物理化学（第五版）（上册）

本书是在第四版的基础上，遵照教育部高等学校化学与化工学科教学指导委员会2004年通过的“化学专业和应用化学专业化学教学基本内容”进行了适当的调整和增删。全书重点阐述了物理化学的基本概念和基本理论，同时考虑到不同读者的需要也适当介绍了一些与学科发展趋势有关的前沿内容。各章附有扩展阅读的参考文献和书目，拓宽了教材的深度和广度。为便于读者巩固所学到的知识，提高解题能力，同时也为了便于自学，书中编入了较多的例题，每章末分别有复习题和习题，供读者练习之用。全书采用以国际单位制(SI)单位为基础的“中华人民共和国法定计量单位”和国家标准(GB 3100~3102—93)所规定的符号。

全书分上、下两册，共14章。上册内容包括：气体，热力学第一定律，热力学第二定律，多组分系统热力学，相平衡，化学平衡和统计热力学基础。下册内容包括：电解质溶液，可逆电池电动势的测定和应用，电解和极化，化学动力学基础，表面化学和胶体分散系统等。

即将与本书配套出版的有：学习与解题指导书，多媒体电子教案，多媒体网络课程等，形成一套新型的立体教材。

本书可作为理科化学专业物理化学课程的教材，也可供高等师范院校和工科院校的有关系科参考使用。

目录
- 前辅文
- 绪论
  - §0.1 物理化学的建立与发展
  - §0.2 物理化学的目的和内容
  - §0.3 物理化学的研究方法
  - §0.4 物理化学课程的学习方法
  - 课外参考读物
- 第一章气体
  - §1.1 气体分子动理论
    - 气体分子动理论的基本公式
    - 压力和温度的统计概念
    - 气体分子运动公式对几个经验定律的说明
    - 分子平均平动能与温度的关系
  - §1.2 摩尔气体常数(R)
  - §1.3 理想气体的状态图
  - §1.4 分子运动的速率分布
    - Maxwell速率分布定律
    - *Maxwell速率分布函数的推导
    - 分子速率的三个统计平均值——最概然速率､数学平均速率与根均方速率
    - *气体分子按速率分布的实验验证——分子射线束实验
  - §1.5 分子平动能的分布
  - §1.6 气体分子在重力场中的分布
  - §1.7 分子的碰撞频率与平均自由程
    - 分子的平均自由程
    - 分子的互碰频率
    - 分子与器壁的碰撞频率
    - 分子的隙流
  - §1.8 实际气体
    - 实际气体的行为
    - van der Waals方程式
    - 其他状态方程式
  - §1.9 气液间的转变——实际气体的等温线和液化过程
    - 气体与液体的等温线
    - van der Waals方程式的等温线
    - 对比状态和对比状态定律
  - §1.10 压缩因子图——实际气体的有关计算
  - *§1.11 分子间的相互作用力
  - 本章基本要求
  - 课外参考读物
  - 复习题
  - 习题
- 第二章热力学第一定律
  - §2.1 热力学概论
    - 热力学的基本内容
    - 热力学的方法和局限性
  - §2.2 热平衡和热力学第零定律——温度的概念
  - §2.3 热力学的一些基本概念
    - 系统与环境
    - 系统的性质
    - 热力学平衡态
    - 状态函数
    - 状态方程
    - 过程和途径
    - 热和功
  - §2.4 热力学第一定律
  - §2.5 准静态过程与可逆过程
    - 功与过程
    - 准静态过程
    - 可逆过程
  - §2.6 焓
  - §2.7 热容
  - §2.8 热力学第一定律对理想气体的应用
    - 理想气体的热力学能和焓——Gay Lussac Joule 实验
    - 理想气体的Cp与CV之差
    - 绝热过程的功和过程方程式
  - §2.9 Carnot循环
    - Carnot循环
    - 热机效率
    - 冷冻系数
    - 热泵
  - §2.10 Joule Thomson效应——实际气体的ΔU和ΔH
    - Joule Thomson效应
    - 实际气体的ΔU和ΔH
  - §2.11 热化学
    - 化学反应的热效应——等压热效应与等容热效应
    - 反应进度
    - 标准摩尔焓变
  - §2.12 Hess定律
  - §2.13 几种热效应
    - 标准摩尔生成焓
    - 自键焓估算反应焓变
    - 标准摩尔离子生成焓
    - 标准摩尔燃烧焓
    - *溶解热和稀释热
  - §2.14 反应焓变与温度的关系——Kirchhoff定律
  - §2.15 绝热反应——非等温反应
    - *§2.16 热力学第一定律的微观诠释
    - 热力学能
    - 功
    - 热
    - 热容——能量均分原理
  - *§2.17 由热力学第零定律导出温度的概念
  - *§2.18 关于以J(焦耳)作为能量单位的说明
  - 本章基本要求
  - 课外参考读物
  - 复习题
  - 习题
- 第三章热力学第二定律
