物理化學簡明教程

第1章熱力學 定律1
1.1熱力學概述3
1.1.1熱力學的基本內(nèi)容3
1.1.2熱力學研究方法的特點3
1.1.3幾個基本概念3
1.2熱力學 定律概述6
1.2.1熱功當量與能量守恒定律6
1.2.2熱力學 定律的文字表述6
1.2.3內(nèi)能6
1.2.4熱力學 定律的數(shù)學表達式7
1.3準靜態(tài)過程與可逆過程7
1.3.1準靜態(tài)過程7
1.3.2可逆過程8
1.4功與途徑8
1.4.1體積功8
1.4.2膨脹(或壓縮) 過程的體積功9
1.4.3可逆相變化的體積功10
1.5焓11
1.5.1等容熱和內(nèi)能11
1.5.2等壓熱和焓11
1.6熱容12
1.6.1摩爾定容熱容CV,m12
1.6.2定壓熱容Cp和摩爾定壓熱容Cp,m13
1.6.3熱容與溫度的關(guān)系13
1.7理想氣體的內(nèi)能和焓13
1.7.1蓋·呂薩克-焦耳實驗13
1.7.2理想氣體的Cp與CV的關(guān)系15
1.8 熱過程的功和 熱可逆過程方程式16
1.8.1 熱過程的功16
1.8.2理想氣體 熱可逆過程方程式16
1.9焦耳-湯姆孫效應——節(jié)流膨脹18
1.10熱化學基本概念19
1.10.1化學反應的熱效應19
1.10.2反應進度20
1.10.3熱化學方程式和標準摩爾焓變21
1.11赫斯定律22
1.12幾種熱效應23
1.12.1標準摩爾生成焓23
1.12.2標準摩爾燃燒焓23
1.12.3標準摩爾離子生成焓24
1.13反應焓與溫度的關(guān)系——基爾霍夫方程25
第2章熱力學第二定律26
2.1自發(fā)變化28
2.2熱力學第二定律的表述28
2.3卡諾循環(huán)與卡諾定理29
2.3.1卡諾循環(huán)29
2.3.2熱機效率31
2.3.3卡諾定理31
2.4熵的概念32
2.4.1任意可逆循環(huán)的熱溫商32
2.4.2熵的引出33
2.4.3熵的定義33
2.5克勞修斯不等式和熵增加原理34
2.5.1不可逆過程的熱溫商34
2.5.2克勞修斯不等式34
2.5.3熵增加原理36
2.5.4克勞修斯不等式的意義36
2.6熵變的計算37
2.6.1等溫過程的熵變37
2.6.2變溫過程的熵變37
2.6.3相變化的熵變38
2.6.4環(huán)境的熵變39
2.7熵的物理意義和熱力學第三定律的本質(zhì)40
2.7.1熵的物理意義40
2.7.2熱力學第三定律及規(guī)定熵40
2.7.3化學反應熵變的計算41
2.8亥姆霍茲自由能和吉布斯自由能41
2.8.1定義新的狀態(tài)函數(shù)的意義41
2.8.2亥姆霍茲自由能41
2.8.3吉布斯自由能42
2.9熱力學函數(shù)間的重要關(guān)系式43
2.9.1熱力學的四個基本公式43
2.9.2麥克斯韋關(guān)系式45
2.10ΔG的計算46
2.10.1簡單狀態(tài)變化等溫過程的ΔG的計算46
2.10.2相變過程的ΔG的計算46
2.10.3化學反應的ΔG的計算48
2.10.4ΔG隨溫度T的變化48
第3章多組分系統(tǒng)50
3.1多組分體系基礎(chǔ)概念及組成的表示法52
3.1.1多組分體系的分類52
3.1.2組成的表示方法52
3.2偏摩爾量53
3.2.1偏摩爾量的定義53
3.2.2偏摩爾量的應用——偏摩爾量的集合公式53
3.2.3吉布斯-杜亥姆公式54
3.3化學勢55
3.3.1化學勢的定義55
3.3.2多組分體系中熱力學的基本公式56
3.3.3化學勢在多相平衡中的應用56
3.3.4化學勢與溫度、壓力的關(guān)系57
3.4氣體物質(zhì)的化學勢58
3.4.1純理想氣體的化學勢58
3.4.2混合理想氣體的化學勢59
3.4.3非理想氣體的化學勢59
3.5稀溶液的兩個經(jīng)驗定律59
3.5.1拉烏爾定律59
3.5.2亨利定律60
3.6理想液態(tài)混合物中各組分的化學勢60
3.6.1理想液態(tài)混合物的定義60
3.6.2理想液態(tài)混合物中各組分的化學勢61
3.6.3理想液態(tài)混合物的通性62
3.7稀溶液中各組分的化學勢62
