物理化學(xué)（上冊）

上冊
緒論1
第1章 熱力學(xué)第一定律及熱化學(xué)7
1.1熱力學(xué)常用的一些基本概念7
1.1.1體系與環(huán)境7
1.1.2狀態(tài)與性質(zhì)7
1.1.3狀態(tài)函數(shù)的數(shù)學(xué)特征8
1.1.4狀態(tài)方程式10
1.1.5過程與平衡11
1.1.6熱和功12
1.2熱力學(xué)第一定律13
1.2.1第一定律的表述13
1.2.2封閉體系內(nèi)熱力學(xué)第一定律的 數(shù)學(xué)表達(dá)式14
1.2.3內(nèi)能函數(shù)14
1.2.4體積功的計(jì)算、可逆過程的 概念15
1.2.5焓H18
1.3熱容量、關(guān)于熱的計(jì)算19
1.3.1熱平衡原理19
1.3.2熱容量的定義19
1.3.3恒容熱容（CV）和恒壓
熱容（Cp）19
1.3.4Cp與CV的關(guān)系20
1.3.5相變熱21
1.4熱力學(xué)第一定律對理想氣體的應(yīng)用23
1.4.1理想氣體的內(nèi)能和焓23
1.4.2理想氣體的絕熱過程24
1.4.3絕熱可逆過程與恒溫可逆過程的 比較27
1.5實(shí)際氣體的內(nèi)能和焓28
1.5.1氣體的節(jié)流膨脹——焦耳湯姆遜 實(shí)驗(yàn)28
1.5.2實(shí)際氣體ΔU和ΔH的計(jì)算30
1.6化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)——熱化學(xué)32
1.6.1化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)——恒容反應(yīng)熱 和恒壓反應(yīng)熱33
1.6.2反應(yīng)進(jìn)度33
1.6.3恒壓反應(yīng)熱與恒容反應(yīng)熱的 關(guān)系34
1.6.4熱化學(xué)方程式35
1.6.5反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變?chǔ)Hm35
1.7反應(yīng)焓的計(jì)算36
1.7.1赫斯（Hess）定律36
1.7.2物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓37
1.7.3物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓39
1.7.4鍵焓39
1.7.5溶解焓和稀釋焓43
1.8反應(yīng)焓與溫度的關(guān)系44
1.9絕熱反應(yīng)46
本章 學(xué)習(xí)要求49
參考文獻(xiàn)50
思考題50
習(xí)題51
綜合習(xí)題55
自我檢查題57
第2章 熱力學(xué)第二定律59
2.1自發(fā)過程的共同特征——不可逆性59
2.1.1熱傳遞過程61
2.1.2理想氣體的恒溫膨脹61
2.1.3化學(xué)反應(yīng)過程61
2.2熱力學(xué)第二定律62
2.2.1開爾文（Kelvin）說法62
2.2.2克勞修斯（Clausius）說法63
2.3卡諾循環(huán)63
2.3.1卡諾循環(huán)64
2.3.2卡諾定理及推論66
2.4熵函數(shù)67
2.4.1熵的引出67
2.4.2熱力學(xué)第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式——
Clausius不等式69
2.4.3熵增加原理——過程方向和限度的 判據(jù)71
2.4.4關(guān)于ΔS環(huán)的計(jì)算原則72
2.5熵變的計(jì)算72
2.5.1簡單pVT變化過程的熵變72
2.5.2相變化過程的熵變75
2.6熱力學(xué)第三定律、化學(xué)反應(yīng)的熵變77
2.6.1熱力學(xué)第三定律77
2.6.2物質(zhì)的規(guī)定熵及標(biāo)準(zhǔn)熵78
2.6.3化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾 熵變?chǔ)ぃ騭 ｍ 79
2.7亥姆霍茲函數(shù)和吉布斯函數(shù)81
2.7.1亥姆霍茲函數(shù)81
2.7.2吉布斯函數(shù)82
2.7.3變化方向和平衡條件的判據(jù)83
2.8ΔG的計(jì)算85
2.8.1簡單狀態(tài)變化過程的ΔG85
2.8.2相變化過程的ΔG86
2.8.3化學(xué)反應(yīng)的ΔrGm87
2.9封閉體系的熱力學(xué)關(guān)系式89
2.9.1組成不變的封閉體系的熱力學(xué) 基本公式89
2.9.2麥克斯韋關(guān)系式及其應(yīng)用90
2.9.3吉布斯函數(shù)與溫度的關(guān)系——吉 布斯·亥姆霍茲方程式93　
2.9.4含熵偏導(dǎo)數(shù)96
*2.10非平衡熱力學(xué)及耗散結(jié)構(gòu) 理論簡介99
*2.10.1引言99
*2.10.2熵流和熵產(chǎn)生100
*2.10.3熵平衡方程101
本章 學(xué)習(xí)要求102
參考文獻(xiàn)102
