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第1章 气体1

1.1 理想气体状态方程1

1.1.1 低压气体的经验定律1

1.1.2 理想气体状态方程2

1.1.3 理想气体的定义及微观模型3

1.2 道尔顿分压定律和阿马格分体积定律4

1.2.1 混合气体的组成及平均摩尔质量4

1.2.2 分压力定义和道尔顿分压定律5

1.2.3 分体积定义和阿马格（Amagat）分体积定律5

1.3 真实气体状态方程6

1.3.1 真实气体的非理想行为7

1.3.2 范德华方程8

1.3.3 真实气体的其他状态方程8

1.4 真实气体的液化与临界状态10

1.4.1 CO2气体液化过程的p-Vm等温曲线10

1.4.2 临界状态及真实气体液化的条件11

1.4.3 超临界流体及应用12

1.5 普遍化压缩因子图13

1.5.1 对比参数及对应状态原理13

1.5.2 压缩因子Z及其物理意义13

1.5.3 Z值的求法——普遍化压缩因子图14

第2章 化学热力学基础19

2.1 基本概念19

2.1.1 系统和环境20

2.1.2 状态和状态函数20

2.1.3 热力学平衡态21

2.1.4 过程与途径21

2.1.5 热和功22

2.2 热力学第一定律23

2.2.1 热力学能24

2.2.2 热力学第一定律24

2.2.3 焓（H）25

2.2.4 理想气体的热力学能和焓25

2.2.5 定容热和定压热26

2.3 热容及单纯变温过程热的计算27

2.3.1 热容定义27

2.3.2 定容摩尔热容和定压摩尔热容27

2.3.3 Cp,m与CV,m的关系28

2.3.4 热容与温度的关系28

2.3.5 单纯变温过程热的计算28

2.4 可逆过程及可逆体积功的计算30

2.4.1 可逆过程及其特点30

2.4.2 可逆过程体积功计算32

2.4.3 卡诺循环35

2.5 节流膨胀过程37

2.5.1 焦耳-汤姆逊（Joule-Thomson）实验37

2.5.2 节流膨胀过程的△U和△H38

2.5.3 焦耳-汤姆逊系数38

2.6 热力学第二定律38

2.6.1 自发过程的共同特征39

2.6.2 热力学第二定律的经典表述39

2.7 熵函数40

2.7.1 熵函数及熵变定义40

2.7.2 热力学第二定律的数学式——克劳修斯不等式42

2.7.3 熵增加原理与熵判据42

2.7.4 熵的物理意义43

2.8 亥姆霍兹函数与吉布斯函数43

2.8.1 亥姆霍兹（Helmholz）函数44

2.8.2 吉布斯（Gibbs）函数45

2.9 热力学函数间的重要关系式46

2.9.1 热力学函数间的关系式46

2.9.2 热力学的基本公式46

2.9.3 麦克斯韦（J.C.Maxwell）关系式47

2.10 物理过程热力学函数变的计算49

2.10.1 单纯pVT变化过程热力学函数变的计算49

2.10.2 混合过程热力学函数变的计算51

2.10.3 相变过程热力学函数变的计算52

2.11 化学反应过程热力学函数变的计算55

2.11.1 化学反应过程热的计算55

2.11.2 化学反应过程熵变的计算60

2.11.3 反应的标准摩尔吉布斯函数变计算62

第3章 多组分系统热力学与相平衡69

3.1 组成表示法69

3.1.1 B的物质的量分数70

3.1.2 B的物质的量浓度（简称B的浓度）70

3.1.3 B的质量分数70

3.1.4 溶质B的组成标度70

3.2 偏摩尔量和化学势71

3.2.1 偏摩尔量的定义72

3.2.2 偏摩尔量的集合公式72

3.2.3 偏摩尔量之间的函数关系74

3.2.4 化学势定义74

3.2.5 化学势与温度、压力的关系75

3.2.6 理想气体化学势表示式75

3.2.7 化学势判据及应用76

3.3 拉乌尔定律和亨利定律76

3.3.1 拉乌尔（Rauolt）定律77

3.3.2 亨利（Henry）定律77

3.3.3 拉乌尔定律和亨利定律的微观解释77

3.4 理想液态混合物78

3.4.1 理想液态混合物的定义和微观特征78

3.4.2 理想液态混合物中各组分的化学势79

3.4.3 理想液态混合物的混合性质79

3.5 理想稀溶液80

