目錄 第二版前言 第一版前言 緒論 1 第1章 熱力學(xué)基本概念及定律 5 1.1 熱力學(xué)概論 5 1.1.1 熱力學(xué)的內(nèi)容及研究對象 5 1.1.2 熱力學(xué)的方法及其局限性 5 1.2 熱力學(xué)基本概念 5 1.2.1 熱力學(xué)系統(tǒng)和環(huán)境 5 1.2.2 熱力學(xué)平衡態(tài)與狀態(tài)公理 6 1.2.3 熱力學(xué)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(xué)第零定律與溫度 12 1.5 熱力學(xué)第一定律與熱力學(xué)能 13 1.5.1 熱力學(xué)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(xué)第一定律對理想氣體的應(yīng)用 23 1.6 熱力學(xué)第二定律與熵 27 1.6.1 熱力學(xué)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(xué)第三定律與物質(zhì)的規(guī)定熵 39 1.7.1 熱力學(xué)第三定律 39 1.7.2 物質(zhì)的規(guī)定熵 40 復(fù)習(xí)思考題 40 習(xí)題 41 第2章 熱力學(xué)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(xué)基本方程及其簡單應(yīng)用 45 2.2.1 封閉系統(tǒng)熱力學(xué)基本方程 45 2.2.2 封閉系統(tǒng)的熱力學(xué)函數(shù)間的基本關(guān)系 46 2.2.3 特性函數(shù) 48 2.2.4 焦耳-湯姆孫效應(yīng) 49 2.3 封閉系統(tǒng)ΔA和ΔG的計算及其應(yīng)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(guān)性* 60 2.5 普遍的熱力學(xué)基本方程與化學(xué)勢 60 2.5.1 普遍的熱力學(xué)基本方程 60 2.5.2 化學(xué)勢的定義及其性質(zhì) 61 2.6 氣體的化學(xué)勢與逸度 63 2.6.1 純理想氣體化學(xué)勢及熱力學(xué) 63 2.6.2 混合理想氣體各組分的化學(xué)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(xué)勢及逸度 66 2.6.5 混合實際氣體各組分的化學(xué)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(xué)勢 70 2.7.1 標準態(tài) 70 2.7.2 凝聚態(tài)物質(zhì)的化學(xué)勢 70 復(fù)習(xí)思考題 71 習(xí)題 71 第3章 溶液熱力學(xué)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(xué) 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(xué)勢 79 3.3.3 理想溶液混合熱力學(xué)性質(zhì) 80 3.3.4 杜安-馬居爾公式* 81 3.4 稀溶液熱力學(xué) 82 3.4.1 稀溶液的定義及組分的化學(xué)勢 82 3.4.2 稀溶液的混合熱力學(xué)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(xué)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(fù)習(xí)思考題 98 習(xí)題 99 第4章 化學(xué)反應(yīng)熱力學(xué)及化學(xué)平衡 102 4.1 化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)的特征 102 4.1.1 化學(xué)反應(yīng)進度 102 4.1.2 獨立反應(yīng)數(shù)及反應(yīng)系統(tǒng)的狀態(tài)描述 103 4.1.3 摩爾反應(yīng)量(變) 104 4.1.4 偏摩爾反應(yīng)量 104 4.2 熱化學(xué) 105 4.2.1 化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng) 105 4.2.2 赫斯定律 107 4.2.3 標準摩爾生成熱力學(xué)量 108 4.2.4 溶解焓與稀釋焓 110 4.2.5 摩爾反應(yīng)焓與溫度及壓力的關(guān)系 111 4.2.6 非等溫反應(yīng) 113 4.3 化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)的基本方程及判據(jù) 115 4.3.1 化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)的基本方程 115 4.3.2 化學(xué)反應(yīng)方向及平衡條件 116 4.4 化學(xué)反應(yīng)等溫方程與標準平衡常數(shù) 117 4.4.1 氣相化學(xué)反應(yīng)平衡 117 4.4.2 凝聚相化學(xué)反應(yīng)平衡 119 4.4.3 多相化學(xué)反應(yīng)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(xué)平衡的影響 123 4.4.7 標準摩爾反應(yīng)吉布斯自由能 124 4.5 溫度對化學(xué)平衡的影響——化學(xué)反應(yīng)等壓方程 126 4.5.1 溫度對標準摩爾反應(yīng)吉布斯自由能的影響 126 4.5.2 化學(xué)反應(yīng)的等壓方程式 128 4.6 反應(yīng)偶合與同時平衡 129 4.6.1 反應(yīng)偶合 129 4.6.2 同時平衡及其計算 130 復(fù)習(xí)思考題 131 習(xí)題 132 第5章 相平衡熱力學(xué)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(dǎo) 140 5.2 純物質(zhì)單組分系統(tǒng)相平衡熱力學(xué) 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(guān)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(fù)習(xí)思考題 168 習(xí)題 169 第6章 統(tǒng)計熱力學(xué)基礎(chǔ) 172 6.1 概論 172 6.1.1 統(tǒng)計熱力學(xué)的研究目的 172 6.1.2 統(tǒng)計熱力學(xué)的研究對象 173 6.1.3 統(tǒng)計熱力學(xué)的基本假設(shè) 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(xué)性質(zhì) 180 6.3.1 獨立定域子系統(tǒng)熱力學(xué)函數(shù)的表達式 181 6.3.2 獨立離域子系統(tǒng)熱力學(xué)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(zhuǎn)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(yīng)用 190 6.5.1 單原子理想氣體的熱力學(xué)性質(zhì) 190 6.5.2 恒容熱容的計算 191 6.5.3 化學(xué)反應(yīng)平衡常數(shù)的統(tǒng)計熱力學(xué)計算 194 6.5.4 正規(guī)溶液的統(tǒng)計熱力學(xué)處理 197 復(fù)習(xí)思考題 199 習(xí)題 199 第7章 化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)基礎(chǔ) 201 7.1 