思考題103
習(xí)題104
綜合習(xí)題108
自我檢查題109
第3章 統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)基礎(chǔ)112
３.１一些基本概念和數(shù)學(xué)準(zhǔn)備113
３.１.１概率113
３.1.2宏觀態(tài)和微觀態(tài)114
３.１.３統(tǒng)計(jì)體系的分類115
３.１.４粒子的運(yùn)動(dòng)形式及能級(jí)公式115
３.１.５統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)的基本假定117
３.１.６排列組合問題117
３.１.７斯特林近似公式118
３.１.８拉格朗日（Lagrange）
乘因子法118
３.２粒子體系的能量分布及微觀狀態(tài)數(shù)119
３.２.１簡單粒子體系119
３.２.２獨(dú)立定位粒子體系的能量分布和 微態(tài)數(shù)121
３.３玻爾茲曼熵定理122
３.３.１熵與熱力學(xué)概率的關(guān)系122
３.３.２積分常數(shù)Ｃ１和C２的確定122
３.４玻爾茲曼統(tǒng)計(jì)124
３.４.１最可幾分布124
３.４.２α、β值的確定125
３.４.３非定域粒子體系的玻爾茲曼 公式126
３.４.４玻爾茲曼公式的其他形式127
３.４.５最可幾分布與平衡分布127
３.５配分函數(shù)130
３.5.1粒子配分函數(shù)130
３.５.２配分函數(shù)與熱力學(xué)函數(shù)的關(guān)系131
３.５.３配分函數(shù)的分離132
３.６配分函數(shù)的計(jì)算及其對熱力學(xué) 函數(shù)的貢獻(xiàn)133
３.６.１平動(dòng)運(yùn)動(dòng)133
３.6.2轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)136
３.６.３振動(dòng)運(yùn)動(dòng)138
３.６.４電子運(yùn)動(dòng)配分函數(shù)及熱力學(xué)
性質(zhì)144
３.６.５核運(yùn)動(dòng)配分函數(shù)145
３.６.６粒子的全配分函數(shù)146
３.７熱力學(xué)定律的統(tǒng)計(jì)解釋146
３.７.１熱力學(xué)第一定律的統(tǒng)計(jì)解釋146
３.７.２熱力學(xué)第二定律的微觀說明148
３.７.３熱力學(xué)第三定律的統(tǒng)計(jì)解釋148
３.８量子統(tǒng)計(jì)149
３.８.１玻色愛因斯坦統(tǒng)計(jì)150
３.８.２費(fèi)米狄拉克統(tǒng)計(jì)150
３.８.３三種統(tǒng)計(jì)的比較151
３.９系綜理論簡介152
３.９.１正則系綜153
３.９.２巨正則系綜155
３.９.３三種系綜的比較156
本章 學(xué)習(xí)要求156
參考文獻(xiàn)157
思考題157
習(xí)題158
自我檢查題160
第4章 多組分體系熱力學(xué)163
4.1多組分體系組成的表示法163
4.1.1物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)xB163
4.1.2質(zhì)量摩爾濃度mB164
4.1.3物質(zhì)的量濃度cＢ164
4.1.4質(zhì)量分?jǐn)?shù)wＢ165
4.2多組分體系中物質(zhì)的偏摩爾量和化
學(xué)勢165
4.2.1偏摩爾量165
4.2.2偏摩爾量的集合公式166
4.2.3GibbsDuhem公式168
4.２.４偏摩爾體積的求法168
4.2.5化學(xué)勢的定義170
4.2.6化學(xué)勢與相平衡判據(jù)171
4.２.７化學(xué)勢與溫度、壓力的關(guān)系171
4.3實(shí)際氣體、對比態(tài)定律172
4.3.1實(shí)際氣體的壓縮因子和狀態(tài)
方程172
4.3.2實(shí)際氣體的等溫線174
4.3.3范德華氣體等溫線175
4.3.４對比態(tài)定律176
4.4氣體的化學(xué)勢179
4.4.1理想氣體的化學(xué)勢179
4.4.2實(shí)際氣體的化學(xué)勢、逸度180
4.4.3實(shí)際氣體逸度的計(jì)算182
4.5拉烏爾定律和亨利定律184
4.５.１Raoult定律184
4.５.２Henry定律185
4.6理想液體混合物187
4.６.１理想液體混合物的定義187
4.6.2理想液體混合物中各組分的
化學(xué)勢188
4.６.３理想液體混合物的熱力學(xué)性質(zhì)188
4.7理想稀溶液190
4.７.１稀溶液中溶劑的化學(xué)勢190
4.７.２稀溶液中溶質(zhì)的化學(xué)勢190
4.7.3Henry常數(shù)KB(x)與溫度、壓力的
關(guān)系192
4.7.4DuhemMargules公式及應(yīng)用193
4.8稀溶液的依數(shù)性195
4.８.１溶劑的蒸氣壓降低196
4.8.2溶劑的凝固點(diǎn)降低196
4.８.３溶劑的沸點(diǎn)升高198