3.5.1 理想稀溶液的定义81

3.5.2 理想稀溶液中溶剂和溶质的化学势81

3.5.3 稀溶液的依数性83

3.5.4 溶质在不同稀溶液相中的分配——分配定律85

3.6 逸度与活度86

3.6.1 纯真实气体的化学势——逸度概念87

3.6.2 真实液态混合物中组分B的化学势和活度87

3.6.3 真实溶液中溶剂和溶质的化学势88

3.7 相律90

3.7.1 基本概念90

3.7.2 相律91

3.7.3 相律的应用91

3.8 单组分系统相图93

3.8.1 相图制作93

3.8.2 相图解析94

3.8.3 复杂单组分相图94

3.8.4 克拉佩龙方程95

3.9 二组分系统气液平衡相图97

3.9.1 二组分理想液态混合物气液平衡相图97

3.9.2 二组分真实液态混合物的气液平衡相图100

3.9.3 二组分液态部分互溶系统的气液平衡相图101

3.9.4 二组分完全不互溶系统——水蒸气蒸馏103

3.10 液-固平衡相图104

3.10.1 固相完全不互溶系统固液相图——熔点-组成图105

3.10.2 固相部分互溶系统固液相图108

3.10.3 固相完全互溶系统固液相图108

3.10.4 复杂固液系统相图分析109

第4章 化学平衡121

4.1 化学反应的平衡条件121

4.2 理想气体化学反应的等温方程与平衡常数122

4.2.1 理想气体化学反应的等温方程122

4.2.2 化学反应标准平衡常数123

4.2.3 理想气体反应系统平衡常数表示方法125

4.3 复相化学平衡126

4.4 化学反应平衡常数的计算及其应用128

4.4.1 平衡常数的测定方法128

4.4.2 平衡常数的计算129

4.4.3 化学平衡常数的应用——平衡组成的计算129

4.4.4 同时反应平衡组成的计算132

4.5 温度及其他因素对理想气体化学平衡的影响133

4.5.1 化学反应等压方程——温度对化学平衡的影响133

4.5.2 化学反应等压方程的积分式及其应用134

4.5.3 压力对化学平衡的影响136

4.5.4 惰性气体对化学平衡的影响137

4.6 其他系统的化学平衡138

4.6.1 真实气体反应的化学平衡138

4.6.2 液态混合物中的化学平衡138

4.7 化学反应平衡的应用实例139

4.7.1 合成氨反应的化学平衡139

4.7.2 烃类热解过程中的化学平衡139

4.7.3 生活中的化学平衡140

第5章 电化学146

5.1 电解质溶液的导电机理及法拉第定律146

5.1.1 导体的分类147

5.1.2 电解质溶液的导电机理147

5.1.3 法拉第定律147

5.2 电导、电导率和摩尔电导率148

5.2.1 电导与电导率149

5.2.2 摩尔电导率149

5.2.3 电导的测定149

5.2.4 摩尔电导率与浓度的关系151

5.2.5 离子独立运动定律151

5.2.6 电导测定的应用152

5.3 强电解质溶液的活度和活度因子153

5.3.1 平均离子活度及平均离子活度因子153

5.3.2 离子强度155

5.3.3 德拜-休克尔极限公式155

5.4 可逆电池的条件156

5.4.1 可逆电池的条件156

5.4.2 可逆电池的书写方法157

5.5 可逆电池热力学157

5.5.1 由可逆电池电动势计算电池反应的摩尔吉布斯函数变158

5.5.2 由可逆电池电动势及其温度系数求反应的△rHm和△rSm158

5.5.3 计算原电池可逆放电时的反应热158

5.5.4 能斯特（Nernst）方程158

5.5.5 计算电池反应的平衡常数159

5.6 电极电势和电极种类160

5.6.1 电池电动势的形成161

5.6.2 电极电势161

5.6.3 可逆电极的种类164

5.7 原电池设计166

5.7.1 原电池的设计方法166

5.7.2 化学原电池设计实例167

5.7.3 浓差原电池设计实例168

5.7.4 液体接界电势的消除168

5.8 电极极化现象169

5.8.1 分解电压170

5.8.2 电极的极化171

5.8.3 极化现象产生的原因171

5.8.4 超电势和极化曲线172

5.9 电解时的电极反应173

5.9.1 反应顺序规则173