3.7.1稀溶液的定義62
3.7.2稀溶液溶劑化學勢的表達式62
3.7.3稀溶液溶質(zhì)化學勢的表達式62
3.8活度、活度因子和實際溶液各組分化學勢的表達式63
3.8.1活度和活度因子63
3.8.2實際溶液溶劑化學勢的表達式64
3.8.3實際溶液溶質(zhì)化學勢的表達式64
3.9稀溶液的依數(shù)性65
3.9.1蒸氣壓降低65
3.9.2凝固點降低65
3.9.3沸點升高67
3.9.4產(chǎn)生滲透壓68
第4章相平衡71
4.1相律73
4.1.1相的概念73
4.1.2相平衡的研究方法74
4.1.3物種數(shù)和獨立組分數(shù)的關(guān)系74
4.1.4相律的概念76
4.1.5相律的應用77
4.2單組分體系的相平衡78
4.2.1克拉貝龍方程78
4.2.2克勞修斯-克拉貝龍方程78
4.2.3外壓與蒸氣壓的關(guān)系80
4.2.4單組分體系的相圖81
4.3二組分體系的相平衡82
4.3.1理想的 互溶雙液系83
4.3.2非理想的 互溶雙液系87
4.3.3部分互溶的雙液系89
4.3.4不互溶的雙液系91
4.3.5固相不互溶的二組分固液體系92
4.3.6 互溶固溶體的二組分固液體系99
4.3.7部分互溶固溶體的二組分固液體系100
4.4三組分體系的相平衡102
4.4.1等邊三角形坐標102
4.4.2部分互溶的三液體體系103
4.4.3二固體和一液體的水鹽體系104
第5章化學平衡106
5.1化學反應平衡的條件108
5.1.1化學反應和平衡態(tài)108
5.1.2化學反應的平衡態(tài)108
5.1.3化學反應的平衡條件108
5.2化學反應的等溫方程式和平衡常數(shù)110
5.2.1化學反應的等溫方程式110
5.2.2化學反應的平衡常數(shù)111
5.2.3化學反應等溫方程式判斷反應的方向111
5.3標準平衡常數(shù)和經(jīng)驗平衡常數(shù)112
5.3.1平衡常數(shù)與化學方程式的關(guān)系112
5.3.2經(jīng)驗平衡常數(shù)112
5.4復相化學平衡115
5.4.1復相化學反應115
5.4.2解離壓力116
5.5平衡常數(shù)的測定和平衡轉(zhuǎn)化率的計算117
5.5.1平衡常數(shù)的測定117
5.5.2平衡轉(zhuǎn)化率的計算117
5.6標準生成吉布斯自由能及平衡常數(shù)的計算118
5.6.1標準吉布斯自由能的改變量118
5.6.2標準摩爾生成吉布斯自由能118
5.7溫度、壓力及惰性氣體對平衡的影響119
5.7.1平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系——范特霍夫方程119
5.7.2壓力對化學平衡的影響120
5.7.3惰性氣體對化學平衡的影響121
第6章電解質(zhì)溶液122
6.1電化學的基本概念和基本定律124
6.1.1電化學裝置124
6.1.2導體124
6.1.3電解質(zhì)溶液的導電機理124
6.1.4法拉第定律126
6.1.5離子的電遷移和遷移數(shù)130
6.2電導、電導率和摩爾電導率及其應用134
6.2.1電導、電導率和摩爾電導率134
6.2.2電導的測定135
6.2.3電導率、摩爾電導率與濃度的關(guān)系136
6.2.4電導測定的應用138
6.3強電解質(zhì)溶液理論簡介139
6.3.1平均活度、平均活度系數(shù)和平均質(zhì)量摩爾濃度139
6.3.2離子強度141
6.3.3德拜-休克爾極限定律141
第7章可逆電池電動勢及其應用142
7.1可逆電池和可逆電極144
7.1.1組成可逆電池的必要條件144
7.1.2可逆電極和電極反應144
7.2可逆電池電動勢146
7.2.1對消法測定可逆電池電動勢146
7.2.2電池的表示方法、電池反應、設(shè)計電池146
7.3可逆電池的熱力學150
7.4電池電動勢測定的應用153
7.4.1判斷反應的趨勢 153
7.4.2計算難溶鹽的活度積等標準平衡常數(shù)153
7.4.3計算離子平均活度和平均活度系數(shù)154
7.4.4測定pH值154