4.８.４滲透壓199
4.9非理想溶液201
4.９.１活度的概念202
4.9.2非理想溶液中各組分的化學(xué)勢和
標(biāo)準(zhǔn)態(tài)202
4.９.３活度的計(jì)算204
4.９.４滲透系數(shù)207
4.10超額函數(shù)208
4.10.1超額熱力學(xué)函數(shù)208
4.10.2正規(guī)溶液和無熱溶液209
本章 學(xué)習(xí)要求211
參考文獻(xiàn)211
思考題212
習(xí)題212
綜合習(xí)題214
自我檢查題216
第5章 相平衡219
5.1相、組分、自由度219
5.1.1相219
5.1.2獨(dú)立組分(組分)220
5.1.3自由度221
5.2相律221
5.2.1多相體系平衡的一般條件221
５.２.２Gibbs相律推導(dǎo)222
5.3單組分體系224
５.３.１單組分體系相圖224
5.3.2單組分體系的兩相平衡——
克拉貝龍方程式225
5.3.3二級(jí)相變228
5.4完全互溶二組分體系的氣液平衡230
5.4.1理想液體混合物230
５.４.２非理想液體混合物232
5.4.3精餾原理簡介234
5.5液相部分互溶和完全不互溶的二組分
體系236
5.5.1液相部分互溶體系236
5.5.2完全不互溶的雙液體系238
5.6二組分體系固液平衡238
5.6.1固相完全不互溶239
5.6.2固相部分互溶243
5.6.3固相完全互溶244
5.7三組分體系245
5.7.1等邊三角形坐標(biāo)法245
5.7.2部分互溶三液體系的液液
平衡248
5.7.3兩鹽水體系的固液平衡250
５.7.4三組分低共熔混合物的相圖252
本章 學(xué)習(xí)要求253
參考文獻(xiàn)254
思考題254
習(xí)題254
綜合習(xí)題261
自我檢查題262
第6章 化學(xué)平衡265
6.1化學(xué)反應(yīng)的方向和平衡判據(jù)265
6.1.1化學(xué)反應(yīng)的方向和平衡判據(jù)265
6.1.2有限反應(yīng)體系反應(yīng)過程的Ｇξ
曲線分析267
6.1.3化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)及化學(xué)反應(yīng)
等溫式269
６.２平衡常數(shù)的表達(dá)式270
6.2.1氣相反應(yīng)270
6.2.2液相反應(yīng)272
6.2.3復(fù)相化學(xué)反應(yīng)274
6.３平衡常數(shù)的實(shí)驗(yàn)測定及平衡組成的
計(jì)算275
6.3.1平衡常數(shù)的實(shí)驗(yàn)測定275
6.３.２平衡組成的計(jì)算275
６.４平衡常數(shù)的熱力學(xué)計(jì)算278
6.4.1標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成Gibbs函數(shù) ΔfG■m278
6.４.２ΔrＧ■m和K■的計(jì)算280
6.5平衡常數(shù)的統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)計(jì)算283
6.５.１化學(xué)反應(yīng)體系的公共能量標(biāo)度284
6.５.２平衡常數(shù)的統(tǒng)計(jì)表達(dá)式286
6.５.３ΔrU■m(0K)的計(jì)算287
６.５.４平衡常數(shù)的統(tǒng)計(jì)計(jì)算288
６.６各種因素對化學(xué)平衡的影響291
6.６.１溫度對平衡常數(shù)的影響292
6.6.2壓力對化學(xué)平衡的影響296
6.6.3氣相反應(yīng)中加入惰性組分對化
學(xué)平衡的影響298
６.７復(fù)雜反應(yīng)體系的化學(xué)平衡301
6.7.1同時(shí)平衡302
６.７.２反應(yīng)的耦合303
6.7.3高壓下的氣相反應(yīng)304
本章 學(xué)習(xí)要求305
參考文獻(xiàn)306
思考題306
習(xí)題307
綜合習(xí)題311
自我檢查題313
本書采用的符號(hào)317
物理化學(xué)(上冊)習(xí)題參考答案319
附錄329
Ⅰ常用的數(shù)學(xué)公式329
Ⅱ常見物質(zhì)的熱力學(xué)數(shù)據(jù)331
Ⅲ中華人民共和國法定計(jì)量單位347
Ⅳ一些物理和化學(xué)的基本常數(shù)349
Ⅴ常用的換算因子349
Ⅵ物理化學(xué)及分子物理學(xué)中常用的量和
單位350
下冊
第7章 化學(xué)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)1
第8章 電化學(xué)103
第9章 界面現(xiàn)象及界面反應(yīng)動(dòng)力學(xué)189
第10章 膠體分散體系及基本特征253
諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)與物理化學(xué)學(xué)科發(fā)展291
物理化學(xué)（下冊）習(xí)題參考答案295