目錄
第三版前言
第二版前言
第一版前言
緒論1
第1章熱力學(xué)第一定律及其應(yīng)用3
1.1熱力學(xué)的理論基礎(chǔ)與研究方法3
1.1.1熱力學(xué)的理論基礎(chǔ)3
1.1.2熱力學(xué)的研究方法3
1.2熱力學(xué)基本概念4
1.2.1體系與環(huán)境4
1.2.2相4
1.2.3體系的性質(zhì)4
1.2.4狀態(tài)和熱力學(xué)平衡態(tài)5
1.2.5熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)5
1.2.6狀態(tài)函數(shù)和狀態(tài)方程6
1.2.7過程和途徑7
1.3熱力學(xué)第一定律7
1.3.1熱和功7
1.3.2熱力學(xué)能8
1.3.3熱力學(xué)第一定律的表述9
1.4熱與過程9
1.4.1恒容熱9
1.4.2恒壓熱9
1.4.3相變焓10
1.4.4蓋？呂薩克�步苟鷮�(shí)驗(yàn)10
1.4.5熱容11
1.5功與過程14
1.5.1體積功14
1.5.2準(zhǔn)靜態(tài)過程與可逆過程16
1.5.3相變過程的功18
1.5.4絕熱過程與多方過程19
1.6實(shí)際氣體22
1.6.1實(shí)際氣體的節(jié)流過程22
1.6.2實(shí)際氣體的ΔU和ΔH23
1.7熱化學(xué)24
1.7.1反應(yīng)進(jìn)度24
1.7.2標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓25
1.7.3熱化學(xué)方程式26
1.7.4赫斯定律26
1.7.5幾種熱效應(yīng)27
1.7.6標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓與溫度的關(guān)系31
1.7.7新陳代謝與熱力學(xué)33
參考資料及課外閱讀材料36
思考題36
習(xí)題38
第2章熱力學(xué)第二定律40
2.1自然界宏觀過程的共同特征40
2.2熱力學(xué)第二定律41
2.2.1熱力學(xué)第二定律的表述41
2.2.2熵函數(shù)41
2.2.3過程方向的判斷42
2.2.4熵增原理43
2.3熵變的計(jì)算44
2.3.1理想氣體單純p、V、T變化44
2.3.2凝聚體系47
2.3.3相變過程48
2.4熵的本質(zhì)49
2.5亥姆霍茲函數(shù)和吉布斯函數(shù)50
2.5.1亥姆霍茲函數(shù)50
2.5.2吉布斯函數(shù)50
2.5.3熱力學(xué)判據(jù)總結(jié)51
2.6ΔG計(jì)算示例52
2.6.1恒溫物理變化52
2.6.2化學(xué)變化54
2.7熱力學(xué)函數(shù)間的一些重要關(guān)系54
2.7.1封閉體系的熱力學(xué)基本公式54
2.7.2麥克斯韋關(guān)系式56
2.8熱力學(xué)第三定律和物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)熵57
2.8.1熱力學(xué)第三定律57
2.8.2規(guī)定熵與標(biāo)準(zhǔn)熵58
2.8.3化學(xué)反應(yīng)的熵變59
2.8.4由ΔrSm和ΔrHm求ΔrGm60
2.9不可逆過程熱力學(xué)簡(jiǎn)介61
2.9.1熵產(chǎn)生和熵流61
2.9.2耗散結(jié)構(gòu)及其形成條件62
參考資料及課外閱讀材料65
思考題66
習(xí)題67
第3章多組分體系的熱力學(xué)與相平衡69
Ⅰ.多組分體系的熱力學(xué)69
3.1多組分體系及其組成表示法69
3.1.1多組分體系的分類69
3.1.2多組分體系組成表示法69
3.2偏摩爾量71
3.2.1偏摩爾量的定義71
3.2.2偏摩爾量的集合公式72
3.2.3吉布斯�捕藕ツ贩匠�73
3.3化學(xué)勢(shì)74
3.3.1化學(xué)勢(shì)的定義74
3.3.2化學(xué)勢(shì)在相變化中的應(yīng)用75
3.3.3化學(xué)勢(shì)在化學(xué)變化中的應(yīng)用76
3.4氣體的化學(xué)勢(shì)76
3.4.1純理想氣體的化學(xué)勢(shì)76
3.4.2理想氣體混合物中組分B的化學(xué)勢(shì)77
3.4.3真實(shí)氣體的化學(xué)勢(shì)77
3.4.4真實(shí)氣體混合物中組分B的化學(xué)勢(shì)77
3.5稀溶液中的兩個(gè)經(jīng)驗(yàn)定律77
3.5.1拉烏爾定律77
3.5.2亨利定律78
3.6理想液態(tài)混合物80
3.6.1理想液態(tài)混合物的定義80
3.6.2理想液態(tài)混合物中各組分的化學(xué)勢(shì)80
