的导电机理113

4.1.2 法拉第定律114

4.2 离子的电迁移和迁移数114

4.2.1 离子的电迁移现象114

4.2.2 离子的迁移数116

4.2.3 迁移数的测定117

4.3 电解质溶液的电导119

4.3.1 电导率与摩尔电导119

4.3.2 电解质溶液电导的测定120

4.3.3 电导率、摩尔电导与浓度的关系121

4.3.4 离子独立运动定律和离子的电导122

4.4 电导测定的应用123

4.4.1 测定水的纯度123

4.4.2 弱电解质的电离度及电离常数的测定124

4.4.3 难溶盐的溶解度(或溶度积)的测定125

4.4.4 电导滴定125

4.5 电池的电动势126

4.5.1 原电池126

4.5.2 可逆电池与不可逆电池127

4.5.3 可逆电池的热力学128

4.5.4 电动势的测定129

4.6 电动势产生的机理130

4.6.1 电极电位的产生131

4.6.2 金属间的接界电位131

4.6.3 溶液与溶液之间的接界电位131

4.7 电极电位与标准电极电位132

4.7.1 电极电位132

4.7.2 几种可逆电极134

4.8 不同类型的可逆电池135

4.8.1 化学电池135

4.8.2 浓差电池135

4.9 电动势测定的应用136

4.9.1 pH值的测定136

4.9.2 电位滴定137

4.9.3 平衡常数及溶度积的测定137

习题138

5 化学动力学140

引言140

5.1 基本概念140

5.1.1 化学反应速度的表示方法140

5.1.2 反应机理的含义141

5.2 浓度对反应速度的影响142

5.2.1 反应级数142

5.2.2 一级反应的动力学方程及其特征143

5.2.3 二级反应的动力学方程及其特征147

5.2.4 零级反应的动力学方程及其特征148

5.3 反应级数的测定148

5.3.1 尝试法149

5.3.2 图解法149

5.3.3 半衰期法149

5.3.4 微分法150

5.4 复杂反应151

5.4.1 可逆反应151

5.4.2 平行反应152

5.4.3 连续反应153

5.5 温度对反应速度的影响154

5.5.1 范特霍夫规则154

5.5.2 阿累尼乌斯公式154

5.5.3 活化能156

5.6 反应速度理论简介158

5.6.1 碰撞理论158

5.6.2 过渡状态理论大意160

5.7 溶剂对反应速度的影响161

5.7.1 溶剂的极性和溶剂化对反应速度的影响162

5.7.2 溶剂的介电常数对反应速度的影响162

5.7.3 离子强度对反应速度的影响163

5.7.4 pH值对反应速度的影响164

5.8 催化运用167

5.8.1 催化作用的基本特征168

5.8.2 单相催化反应169

5.8.3 多相催化简介172

5.9 光化反应173

5.9.1 光化当量定律174

5.9.2 量子效率174

习题175

6 表面现象179

6.1 比表面和比表面能179

6.1.1 比表面179

6.1.2 比表面吉氏函数180

6.1.3 研究表面现象的热力学准则182

6.2 铺展与润湿183

6.2.1 液体的铺展183

6.2.2 润湿184

6.3 高分散度对物理性质的影响185

6.3.1 高分散度对微小液滴饱和蒸气压的影响185

6.3.2 高分散度对溶解度的影响186

6.3.3 介稳状态187

6.4 溶液表面的吸附188

6.4.1 溶液表面的吸附现象188

6.4.2 吉布斯吸附等温式及其应用189

6.5 表面活性剂190

6.5.1 表面活性剂的分类191

6.5.2 亲水-亲油平衡值192

6.5.3 表面活性剂的作用193

6.5.4 混悬液198

6.6 固-气表面上的吸附198

6.6.1 物理吸附和化学吸附199

6.6.2 固-气表面吸附等温线199

6.6.3 弗劳因特立希经验式200

6.6.4 朗格茂吸附等温式200

6.6.5 BET吸附等温式202

6.7 固-液界面上的吸附202

6.7.1 分子吸附202

6.7.2 离子吸附203

6.7.3 固体吸附剂204

6.8 粉体的性质205

6.8.1 粉体的比表面205

6.8.2 粉体的微粒数205

6.8.3 粉体的密度205

6.8.4 粉体的空隙率206

6.8.5 粉体的流动性206

6.8.6 粉体的吸湿性206

习题207

7 溶胶210

7.1 胶体化学发展简史210

7.2 胶体化学的研究对象211

7.3 胶体化学与医药学的关系211

7.4 分散系212

7.4.1 分散系的概念212

7.4.2 分散系的分类212

7.5 溶胶的特征213

7.6 溶胶的制备与净化213

7.6.1 制备溶胶的途径和必要条件213

7.6.2 分散法制备溶胶214

7.6.3 凝聚法制备溶胶214

7.6.4 溶胶的净化215

7.7 溶胶的光学性质216

7.7.1 光的吸收、散射和反射216

7.7.2 瑞利公式217

7.7.3 溶胶的颜色218

7.7.4 比浊分析法的基本原理218

7.7.5 超显微镜测定胶体粒子的大小219

7.8 溶胶的动力学性质219

7.8.1 布朗运动219

7.8.2 扩散219

7.8.3 沉降220

7.8.4 沉降平衡221

7.8.5 溶胶的渗透压222

7.9 溶胶的电学性质222

7.9.1 电动现象222

7.9.2 溶胶粒子的带电原因223

7.9.3 胶团的结构224

7.9.4 扩散双电层和溶胶的稳定性225

7.9.5 电泳的计算公式226

7.10 溶胶的稳定性和凝结227

7.10.1 溶胶的动力学稳定性和聚结不稳定性227

7.10.2 电解质对溶胶凝结的作用227

7.10.3 其他因素对溶胶凝结的影响230

习题230

8 大分子溶液232

8.1 大分子化合物的结构232

8.1.1 大分子化合物的结构特征232

8.1.2 大分子的平均相对分子质量234

8.2 大分子溶液235

8.2.1 大分子溶液的基本性质235

8.2.2 大分子溶液对溶胶的保护作用237

8.3 大分子电解质溶液238

8.3.1 大分子电解质的意义238

8.3.2 大分子电解质溶液的电学性质238

8.3.3 大分子电解质溶液的稳定性241

8.3.4 蛋白质的缓冲性质242

8.3.5 大分子电解质溶液的相互作用243

8.4 董南膜平衡244

8.4.1 膜平衡第一类型244

8.4.2 膜平衡第二类型245

8.4.3 膜平衡第三类型246

8.4.4 膜电势246

8.5 大分子溶液的渗透压247

8.5.1 大分子溶液的反常渗透压247

8.5.2 渗透压法测定大分子的平均相对分子质量247

8.6 大分子溶液的粘度248

8.6.1 粘度的意义和测定方法248

8.6.2 大分子溶液的粘度250

8.6.3 大分子电解质溶液的粘度251

8.6.4 流变性简介252

8.7 凝胶252

8.7.1 凝胶的形成252

8.7.2 凝胶的结构253

8.7.3 胶凝作用和影响因素253

8.7.4 干胶的溶胀和影响因素254

8.7.5 离浆和触变255

习题255

附录257

附录一 国际单位制(SI)257

附录二 某些气体的定压热容与温度的关系259

附录三 某些有机化合物的标准摩尔燃烧焓(101 325Pa，298.15K)260

附录四 某些物质的标准摩尔生成焓、标准摩尔生成吉氏函数、标准摩尔熵及热容(298.15K)260

附录五 298K时标准电极电位及其温度系数263

附录六 希腊字母264

附录七 国际原子量表(1975)264