本书是编者在参阅大量国内外教材及相关文献的基础上，结合几十年的教学经验精心编写而成的。本书共十一章，包括热力学第零定律与气体状态方程、热力学第一定律及其应用、热力学第二定律与第三定律、多组分系统热力学、相平衡、化学平衡、统计热力学基础、化学反应动力学、电化学、界面现象、胶体化学。每章附有本章小结、思考题和习题，并给出详细解答。书后有参考文献、附录和索引。本书的量和单位采用国际单位制（SI）计量单位及中华人民共和国国家标准。
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前言
第一章 热力学第零定律与气体状态方程 1
第一节 热力学概述与热力学基本概念 1
一、热力学概述 1
二、热力学的一些基本概念 3
第二节 热力学第零定律 温度 5
一、热力学第零定律 5
二、温度概念 6
三、温度计和温标 7
四、温度的微观解释 8
第三节 理想气体状态方程 9
一、理想气体状态的描述 9
二、理想气体的微观模型 12
三、分压强与分体积 12
第四节 实际气体状态方程 14
一、维里方程 14
二、范德华方程 17
三、对应状态原理与通用压缩因子图 22
本章小结 25
思考题 26
习题 27
第二章 热力学第一定律及其应用 36
第一节 准静态过程 功和热 36
一、准静态过程 36
二、功和热 37
三、体积功 38
第二节 热力学第一定律 43
一、热力学第一定律的建立 43
二、热力学能 44
三、封闭系统热力学第一定律的数学表达式 45
第三节 焓与热容 47
一、等容过程 47
二、等压过程与状态函数焓的引入 48
三、热容与温度的关系 50
四、pC与VC的关系 51
第四节 热力学第一定律对理想气体的应用 53
一、自由膨胀——焦耳实验 53
二、绝热过程 54
三、多方过程 58
第五节 循环过程 卡诺循环 59
一、循环过程 59
二、卡诺循环 62
三、卡诺定理及其推论 65
第六节 焦耳-汤姆孙效应——实际气体的ΔU 和ΔH 66
一、焦耳-汤姆孙实验——节流过程 66
二、焦耳-汤姆孙系数 67
三、转变曲线 69
第七节 热化学 70
一、化学反应热效应 70
二、反应进度与反应摩尔焓变 73
三、热力学标准态与标准摩尔焓变 75
四、热化学方程式的写法 76
五、赫斯定律 77
第八节 几种焓变的计算 79
一、由标准摩尔生成焓计算反应热效应 79
二、标准摩尔燃烧焓 81
三、溶液中离子的标准摩尔生成焓 82
四、由键焓估算反应焓变 83
五、反应焓变与温度的关系 85
本章小结 90
思考题 92
习题 92
第三章 热力学第二定律与第三定律 100
第一节 热力学过程的方向性 100
一、问题的提出 100
二、自发过程的方向性 100
三、可逆过程与不可逆过程 101
第二节 热力学第二定律的传统表述 103
一、热力学第二定律的两种表述 103
二、两种表述的等价性 103
第三节 熵函数 105
一、熵的引出 105
二、克劳修斯不等式与熵增加原理 107
三、采用数学方法引入状态函数熵 110
第四节 热力学第二定律的统计意义与熵的统计解释 113
一、热力学概率 113
二、热力学第二定律的统计意义 114
三、熵的统计解释——玻尔兹曼熵 114
第五节 熵变的计算 115
一、系统p、V、T变化过程熵变的计算 115
二、相变过程熵变的计算 121
第六节 ？ 123
一、能量品质的退化 123
二、？的概念 124
第七节 亥姆霍兹自由能和吉布斯自由能 124
一、亥姆霍兹自由能 125
二、吉布斯自由能 127
三、ΔG的计算 128
第八节 热力学基本关系式 130
一、热力学基本方程 固有变量 130
二、对应系数关系式 特性函数 132
三、麦克斯韦关系及其应用 133
四、吉布斯自由能与温度和压强的关系 135
第九节 热力学第三定律 137
一、化学反应熵值计算的困难 137
二、能斯特热定理及进一步的研究成果 138
三、热力学第三定律及其验证 140
四、规定熵和标准摩尔熵 141
第十节 非平衡态热力学简介 144
一、敞开系统的熵变 144
二、自组织现象 145
本章小结 147
思考题 148
习题 148
第四章 多组分系统热力学 156
第一节 偏摩尔量 156
一、偏摩尔量的定义 157
二、偏摩尔量的集合公式 158
三、吉布斯-杜安关系式 159
第二节 化学势 160
一、化学势的定义 160
二、自发方向和限度的化学势判据 162
三、化学势与温度和压强的关系 163
第三节 气体化学势 165
一、理想气体的化学势 165
二、实际气体的化学势 166
第四节 理想液体混合物 168