3.6.3理想液態(tài)混合物的混合性質(zhì)80
3.6.4理想液態(tài)混合物的氣液平衡81
3.7理想稀溶液82
3.7.1理想稀溶液的定義82
3.7.2理想稀溶液中各組分的化學(xué)勢(shì)82
3.8非理想體系84
3.8.1非理想液態(tài)混合物84
3.8.2非理想稀溶液中的溶劑84
3.8.3非理想稀溶液中的溶質(zhì)84
3.9稀溶液的依數(shù)性85
3.9.1蒸氣壓下降85
3.9.2凝固點(diǎn)降低85
3.9.3沸點(diǎn)升高87
3.9.4滲透壓87
3.10分配定律——溶質(zhì)在兩互不相溶液相中的分配89
3.10.1分配定律89
3.10.2分配定律的應(yīng)用——萃取89
Ⅱ.相平衡91
3.11相律91
3.11.1基本概念91
3.11.2相律及其推導(dǎo)92
3.12單組分體系的相圖93
3.12.1單組分體系的兩相平衡93
3.12.2純水的相圖94
3.12.3超臨界流體96
3.13二組分體系的相圖97
3.13.1液相完全互溶的二組分氣液平衡體系98
3.13.2液相部分互溶的二組分液液平衡體系102
3.13.3液相完全不互溶的二組分液液平衡體系104
3.13.4固相完全不互熔的二組分液固平衡體系104
參考資料及課外閱讀材料109
思考題109
習(xí)題110
第4章化學(xué)平衡112
4.1化學(xué)反應(yīng)的方向和限度112
4.1.1化學(xué)反應(yīng)中體系的吉布斯函數(shù)與反應(yīng)方向112
4.1.2化學(xué)反應(yīng)的限度——化學(xué)平衡114
4.1.3化學(xué)反應(yīng)的等溫方程115
4.2化學(xué)反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)表示法116
4.2.1氣相反應(yīng)116
4.2.2混合物和溶液中的反應(yīng)118
4.2.3復(fù)相反應(yīng)121
4.3標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的計(jì)算123
4.3.1由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算123
4.3.2由ΔrHm和ΔrSm計(jì)算124
4.3.3由標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成吉布斯函數(shù)ΔfGm計(jì)算125
4.3.4生化反應(yīng)體系的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)126
4.4影響化學(xué)平衡的主要因素128
4.4.1溫度的影響128
4.4.2壓力的影響130
4.4.3惰性組分的影響130
4.5反應(yīng)的偶合131
參考資料及課外閱讀材料133
思考題134
習(xí)題135
第5章化學(xué)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)137
5.1化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率和速率方程137
5.1.1化學(xué)反應(yīng)速率138
5.1.2基元反應(yīng)140
5.1.3基元反應(yīng)的速率方程——質(zhì)量作用定律140
5.1.4化學(xué)反應(yīng)速率方程的一般形式142
5.1.5以混合氣體組分分壓表示的氣相化學(xué)反應(yīng)的速率方程143
5.2速率方程的積分形式和反應(yīng)級(jí)數(shù)的確定143
5.2.1一級(jí)反應(yīng)144
5.2.2二級(jí)反應(yīng)146
5.2.3零級(jí)反應(yīng)和n級(jí)反應(yīng)147
5.2.4反應(yīng)級(jí)數(shù)的確定148
5.3溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響151
5.3.1范特霍夫規(guī)則152
5.3.2阿倫尼烏斯方程152
5.3.3阿倫尼烏斯活化能153
5.3.4阿倫尼烏斯實(shí)驗(yàn)活化能在復(fù)合反應(yīng)中的表現(xiàn)——表觀活化能154
5.3.5活化能的計(jì)算155
5.4典型的復(fù)合反應(yīng)156
5.4.1對(duì)行反應(yīng)156
5.4.2平行反應(yīng)158
5.4.3連串反應(yīng)161
5.4.4鏈反應(yīng)162
5.5復(fù)合反應(yīng)速率的近似處理和反應(yīng)機(jī)理的確定164