  - §3.1 自发变化的共同特征——不可逆性
  - §3.2 热力学第二定律
  - §3.3 Carnot定理
  - §3.4 熵的概念
  - §3.5 Clausius不等式与熵增加原理
    - Clausius不等式——热力学第二定律的数学表达式
    - 熵增加原理
  - §3.6 热力学基本方程与T S图
    - 热力学的基本方程——热力学第一定律和第二定律的联合公式
    - T S图及其应用
  - §3.7 熵变的计算
    - 等温过程中熵的变化值
    - 非等温过程中熵的变化值
  - §3.8 熵和能量退降
  - §3.9 热力学第二定律的本质和熵的统计意义
    - 热力学第二定律的本质
    - 熵和热力学概率的关系——Boltzmann公式
  - §3.10 Helmholtz 自由能和Gibbs自由能
    - Helmholtz 自由能
    - Gibbs自由能
  - §3.11 变化的方向与平衡条件
  - §3.12 ΔG的计算示例
    - 等温物理变化中的ΔG
    - 化学反应中的ΔrGm——化学反应等温式
  - §3.13 几个热力学函数间的关系
    - 基本公式
    - 特性函数
    - Maxwell关系式及其应用
    - Gibbs自由能与温度的关系——Gibbs Helmholtz方程
    - Gibbs自由能与压力的关系
  - §3.14 热力学第三定律与规定熵
    - 热力学第三定律
    - 规定熵值
    - 化学反应过程的熵变计算
  - *§3.15 绝对零度不能达到原理——热力学第三定律的另一种表述法
  - *§3.16 不可逆过程热力学简介
    - 引言
    - 局域平衡
    - 熵产生和熵流
    - 最小熵产生原理
    - Onsager 倒易关系
    - 耗散结构和自组织现象
    - 混沌
  - *§3.17 信息熵浅释
    - Maxwell妖与信息
  - 本章基本要求
  - 课外参考读物
  - 复习题
  - 习题
- 第四章多组分系统热力学及其在溶液中的应用
  - §4.1 引言
  - §4.2 多组分系统的组成表示法
  - §4.3 偏摩尔量
    - 偏摩尔量的定义
    - 偏摩尔量的加和公式
    - *偏摩尔量的求法
    - Gibbs Duhem公式——系统中偏摩尔量之间的关系
  - §4.4 化学势
    - 化学势的定义
    - 化学势在相平衡中的应用
    - 化学势与温度､压力的关系
  - §4.5 气体混合物中各组分的化学势
    - 理想气体及其混合物的化学势
    - 非理想气体混合物的化学势——逸度的概念
    - 逸度因子的求法
  - §4.6 稀溶液中的两个经验定律
    - Raoult定律
    - Henry定律
  - §4.7 理想液态混合物
    - 理想液态混合物的定义
    - 理想液态混合物中任一组分的化学势
    - 理想液态混合物的通性
  - §4.8 理想稀溶液中任一组分的化学势
  - §4.9 稀溶液的依数性
  - *§4.10 Duhem Margule公式
  - §4.11 活度与活度因子
    - 非理想液态混合物中各组分的化学势——活度的概念
    - 非理想稀溶液
    - 双液系中活度因子之间的关系
    - *活度和活度因子的求法
  - *§4.12 渗透因子和超额函数
    - 溶剂A的渗透因子
    - 超额函数
  - §4.13 分配定律——溶质在两互不相溶液相中的分配
  - *§4.14 理想液态混合物和理想稀溶液的微观说明
    - 理想液态混合物的微观说明
    - 理想稀溶液的微观说明
  - *§4.15 绝对活度
  - 本章基本要求
  - 课外参考读物
  - 复习题
  - 习题
- 第五章相平衡
  - §5.1 引言
  - §5.2 多相系统平衡的一般条件
  - §5.3 相律
  - §5.4 单组分系统的相平衡
    - 单组分系统的两相平衡——Clapeyron方程
    - 外压与蒸气压的关系——不活泼气体对液体蒸气压的影响
    - 水的相图
    - *硫的相图
    - 超临界状态
  - §5.5 二组分系统的相图及其应用
    - 理想的二组分液态混合物——完全互溶的双液系
    - 杠杆规则
    - 蒸馏(或精馏)的基本原理
    - 非理想的二组分液态混合物
    - 部分互溶的双液系
    - 不互溶的双液系——蒸汽蒸馏
    - 简单的低共熔二元相图
    - 形成化合物的系统
    - *气固态的平衡图——水合物(固)的解离平衡图
    - 液､固相都完全互溶的相图
    - 固态部分互溶的二组分相图
    - 区域熔炼
  - §5.6 三组分系统的相图及其应用
    - 等边三角形坐标表示法
    - 部分互溶的三液体系统
    - 二固体和一液体的水盐系统