化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)概述 201 7.1.1 化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)的任務(wù) 201 7.1.2 化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)的發(fā)展概況 202 7.1.3 化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)的基本概念 202 7.2 化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)方程及反應(yīng)級數(shù)的確定 206 7.2.1 一級反應(yīng) 206 7.2.2 二級反應(yīng) 207 7.2.3 三級反應(yīng)和零級反應(yīng) 210 7.2.4 純n級反應(yīng)及簡單級數(shù)反應(yīng)的特征比較 212 7.2.5 反應(yīng)級數(shù)的確定方法 212 7.3 典型復(fù)雜反應(yīng)的動力學(xué)分析 214 7.3.1 對峙反應(yīng) 214 7.3.2 平行反應(yīng) 218 7.3.3 連續(xù)反應(yīng) 219 7.3.4 復(fù)雜反應(yīng)的動力學(xué)近似處理方法 221 7.3.5 鏈反應(yīng) 223 7.4 溫度對反應(yīng)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(yīng)速率的影響類型 227 7.4.3 反應(yīng)活化能的意義及作用 228 7.5 反應(yīng)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(yīng)理論 238 7.6 液相反應(yīng)和多相反應(yīng)動力學(xué)分析 239 7.6.1 液相反應(yīng)動力學(xué)分析 240 7.6.2 多相反應(yīng)動力學(xué)分析 243 7.7 催化反應(yīng)動力學(xué)基礎(chǔ) 245 7.7.1 催化相關(guān)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(xué)反應(yīng) 253 7.8.1 光化學(xué)基本概念 253 7.8.2 光化學(xué)基本定律 255 7.8.3 光化學(xué)反應(yīng)動力學(xué) 256 7.8.4 光化學(xué)平衡 258 7.8.5 感光反應(yīng)及化學(xué)發(fā)光 258 復(fù)習(xí)思考題 259 習(xí)題 260 第8章 電解質(zhì)溶液 265 8.1 電化學(xué)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(dǎo) 268 8.2.1 電導(dǎo)率 268 8.2.2 摩爾電導(dǎo)率 269 8.2.3 摩爾電導(dǎo)率與濃度的關(guān)系 271 8.2.4 離子的摩爾電導(dǎo)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(dǎo)率的關(guān)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(dǎo)測定的應(yīng)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(guān)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(dǎo)理論 284 8.5.3 其他電解質(zhì)溶液理論 284 復(fù)習(xí)思考題 284 習(xí)題 285 第9章 電化學(xué)反應(yīng)熱力學(xué) 287 9.1 電極及電極電勢 287 9.1.1 界面電勢及電化學(xué)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(yīng)熱力學(xué) 294 9.3.1 摩爾反應(yīng)吉布斯自由能與電池電動勢的關(guān)系 294 9.3.2 電池電動勢與組分活度的關(guān)系 295 9.3.3 電池反應(yīng)的ΔrSm和ΔrHm 295 9.3.4 電池可逆放電時的熱效應(yīng) 296 9.4 相對電極電勢及其應(yīng)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(yīng)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(yīng)用 310 9.7 化學(xué)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(fù)習(xí)思考題 313 習(xí)題 313 第10章 電極反應(yīng)動力學(xué)基礎(chǔ) 316 10.1 電極反應(yīng)過程 316 10.1.1 電極反應(yīng)步驟 316 10.1.2 電極反應(yīng)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(yīng)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(xué) 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(guān)系 324 10.4 電化學(xué)極化動力學(xué) 324 10.4.1 電極反應(yīng)的活化能 324 10.4.2 電化學(xué)極化超電勢與電流密度的關(guān)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(yīng)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(jié)晶的各種因素 329 10.6 陽極反應(yīng)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(xué)腐蝕 331 10.7.1 電化學(xué)腐蝕機理 331 10.7.2 腐蝕電流 332 10.7.3 金屬的防腐 333 復(fù)習(xí)思考題 334 習(xí)題 334 第11章 表面物理化學(xué)基礎(chǔ) 336 11.1 表面熱力學(xué) 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(xué)特征 344 11.3.2 物理吸附和化學(xué)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(guān)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(dǎo)* 354 11.6 表面活性劑及其應(yīng)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(yīng)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(xué)基礎(chǔ) 361 復(fù)習(xí)思考題 364 習(xí)題 364 第12章 膠體化學(xué)基礎(chǔ) 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(jié)構(gòu) 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(xué)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(fù)習(xí)思考題 391 習(xí)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(guān)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