一、稀溶液的两个经验规律 168
二、理想液体混合物 170
第五节 理想稀溶液 172
一、理想稀溶液中溶剂的化学势 172
二、理想稀溶液中溶质的化学势 172
第六节 实际液体混合物与实际稀溶液的化学势 174
一、实际液体混合物中各组分的化学势——活度的定义 174
二、实际稀溶液的化学势 175
三、活度的测定 177
第七节 稀溶液的依数性 178
一、溶剂蒸气压下降 178
二、凝固点降低 178
三、沸点升高 180
四、渗透压 181
本章小结 184
思考题 186
习题 187
第五章 相平衡 193
第一节 相平衡条件 相律及相图 193
一、相平衡条件 193
二、相律 193
三、相图 196
第二节 单组分系统的相平衡 197
一、单组分系统相律分析与克拉贝龙方程 197
二、单组分系统相图 199
第三节 二组分系统的气-液平衡 201
一、液相完全互溶二组分系统气-液平衡相图 202
二、非理想液体混合物系统气-液平衡相图 205
第四节 液相部分互溶及完全不互溶二组分系统液-液平衡相图 208
一、液相部分互溶二组分系统液-液平衡相图 208
二、液相完全不互溶的液-液系统与水蒸气蒸馏 210
第五节 二组分固-液平衡系统 211
一、固相不互溶具有简单低共熔混合物二组分固-液平衡系统 212
二、固液不互溶生成化合物二组分固-液平衡系统 214
三、固相部分互溶二组分固-液平衡系统相图 215
第六节 三组分系统相图 217
一、三组分系统的组成表示法 217
二、部分互溶三组分系统液-液平衡相图 218
本章小结 219
思考题 221
习题 221
第六章 化学平衡 227
第一节 化学反应的方向与限度 227
一、化学反应的平衡条件 227
二、标准平衡常数 229
三、化学反应等温式 231
第二节 各种反应类型的平衡常数 232
一、气相反应的平衡常数 232
二、液相反应的平衡常数 234
三、多相反应的平衡常数 236
第三节 化学反应平衡常数的测定与计算 237
一、平衡常数的实验测定 237
二、化学反应平衡常数的计算 238
三、化学反应平衡转化率的计算 239
第四节 各因素对化学平衡的影响 240
一、温度对平衡常数的影响 240
二、压强对化学平衡的影响 242
三、惰性气体对化学平衡的影响 243
四、原料配比对化学平衡的影响 244
第五节 同时平衡 245
本章小结 246
思考题 248
习题 248
第七章 统计热力学基础 257
第一节 概述 257
一、微观粒子运动状态的描述 257
二、统计系统的分类 258
三、统计热力学的基本假定 259
第二节 玻尔兹曼分布定律 259
一、能级分布与微观状态 259
二、配分函数 262
第三节 配分函数的计算 263
一、平动配分函数 263
二、转动配分函数 264
三、振动配分函数 266
四、电子运动和核运动的配分函数 267
五、能量零点的选择对粒子配分函数的影响 268
第四节 配分函数与热力学函数的关系 268
一、热力学能与粒子配分函数的关系 268
二、恒容热容CV 269
三、熵与粒子配分函数的关系 269
四、亥姆霍兹函数与粒子配分函数的关系 270
五、其他热力学函数与粒子配分函数的关系 270
第五节 理想气体反应的标准平衡常数 271
一、理想气体的吉布斯函数和焓函数 271
二、统计热力学方法计算标准平衡常数 272
本章小结 273
思考题 277
习题 277
第八章 化学反应动力学 284
第一节 化学反应速率与反应机理简介 285
一、化学反应速率与测量 285
二、反应机理简介 288
第二节 化学反应速率方程 289
一、浓度对反应速率的影响 289
二、速率常数 292
第三节 具有简单级数反应速率方程的积分式 292
一、零级反应 292
二、一级反应 293
三、二级反应 294
四、n 级反应 297
第四节 反应速率方程的确定 298
一、积分法 298
二、微分法 299
三、半衰期法 300
四、隔离法 301
第五节 温度与反应速率的关系 302
一、阿伦尼乌斯公式 302
二、温度对反应速率的影响 305
三、活化能的经验计算 306
第六节 典型的复合反应 306
一、对峙反应 307
二、平行反应 308
三、连续反应 309
第七节 复合反应的近似处理方法 310
一、速控步骤近似法 310
二、稳态近似法 311
三、平衡态近似法 311
第八节 化学反应速率理论 312
一、简单碰撞理论 312
二、过渡态理论 315
三、单分子反应理论 319
第九节 分子反应动态学简介 320
一、交叉分子束技术 320
二、反应截面与单一速度的反应速率 320