    - 三组分低共熔系统的相图
    - *直角坐标表示法
  - *§5.7 二级相变
  - *§5.8 铁碳系统的相图
  - 本章基本要求
  - 课外参考读物
  - 复习题
  - 习题
- 第六章化学平衡
  - §6.1 化学反应的平衡条件——反应进度和化学反应的亲和势
    - 化学反应的平衡条件和反应进度ξ的关系
    - 化学反应的亲和势
  - §6.2 化学反应的平衡常数和等温方程式
    - 气相反应的平衡常数——化学反应的等温方程式
    - 溶液中反应的平衡常数
  - §6.3 平衡常数的表示式
  - §6.4 复相化学平衡
  - §6.5 标准摩尔生成Gibbs自由能
    - 标准状态下反应的Gibbs自由能变化值ΔrGNB359 m
    - 标准摩尔生成Gibbs自由能
    - Ellingham图
  - §6.6 温度､压力及惰性气体对化学平衡的影响
    - 温度对化学平衡的影响
    - 压力对化学平衡的影响
    - 惰性气体对化学平衡的影响
  - §6.7 同时化学平衡
  - §6.8 反应的耦合
  - §6.9 近似计算
  - *§6.10 生物能学简介
    - 生物化学中的标准态
    - ATP的水解
    - 糖酵解
  - 本章基本要求
  - 课外参考读物
  - 复习题
  - 习题
- 第七章统计热力学基础
  - §7.1 概论
    - 统计热力学的研究方法和目的
    - 统计系统的分类
    - 统计热力学的基本假定
  - §7.2 Boltzmann统计
    - 定位系统的最概然分布
    - α,β值的推导
    - Boltzmann公式的讨论——非定位系统的最概然分布
    - Boltzmann公式的其他形式
    - 撷取最大项法及其原理
  - *§7.3 Bose Einstein统计和Fermi Dirac统计
    - Bose Einstein统计
    - Fermi Dirac统计
    - 三种统计的比较
  - §7.4 配分函数
    - 配分函数的定义
    - 配分函数与热力学函数的关系
    - 配分函数的分离
  - §7.5 各配分函数的求法及其对热力学函数的贡献
    - 原子核配分函数
    - 电子配分函数
    - 平动配分函数
    - 单原子理想气体的热力学函数
    - 转动配分函数
    - 振动配分函数
  - *§7.6 晶体的热容问题
  - §7.7 分子的全配分函数
  - §7.8 用配分函数计算ΔrGNB359m和反应的平衡常数
    - 化学平衡系统的公共能量标度
    - 从自由能函数计算平衡常数
    - 热函函数
    - 从配分函数求平衡常数
  - 本章基本要求
  - 课外参考读物
  - 复习题
  - 习题
  - 主要参考书目
- 附录
  - Ⅰ. 数学复习
    - 1. 微分
    - 2. 偏微分和全微分
    - 3. 几种常用偏微分之间的关系式
    - 4. 完全微分
    - 5. 热力学基本关系式的记忆法
    - 6. Bridgman 的偏微分等式表示法
    - 7. Stirling(斯特林)近似公式
    - 8. Euler(欧勒)齐函数定理
    - 9. Lagrange(拉格朗日)乘因子法
    - 10. 泰勒(Taylor)级数
    - 11. 排列组合公式
  - Ⅱ. 常用的数学公式
    - 1. 微分
    - 2. 积分
    - 3. 函数展成级数形式
  - Ⅲ. 国际单位制
    - 表1 国际单位制基本单位
    - 表2 国际单位制辅助单位
    - 表3 具有专门名词的SI导出单位
    - 表4 由于人类健康安全防护需要而确定的具有专门名称的SI导出单位
    - 表5 SI 词头
    - 表6 国家选定的非国际单位制单位
    - 表7 用于构成十进倍数和分数单位的词头
  - Ⅳ. 其他表值
    - 表8 希腊字母表
    - 表9 基本常数
    - 表10 压力､体积和能量的单位及其换算
      - 能量的单位及换算
      - 压力的单位及换算
    - 表11 元素的相对原子质量表(1997)
    - 表12 一些气体的van der Waals 常数
    - 表13 一些物质的临界参数
    - 表14 一些气体的摩尔定压热容与温度的关系
    - 表15 一些有机化合物的标准摩尔燃烧焓
    - 表16 一些物质的热力学数据表值物质的标准摩尔生成焓､标准摩尔熵､标准摩尔生成Gibbs 自由能及标准摩尔定压热容
    - 表17 一些物质的自由能函数
    - 表18 水溶液中某些离子的标准摩尔生成焓､标准摩尔生成Gibbs 自由能､标准摩尔熵及标准摩尔定压热容
    - 表19 本书所用符号名称

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