5.5.1復(fù)合反應(yīng)速率的近似處理165
5.5.2微觀可逆性原理和精細(xì)平衡原理166
5.5.3反應(yīng)機(jī)理的確定167
5.6化學(xué)反應(yīng)速率理論簡(jiǎn)介169
5.6.1簡(jiǎn)單碰撞理論169
5.6.2過渡態(tài)理論172
5.6.3單分子反應(yīng)理論176
5.7光化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)177
5.7.1光化學(xué)反應(yīng)的初級(jí)過程、次級(jí)過程和猝滅177
5.7.2光化學(xué)基本定律178
5.7.3光化學(xué)反應(yīng)的特點(diǎn)179
5.7.4光化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)與光化學(xué)平衡180
5.8催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響182
5.8.1催化反應(yīng)中的基本概念182
5.8.2催化作用的基本特征182
5.8.3催化反應(yīng)的一般機(jī)理183
5.8.4均相催化反應(yīng)184
5.8.5多相催化反應(yīng)185
5.8.6酶催化反應(yīng)185
5.8.7自催化反應(yīng)和化學(xué)振蕩188
5.9溶液中化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)189
5.10快速反應(yīng)研究技術(shù)和微觀反應(yīng)動(dòng)力學(xué)190
5.10.1快速反應(yīng)研究技術(shù)190
5.10.2微觀反應(yīng)動(dòng)力學(xué)192
參考資料及課外閱讀材料196
思考題196
習(xí)題199
第6章電化學(xué)204
6.1電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電性質(zhì)204
6.1.1電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電機(jī)理和法拉第定律204
6.1.2離子的電遷移和遷移數(shù)206
6.1.3電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)及其應(yīng)用208
6.2電解質(zhì)溶液的熱力學(xué)性質(zhì)215
6.2.1電解質(zhì)溶液的活度215
6.2.2電解質(zhì)溶液的離子強(qiáng)度216
6.2.3強(qiáng)電解質(zhì)溶液理論簡(jiǎn)介218
6.3電化學(xué)體系220
6.3.1電化學(xué)體系及其相間電勢(shì)差220
6.3.2電池的書寫方法及電池反應(yīng)222
6.3.3電池的電動(dòng)勢(shì)224
6.4可逆電池與可逆電極224
6.4.1可逆電池與不可逆電池225
6.4.2可逆電極類型226
6.4.3電池電動(dòng)勢(shì)的測(cè)定227
6.5電化學(xué)體系的熱力學(xué)228
6.5.1電池反應(yīng)的能斯特方程228
6.5.2電極反應(yīng)的能斯特方程229
6.5.3電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算230
6.5.4電動(dòng)勢(shì)測(cè)定的應(yīng)用233
6.6不可逆電極過程238
6.6.1分解電壓238
6.6.2極化作用和超電勢(shì)240
6.6.3電極反應(yīng)的競(jìng)爭(zhēng)242
6.7生物電化學(xué)243
6.7.1生物電現(xiàn)象243
6.7.2膜電勢(shì)244
6.7.3生物傳感器245
6.8環(huán)境電化學(xué)246
6.8.1電化學(xué)處理污染物246
6.8.2電化學(xué)技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用248
6.8.3電化學(xué)技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用248
參考資料與課外閱讀資料252
思考題252
習(xí)題254
第7章表面現(xiàn)象257
7.1表面張力和表面吉布斯函數(shù)257
7.1.1表面功、表面吉布斯函數(shù)257
7.1.2表面張力258
7.1.3表面的熱力學(xué)性質(zhì)259
7.1.4影響表面張力的因素260
7.2彎曲液面的性質(zhì)262