三、反应截面与反应速率常数的关系 321
第十节 链反应 321
一、链反应的机理 321
二、直链反应 322
三、支链反应 324
第十一节 光化学反应 326
一、概述 326
二、光化学基本定律 327
三、光化学反应的初级过程和次级过程 328
四、光化学反应的速率方程 330
五、光敏与猝灭 331
六、激光简介 332
第十二节 催化反应 332
一、催化反应的基本概念 332
二、催化剂的基本特征 333
三、均相催化反应 334
四、酶催化反应 335
五、复相催化反应 337
六、胶体催化剂 338
本章小结 339
思考题 341
习题 342
第九章 电化学 352
第一节 电化学的基本概念 352
一、原电池、电解池 352
二、法拉第定律 354
三、离子的电迁移现象 355
第二节 电解质溶液的电导 357
一、电导、电导率、摩尔电导率 357
二、电解质溶液电导的测定 359
三、电解质溶液的电导率、摩尔电导率与浓度的关系 360
四、电导测定的一些应用 362
第三节 强电解质溶液理论 364
一、电解质溶液的平均活度与平均活度因子 364
二、离子强度 366
三、德拜-休克尔理论 366
第四节 可逆电池 367
一、可逆电池电动势 368
二、能斯特公式 369
三、可逆电池电动势的测定 370
四、原电池的表示式 371
第五节 可逆电池的热力学 372
一、电池反应的ΔrGm、ΔrSm及rmΔH 372
二、电池反应可逆热效应 373
三、电池反应的标准热力学平衡常数K 373
第六节 电极电势 374
一、电极电势的来源 374
二、电极电势的定义 375
三、标准氢电极与参比电极 376
四、电极电势的能斯特公式 377
五、可逆电极的类型 380
第七节 浓差电池 381
一、电解质溶液浓差电池 381
二、电极浓差电池 382
第八节 电池电动势测定的应用 382
一、求微溶盐的活度积 382
二、求离子的平均活度因子 383
三、pH 的测定 384
第九节 化学电源 387
一、锌锰电池 387
二、铅酸蓄电池 388
三、锂一次电池与锂离子电池 388
四、燃料电池 389
第十节 不可逆电极过程 390
一、电解池与分解电压 390
二、电极的极化与超电势 392
三、电解时电极上的反应 393
本章小结 394
思考题 396
习题 397
第十章 界面现象 405
第一节 气-液界面现象 406
一、表面张力和比表面吉布斯函数 406
二、考虑相界面情况下的热力学公式 407
三、附加压强和弯曲液面的蒸气压 407
四、溶液表面的吸附现象 410
五、表面活性剂 411
第二节 气-固界面现象 413
一、气-固界面上的吸附 413
二、气-固吸附理论 414
第三节 固-液界面现象与液-液界面现象 417
一、润湿与铺展 417
二、接触角 419
三、毛细现象 419
四、液-液界面现象 420
本章小结 421
思考题 423
习题 424
第十一章 胶体化学 431
第一节 胶体分散系的分类、界面和胶粒的形状 431
一、胶体分散系的分类 431
二、界面 432
三、胶粒的形状 432
第二节 溶胶的动力性质 433
一、布朗运动 433
二、扩散 434
三、沉降和沉降平衡 435
第三节 溶胶的光学性质 436
一、丁铎尔效应 436
二、瑞利公式 436
第四节 溶胶的电学性质和胶团结构 437
一、电动现象 437
二、胶粒带电的原因 438
三、斯特恩扩散双电层模型与电势 439
四、溶液的胶团结构 440
第五节 溶胶的流变性质 441
一、黏度 442
二、流型 442
第六节 溶胶的稳定和聚沉 443
一、溶胶的稳定性 443
二、溶胶的聚沉 443
三、溶胶稳定性的DLVO 理论简介 445
第七节 溶胶的制备与净化 445
一、溶胶的制备 445
二、溶胶的净化 447
第八节 大分子溶液 448
一、不电离大分子的渗透压 448
二、唐南平衡 448
第九节 凝胶 450
一、凝胶的分类 450
二、凝胶的性质 450
本章小结 451
思考题 451
习题 452
参考文献 456
附录 457
附录1 基本常数 457
附录2 能量单位换算 457
附录3 SI 导出单位 458
附录4 某些物质的临界参数 459
附录5 某些有机化合物的标准摩尔燃烧焓(298.15K) 460
附录6 函数展成级数 461
附录7 某些物质的标准摩尔生成焓、标准摩尔生成吉布斯自由能、标准摩尔熵及等压摩尔热容(298.15K) 462
索引 467
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