第8章電解與極化156
8.1理論分解電壓和分解電壓158
8.1.1理論分解電壓158
8.1.2分解電壓158
8.2極化159
8.2.1極化的類型159
8.2.2超電勢160
8.2.3極化曲線161
8.2.4氫超電勢和塔菲爾公式161
8.3電解時電極上的競爭反應163
8.3.1 電解時陰極反應163
8.3.2金屬的分離164
8.3.3電解時陽極反應164
8.4金屬的腐蝕和防腐164
8.4.1金屬的腐蝕164
8.4.2鐵銹的組成165
8.4.3腐蝕時陰極的反應165
8.4.4金屬的防腐166
8.5化學電源166
8.5.1燃料電池166
8.5.2一次電池167
8.5.3二次電池167
8.5.4鋰離子電池167
第9章化學反應動力學168
9.1化學動力學的基本概念170
9.1.1化學動力學的研究對象170
9.1.2化學反應速率170
9.1.3動力學曲線170
9.1.4基元反應和質(zhì)量作用定律171
9.1.5反應分子數(shù)172
9.1.6反應速率方程172
9.1.7反應級數(shù)172
9.1.8反應速率常數(shù)172
9.1.9反應機理172
9.2簡單級數(shù)反應173
9.2.1一級反應173
9.2.2二級反應174
9.2.3三級反應176
9.2.4零級反應177
9.2.5n級反應177
9.2.6反應級數(shù)的確定178
9.3典型的復雜反應179
9.3.1對峙反應179
9.3.2平行反應180
9.3.3連續(xù)反應181
9.3.4復雜反應的近似處理方法182
9.4溫度對反應速率的影響183
9.4.1范特霍夫近似規(guī)律183
9.4.2阿倫尼烏斯公式183
9.4.3活化能184
9.4.4阿倫尼烏斯公式的應用185
9.4.5活化能的求算187
9.5鏈反應187
9.6光化學反應190
9.6.1光化學反應基礎(chǔ)190
9.6.2光化學定律191
9.6.3量子產(chǎn)率191
9.6.4光化學反應動力學192
9.6.5光化學反應特點192
9.7催化反應動力學193
9.7.1催化劑與催化作用193
9.7.2催化劑的特性193
9.7.3催化劑的組成及其作用194
9.7.4酶催化195
0章表面與膠體化學197
10.1表面自由能與表面張力199
10.2彎曲表面的附加壓力和蒸氣壓201
10.2.1彎曲表面的附加壓力——楊-拉普拉斯公式201
10.2.2毛細管現(xiàn)象202
10.2.3彎曲液面的蒸氣壓——開爾文公式202
10.3液體界面性質(zhì)203
10.3.1液體-液體的鋪展203
10.3.2溶液表面張力與濃度的關(guān)系204
10.3.3溶液表面吸附204
10.4表面活性劑及其作用205
10.4.1表面活性劑分子的結(jié)構(gòu)特點205
10.4.2表面活性劑的分類206
10.4.3表面活性劑的臨界膠束濃度206
10.4.4表面活性劑的親水親油平衡206
10.4.5表面活性劑的作用206
10.5液-固界面性質(zhì)207
10.5.1黏附功207
10.5.2浸濕功207
10.5.3鋪展系數(shù)208
10.5.4潤濕作用和接觸角208
10.6固體表面吸附209
10.6.1吸附劑和吸附質(zhì)209
10.6.2吸附量209
10.6.3朗繆爾吸附等溫式210
10.6.4物理吸附和化學吸附211
10.6.5吸附熱2
10.7氣-固相表面催化反應213
10.8分散系統(tǒng)的分類214
10.9溶膠膠粒的結(jié)構(gòu)214
10.10溶膠的力學和光學性質(zhì)215
10.10.1布朗運動215
10.10.2溶膠的擴散216
10.10.3溶膠的滲透壓216
10.10.4溶膠的沉降和沉降平衡216
10.10.5丁達爾效應217
10.11溶膠的電學性質(zhì)218
10.11.1電泳218
10.11.2電滲219
10.11.3流動電勢和沉降電勢219
10.12溶膠的穩(wěn)定性和聚沉作用219
10.12.1影響溶膠穩(wěn)定性的因素219
10.12.2聚沉作用219
參考文獻221