5.9.2 计算实例174

5.10 金属的电化学腐蚀与防护175

5.10.1 金属腐蚀的分类175

5.10.2 金属的电化学腐蚀原理175

5.10.3 钢铁的腐蚀176

5.10.4 金属腐蚀的防护176

第6章 化学反应动力学185

6.1 化学反应速率的表示方法185

6.1.1 化学反应速率的惯用表示法185

6.1.2 用反应进度定义化学反应速率186

6.1.3 反应速率的测定方法187

6.2 化学反应的速率方程187

6.2.1 化学反应的速率方程188

6.2.2 基元反应及其速率方程的建立188

6.2.3 反应分子数、反应级数、反应速率常数189

6.3 简单级数的反应189

6.3.1 零级反应190

6.3.2 一级反应191

6.3.3 二级反应193

6.3.4 n级反应195

6.4 反应级数的测定196

6.4.1 积分法（或尝试法）197

6.4.2 微分法198

6.4.3 半衰期法200

6.4.4 孤立法（过量浓度法）201

6.5 几种典型的复杂反应202

6.5.1 对峙反应202

6.5.2 平行反应204

6.5.3 连续反应205

6.6 温度对反应速率的影响207

6.6.1 反应速率与温度关系的几种类型207

6.6.2 反应速率常数与温度关系207

6.7 链反应及复合反应速率的近似处理方法210

6.7.1 链反应一般特征210

6.7.2 直链反应和支链反应211

6.7.3 链反应速率方程的建立方法——稳态近似法及平衡态近似法211

6.8 催化反应简介214

6.8.1 催化剂加速反应的原因214

6.8.2 催化反应的特点215

6.9 非等温反应动力学的处理方法216

6.9.1 线性升温动力学方程216

6.9.2 动力学模式函数f（c）的确定216

6.9.3 动力学方程的求解方法217

6.9.4 温度积分的近似解217

第7章 表面现象与胶体分散系统226

7.1 表面的基本概念226

7.1.1 表面吉布斯（Gibbs）函数227

7.1.2 液体的表面张力227

7.1.3 溶液的表面吸附228

7.2 表面活性剂229

7.2.1 表面活性剂的分类229

7.2.2 表面活性剂缔合系统230

7.2.3 表面活性剂的HLB值230

7.2.4 表面活性剂的性能及应用232

7.3 固体表面的吸附235

7.3.1 吸附作用236

7.3.2 物理吸附和化学吸附236

7.3.3 吸附曲线236

7.3.4 吸附等温式238

7.4 液体对固体的润湿240

7.4.1 润湿角与杨氏方程240

7.4.2 铺展241

7.5 弯曲液面的特性241

7.5.1 弯曲液面的附加压力242

7.5.2 毛细现象243

7.5.3 弯曲液面的蒸气压与Kelvin公式的应用243

7.6 胶体的分类与制备245

7.6.1 胶体的概念245

7.6.2 胶体的分类246

7.6.3 胶体的制备246

7.6.4 溶胶的净化247

7.7 溶胶248

7.7.1 溶胶的性质248

7.7.2 溶胶的胶团结构250

7.7.3 溶胶的稳定与聚沉250

7.8 乳状液与微乳液253

7.8.1 乳状液的定义与分类253

7.8.2 乳状液的稳定与破乳254

7.8.3 乳状液的应用256

7.8.4 微乳液256

7.9 高分子溶液257

7.9.1 高分子的分子量258

7.9.2 高分子溶液的渗透压258

7.9.3 高分子溶液的黏度259

7.10 凝胶259

7.10.1 凝胶的制备260

7.10.2 凝胶的稳定性261

7.10.3 凝胶的特性261

附录268

附录一 国际单位制268

附录二 希腊字母表269

附录三 基本物理常数270

附录四 换算因子270

附录五 元素的相对原子质量表（1997）270

附录六 某些物质的临界参数271

附录七 某些气体的范德华常数272

附录八 某些气体的摩尔定压热容与温度的关系272

附录九 某些有机物的标准摩尔燃烧焓（标准压力p？=100kPa,25℃）273

附录十 某些物质的标准摩尔生成焓、标准摩尔生成吉布斯函数、标准摩尔熵及摩尔定压热容（标准压力p？=100kPa,25℃）274

参考文献277