7.2.1彎曲液面的附加壓力262
7.2.2表面張力的測(cè)定方法264
7.2.3開爾文方程265
7.2.4亞穩(wěn)狀態(tài)和新相的形成268
7.3溶液表面吸附270
7.3.1溶液的表面張力與濃度關(guān)系270
7.3.2單位界面過剩量270
7.3.3吉布斯等溫吸附方程272
7.3.4表面活性物質(zhì)分子在兩相界面上的定向排列274
7.4鋪展與潤(rùn)濕275
7.4.1液�惨航缑娴匿佌�275
7.4.2固體表面的潤(rùn)濕276
7.4.3接觸角278
7.5表面活性劑279
7.5.1表面活性劑溶液的物理化學(xué)特性280
7.5.2表面活性劑的一些重要作用284
7.6乳狀液和微乳液286
7.6.1乳狀液286
7.6.2微乳液290
7.7兩親分子的有序組合體292
7.7.1不溶性表面膜292
7.7.2囊泡與脂質(zhì)體296
7.7.3液晶297
7.8固體表面的吸附298
7.8.1物理吸附和化學(xué)吸附298
7.8.2吸附曲線與吸附熱力學(xué)299
7.8.3氣�补涛�附等溫式301
7.8.4固體自溶液中的吸附305
參考資料及課文閱讀資料307
思考題307
習(xí)題309
第8章膠體化學(xué)311
8.1分散體系的分類和膠體的特征311
8.1.1分散體系的分類311
8.1.2膠體的基本特性312
8.1.3膠粒的幾何結(jié)構(gòu)313
8.2膠體的制備與凈化313
8.2.1膠體制備的一般條件313
8.2.2膠體的制備314
8.2.3膠體凈化316
8.3膠體的動(dòng)力性質(zhì)318
8.3.1布朗運(yùn)動(dòng)318
8.3.2擴(kuò)散和滲透319
8.3.3沉降和沉降平衡321
8.4膠體的光學(xué)性質(zhì)325
8.4.1丁鐸爾效應(yīng)325
8.4.2瑞利散射定律326
8.4.3超顯微鏡在膠體體系中的應(yīng)用327
8.5膠體的電學(xué)性質(zhì)328
8.5.1膠粒表面電荷的由來328
8.5.2膠團(tuán)的結(jié)構(gòu)329
8.5.3電動(dòng)現(xiàn)象330
8.5.4雙電層理論和ζ電勢(shì)332
8.6膠體的穩(wěn)定和聚沉335
8.6.1膠體的穩(wěn)定與DLVO理論336
8.6.2影響膠體聚沉的因素337
8.7膠體的流變性340
8.7.1膠體的黏度與流變曲線340
8.7.2黏度的測(cè)定341
8.7.3稀溶膠的黏度342
8.8大分子溶液342
8.8.1大分子物質(zhì)的平均摩爾質(zhì)量343
8.8.2黏度法測(cè)定大分子的平均摩爾質(zhì)量344
8.8.3大分子溶液的滲透壓345
8.8.4唐南平衡346
8.9凝膠347
參考資料及課外閱讀材料349
思考題350
習(xí)題351
第9章統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)基礎(chǔ)353
9.1統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)簡(jiǎn)介353
9.1.1統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)的研究對(duì)象和方法353
9.1.2統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史353
9.1.3統(tǒng)計(jì)體系的分類354
9.2玻爾茲曼統(tǒng)計(jì)354
9.2.1統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)的基本假定354
9.2.2最概然分布355
9.2.3配分函數(shù)356
9.2.4熱力學(xué)函數(shù)與配分函數(shù)356
9.3配分函數(shù)的分離與計(jì)算358
9.3.1配分函數(shù)的分離358
9.3.2配分函數(shù)的計(jì)算359
參考資料及課外閱讀材料365
思考題365
習(xí)題366
部分習(xí)題參考答案368
主要參考書目373
附錄374
附錄1部分常用元素的相對(duì)原子質(zhì)量374
附錄2常用的重要物理常量374
附錄3一些物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)熱力學(xué)數(shù)據(jù)375
附錄4一些物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓378
附錄5一些離子在無限稀釋水溶液中的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓379