本書是高等院校物理化學(xué)課程的教材。內(nèi)容包括熱力學(xué)第一定律、熱力學(xué)第二定律、液體混合物和溶液、相平衡、化學(xué)平衡、電化學(xué)、表面與膠體化學(xué)以及化學(xué)動(dòng)力學(xué)。
本書可作為高等院校生物、醫(yī)藥、材料、環(huán)境等專業(yè)的教材，也可供化學(xué)和化工類專業(yè)的學(xué)生在學(xué)習(xí)物理化學(xué)課程時(shí)參考，同時(shí)也可供從事化工、輕工、材料和醫(yī)藥研究及生產(chǎn)工作的科技人員參考。
物理化學(xué)是化學(xué)、化工及相關(guān)專業(yè)（生物、醫(yī)學(xué)、材料、環(huán)境、能源等）的重要專業(yè)基礎(chǔ)課，歷來(lái)深受廣大相關(guān)工作者的重視。另外，它既是化學(xué)的一個(gè)分支學(xué)科，又是其他化學(xué)分支學(xué)科的理論基礎(chǔ)，所以它在人才培養(yǎng)方面發(fā)揮著重要作用。為了適應(yīng)非化學(xué)、化工專業(yè)對(duì)物理化學(xué)的教學(xué)需要，作者在總結(jié)清華大學(xué)本科生的短學(xué)時(shí)物理化學(xué)課程教學(xué)基礎(chǔ)上編寫了這本教科書。
在編寫本書時(shí)，筆者的主要考慮是一定要適應(yīng)學(xué)時(shí)少的特點(diǎn)，所以內(nèi)容上力求簡(jiǎn)明，盡量摒棄繁瑣的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，注重介紹最基本的知識(shí)和方法，把重點(diǎn)放在基本概念和重要結(jié)論的討論上。同時(shí)考慮到使用本書的各專業(yè)的課內(nèi)學(xué)時(shí)可能不同、各教師的教學(xué)風(fēng)格不同，在內(nèi)容的編排上既要力求做到少而精，也為教師講授擴(kuò)展知識(shí)留有足夠的余地。為了便于學(xué)生課后復(fù)習(xí)基本公式和概念，書中的重要公式均以陰影形式標(biāo)出，且在每章之后提供了適量的思考題。每章之后列出的部分參考文獻(xiàn)，可供讀者進(jìn)一步深入了解相關(guān)內(nèi)容或擴(kuò)充知識(shí)之用。
全書共分8章。第1，2章介紹熱力學(xué)基本定律； 第3，4，5章分別討論熱力學(xué)定律對(duì)于多組分系統(tǒng)、多相系統(tǒng)和化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)的應(yīng)用； 第6章是電化學(xué)，介紹電化學(xué)基本知識(shí)并討論典型電化學(xué)方法在數(shù)據(jù)測(cè)量方面的應(yīng)用； 第7章介紹界面化學(xué)的基本知識(shí)并討論膠體的主要性質(zhì)； 第8章化學(xué)動(dòng)力學(xué)，重點(diǎn)討論化學(xué)反應(yīng)的唯象規(guī)律（包括物質(zhì)濃度、反應(yīng)溫度、催化劑、溶劑等對(duì)反應(yīng)速率的影響規(guī)律），同時(shí)簡(jiǎn)要介紹有關(guān)反應(yīng)機(jī)理和速率理論的知識(shí)。
本書由朱文濤擔(dān)任主編。第1，3，5章由王軍民編寫； 第2，6，8章由朱文濤編寫； 第4，7章由陳琳編寫； 各章的思考題和習(xí)題由王軍民編選； 附錄由朱文濤編選。全書經(jīng)朱文濤統(tǒng)一修改定稿。
本書的編寫曾得到清華大學(xué)化學(xué)系有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)的鼎力支持以及清華大學(xué)出版社的鼓勵(lì)，徐柏慶教授和尉志武教授對(duì)本書的編寫提出了寶貴的意見，在此一并致謝。
由于編者水平所限，本書定有錯(cuò)誤和不當(dāng)之處，敬請(qǐng)讀者雅正。
1熱力學(xué)第一定律
1.1熱力學(xué)的方法、特點(diǎn)及化學(xué)熱力學(xué)
1.2熱力學(xué)的基本概念
1.2.1系統(tǒng)和環(huán)境
1.2.2熱力學(xué)平衡狀態(tài)
1.2.3狀態(tài)函數(shù)
1.2.4過(guò)程和途徑
1.3熱力學(xué)第一定律簡(jiǎn)介
1.3.1熱力學(xué)第一定律的表述
1.3.2熱和功
1.3.3內(nèi)能
1.3.4封閉系統(tǒng)的熱力學(xué)第一定律數(shù)學(xué)表達(dá)式
1.4可逆過(guò)程與體積功
1.4.1體積功
1.4.2功與過(guò)程
1.4.3可逆過(guò)程
1.5熱的計(jì)算
1.5.1等容熱效應(yīng)
1.5.2等壓熱效應(yīng)和焓
1.5.3熱容及簡(jiǎn)單變溫過(guò)程熱的計(jì)算
1.6熱力學(xué)第一定律對(duì)于理想氣體的應(yīng)用
1.6.1理想氣體的內(nèi)能、焓和熱容
1.6.2理想氣體的絕熱過(guò)程
1.7熱力學(xué)第一定律對(duì)于相變過(guò)程的應(yīng)用
1.8熱化學(xué)的基本概念
1.8.1反應(yīng)進(jìn)度
1.8.2反應(yīng)的摩爾焓變和摩爾內(nèi)能變
1.9反應(yīng)熱的計(jì)算
1.9.1Hess定律
1.9.2生成焓與化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變
1.9.3燃燒焓與化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變
1.9.4摩爾溶解焓與摩爾稀釋焓
1.9.5反應(yīng)熱與溫度的關(guān)系
本章基本學(xué)習(xí)要求
參考文獻(xiàn)
思考題和習(xí)題
2熱力學(xué)第二定律
2.1熱力學(xué)第二定律及其數(shù)學(xué)表達(dá)式
2.1.1自然界過(guò)程的方向性和限度
2.1.2熱力學(xué)第二定律的表述
2.1.3熵函數(shù)和熱力學(xué)第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式
2.2熵增加原理和熵判據(jù)
2.3熵變的計(jì)算
2.3.1簡(jiǎn)單物理過(guò)程的熵變
2.3.2相變過(guò)程的熵變
2.3.3混合過(guò)程的熵變
2.4熱力學(xué)第三定律和規(guī)定熵
2.4.1熱力學(xué)第三定律的表述
2.4.2規(guī)定熵的計(jì)算
2.4.3化學(xué)反應(yīng)的熵變
2.5Helmholtz函數(shù)判據(jù)和Gibbs函數(shù)判據(jù)
2.5.1Helmholtz函數(shù)及Helmholtz函數(shù)減少原理
2.5.2Gibbs函數(shù)及Gibbs函數(shù)減少原理
2.5.3熱和功在特定條件下與狀態(tài)函數(shù)變的關(guān)系
2.6各熱力學(xué)函數(shù)間的關(guān)系
2.6.1封閉系統(tǒng)的熱力學(xué)基本關(guān)系式
2.6.2對(duì)應(yīng)系數(shù)關(guān)系式
2.6.3Maxwell關(guān)系式
2.6.4基本關(guān)系式的應(yīng)用
2.7ΔG和ΔA的計(jì)算
2.7.1簡(jiǎn)單物理過(guò)程的ΔG和ΔA
2.7.2相變過(guò)程的ΔG和ΔA
2.7.3混合過(guò)程的ΔG
2.7.4ΔG與溫度的關(guān)系
本章基本學(xué)習(xí)要求
參考文獻(xiàn)
思考題和習(xí)題
3液體混合物與溶液
3.1偏摩爾量
3.1.1偏摩爾量的概念
3.1.2偏摩爾量的集合公式
3.2化學(xué)勢(shì)
3.2.1化學(xué)勢(shì)的表述與應(yīng)用
3.2.2化學(xué)勢(shì)與壓力的關(guān)系
3.2.3化學(xué)勢(shì)與溫度的關(guān)系
3.3氣體的化學(xué)勢(shì)
3.3.1純理想氣體的化學(xué)勢(shì)
3.3.2理想氣體混合物的化學(xué)勢(shì)
3.3.3逸度
3.4液體混合物和溶液的組成表示法
3.4.1液體混合物與溶液
3.4.2組成表示法
3.5Raoult定律和Henry定律
3.5.1Raoult定律
3.5.2Henry定律
3.6理想液體混合物
3.6.1理想液體混合物的定義
3.6.2理想液體混合物的化學(xué)勢(shì)
3.6.3理想液體混合物的混合性質(zhì)
3.7理想稀薄溶液
3.7.1理想稀薄溶液的化學(xué)勢(shì)
3.7.2依數(shù)性
3.8非理想液體混合物及實(shí)際溶液的化學(xué)勢(shì)
3.8.1活度和活度系數(shù)
3.8.2實(shí)際溶液的化學(xué)勢(shì)
本章基本學(xué)習(xí)要求
參考文獻(xiàn)
思考題和習(xí)題
4相平衡
4.1基本概念
4.1.1相數(shù)
4.1.2獨(dú)立組分?jǐn)?shù)
4.1.3自由度和自由度數(shù)
4.1.4相律
4.2純物質(zhì)的相平衡
4.2.1Clapeyron方程
4.2.2純物質(zhì)的相圖
4.3兩組分系統(tǒng)的氣液平衡
4.3.1理想溶液的px（y）相圖和Tx（y）相圖
4.3.2非理想溶液的px（y）相圖和Tx（y）相圖
4.4兩組分部分互溶系統(tǒng)的液液平衡
4.5兩組分系統(tǒng)的固液平衡
4.5.1形成低共熔混合物的相圖
4.5.2形成化合物的相圖
4.5.3形成固溶體的相圖
4.6三組分系統(tǒng)的分配平衡
本章基本學(xué)習(xí)要求
參考文獻(xiàn)
思考題和習(xí)題
5化學(xué)平衡
5.1化學(xué)反應(yīng)的方向和限度
5.1.1化學(xué)反應(yīng)的平衡條件
5.1.2化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)
5.1.3化學(xué)反應(yīng)等溫式
5.2標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)及平衡組成的計(jì)算
5.2.1各類反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)
5.2.2平衡組成的計(jì)算
5.3化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾Gibbs函數(shù)變
5.3.1由反應(yīng)的ΔrHm和ΔrSm計(jì)算ΔrGm
5.3.2由標(biāo)準(zhǔn)生成Gibbs函數(shù)計(jì)算ΔrGm
5.4平衡移動(dòng)
5.4.1溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響
5.4.2壓力和惰性氣體對(duì)化學(xué)平衡的影響
5.4.3濃度對(duì)化學(xué)平衡的影響
5.5同時(shí)平衡
本章基本學(xué)習(xí)要求
參考文獻(xiàn)
思考題和習(xí)題
6電化學(xué)
6.1電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電機(jī)理與Faraday定律
6.1.1電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電機(jī)理
6.1.2物質(zhì)的量的基本單元
6.1.3Faraday電解定律
6.2離子的電遷移和電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電能力
6.2.1離子的電遷移率和遷移數(shù)
6.2.2電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)和電導(dǎo)率
6.2.3電解質(zhì)溶液的摩爾電導(dǎo)率
6.3離子獨(dú)立遷移定律及離子的摩爾電導(dǎo)率
6.4電導(dǎo)法的應(yīng)用
6.4.1水質(zhì)的檢驗(yàn)
6.4.2弱電解質(zhì)電離常數(shù)的測(cè)定
6.4.3難溶鹽溶度積的測(cè)定
6.4.4電導(dǎo)滴定
6.5電解質(zhì)溶液熱力學(xué)
6.5.1強(qiáng)電解質(zhì)溶液的活度和活度系數(shù)
6.5.2電解質(zhì)溶液中離子的熱力學(xué)性質(zhì)
6.5.3電化學(xué)勢(shì)判據(jù)
6.6可逆電池
6.6.1化學(xué)能與電能的相互轉(zhuǎn)換
6.6.2電池的習(xí)慣表示方法
6.6.3可逆電池的必備條件
6.6.4可逆電極的分類
6.7可逆電池與化學(xué)反應(yīng)的互譯
6.7.1電極反應(yīng)和電池反應(yīng)
6.7.2根據(jù)反應(yīng)設(shè)計(jì)電池
6.8電極的相間電位差與電池的電動(dòng)勢(shì)
6.9可逆電池電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量與計(jì)算
6.9.1電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量
6.9.2電動(dòng)勢(shì)與電池中各物質(zhì)狀態(tài)的關(guān)系——Nernst公式
6.9.3由電極電勢(shì)計(jì)算電動(dòng)勢(shì)
6.10液接電勢(shì)及其消除
6.10.1液接電勢(shì)的產(chǎn)生與計(jì)算
6.10.2鹽橋的作用
6.11電化學(xué)傳感器及離子選擇性電極
6.11.1膜平衡與膜電勢(shì)
6.11.2離子選擇性電極簡(jiǎn)介
6.12電動(dòng)勢(shì)法的應(yīng)用
6.12.1求取化學(xué)反應(yīng)的Gibbs函數(shù)變和平衡常數(shù)
6.12.2測(cè)定化學(xué)反應(yīng)的熵變
6.12.3測(cè)定化學(xué)反應(yīng)的焓變
6.12.4電解質(zhì)溶液活度系數(shù)的測(cè)定
6.12.5pH的測(cè)定
6.12.6電勢(shì)滴定
6.13電極過(guò)程動(dòng)力學(xué)
6.13.1電極的極化與超電勢(shì)
6.13.2不可逆情況下的電池和電解池
6.13.3電解池中的電極反應(yīng)
6.13.4金屬的腐蝕與防護(hù)
6.14化學(xué)電源
6.14.1原電池
6.14.2蓄電池
6.14.3燃料電池
本章基本學(xué)習(xí)要求
參考文獻(xiàn)
思考題和習(xí)題
7表面與膠體化學(xué)基礎(chǔ)
7.1比表面能與表面張力
7.1.1比表面能
7.1.2表面張力
7.2彎曲表面現(xiàn)象
7.2.1彎曲液面的附加壓力和YoungLaplace公式
7.2.2彎曲液面的飽和蒸氣壓和Kelvin方程
7.3溶液的表面吸附
7.3.1溶液表面的吸附現(xiàn)象和Gibbs吸附公式
7.3.2表面活性劑及其應(yīng)用
7.4固體表面的吸附
7.4.1吸附作用
7.4.2物理吸附和化學(xué)吸附
7.4.3吸附曲線和吸附方程
7.4.4固液界面的吸附
7.5膠體分散系統(tǒng)概述
7.5.1分散系統(tǒng)的種類
7.5.2膠體的制備與凈化
7.6溶膠的動(dòng)力性質(zhì)和光學(xué)性質(zhì)
7.6.1Brown運(yùn)動(dòng)
7.6.2擴(kuò)散現(xiàn)象
7.6.3沉降和沉降平衡
7.6.4溶膠的光學(xué)性質(zhì)
7.7溶膠的電學(xué)性質(zhì)
7.7.1溶膠帶電的原因
7.7.2膠粒的帶電結(jié)構(gòu)
7.7.3ζ電勢(shì)
7.7.4電動(dòng)現(xiàn)象
7.7.5溶膠的穩(wěn)定性
7.8納米技術(shù)與膠體化學(xué)
本章基本學(xué)習(xí)要求
參考文獻(xiàn)
思考題和習(xí)題
8化學(xué)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)
8.1基本概念
8.1.1化學(xué)反應(yīng)速率
8.1.2元反應(yīng)和反應(yīng)分子數(shù)
8.1.3簡(jiǎn)單反應(yīng)和復(fù)合反應(yīng)
8.2物質(zhì)濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響
8.2.1速率方程
8.2.2元反應(yīng)的速率方程——質(zhì)量作用定律
8.2.3反應(yīng)級(jí)數(shù)與速率系數(shù)
8.3具有簡(jiǎn)單級(jí)數(shù)的化學(xué)反應(yīng)
8.3.1一級(jí)反應(yīng)
8.3.2二級(jí)反應(yīng)
8.3.3零級(jí)反應(yīng)
8.4反應(yīng)級(jí)數(shù)的測(cè)定
8.4.1r=kcnA型反應(yīng)級(jí)數(shù)的測(cè)定
8.4.2r=kcαAcβB…型反應(yīng)級(jí)數(shù)的測(cè)定
8.5溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響
8.5.1Arrhenius經(jīng)驗(yàn)公式
8.5.2活化能及其對(duì)反應(yīng)速率的影響
8.6元反應(yīng)速率理論
8.6.1碰撞理論
8.6.2過(guò)渡狀態(tài)理論
8.7反應(yīng)機(jī)理
8.7.1對(duì)峙反應(yīng)
8.7.2平行反應(yīng)
8.7.3連續(xù)反應(yīng)
8.7.4鏈反應(yīng)
8.7.5根據(jù)反應(yīng)機(jī)理推導(dǎo)速率方程
8.7.6反應(yīng)機(jī)理的推測(cè)
8.8快速反應(yīng)研究技術(shù)簡(jiǎn)介
8.8.1弛豫過(guò)程和弛豫方程
8.8.2弛豫技術(shù)和弛豫時(shí)間
8.9催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響
8.9.1催化劑和催化作用
8.9.2催化劑的一般知識(shí)
8.10均相催化反應(yīng)和酶催化反應(yīng)
8.10.1均相催化反應(yīng)
8.10.2酶催化反應(yīng)
8.11復(fù)相催化反應(yīng)
8.11.1催化劑的活性與中毒
8.11.2催化劑表面活性中心的概念
8.11.3氣固復(fù)相催化反應(yīng)的一般步驟
8.11.4催化作用與吸附的關(guān)系
8.12溶劑對(duì)反應(yīng)速率的影響
8.12.1溶劑與反應(yīng)物分子無(wú)特殊作用
8.12.2溶劑與反應(yīng)物分子有特殊作用
8.13光化學(xué)反應(yīng)
8.13.1光化學(xué)基本定律
8.13.2光化學(xué)反應(yīng)的特點(diǎn)
8.13.3光化學(xué)反應(yīng)的速率方程
8.13.4光化學(xué)平衡
本章基本學(xué)習(xí)要求
參考文獻(xiàn)
思考題和習(xí)題
附錄
書單推薦
