绪论1
第1章　热力学第一定律3
　1.1　热力学基本概念3
1.1.1　系统和环境3
1.1.2　状态和状态函数4
1.1.3　过程和途径5
1.1.4　热和功5
1.1.5　热力学能5
　1.2　热力学第一定律6
1.2.1　热力学第一定律的表述6
1.2.2　热力学第一定律的数学表达式6
　1.3　功与过程7
1.3.1　功与途径7
1.3.2　可逆过程8
　1.4　热与过程9
1.4.1　等容热9
1.4.2　等压热与焓10
1.4.3　热容10
　1.5　理想气体的热力学12
1.5.1　Joule实验12
1.5.2　理想气体的热容13
1.5.3　理想气体的ΔU和ΔH的计算14
1.5.4　理想气体的绝热可逆过程14
　1.6　热化学15
1.6.1　反应进度16
1.6.2　化学反应的热效应17
1.6.3　热化学方程式18
1.6.4　Hess定律19
1.6.5　几种热效应20
1.6.6　Kirchhoff定律23
　本章小结25
　阅读材料26
　拓展材料26
　思考题27
　习题28
第2章　热力学第二定律30
　2.1　热力学第二定律的经典表述30
2.1.1　自发过程的共同特征30
2.1.2　热力学第二定律的经典表述31
　2.2　热力学第二定律的熵表述32
2.2.1　Carnot循环与Carnot定理32
2.2.2　熵的概念34
2.2.3　热力学第二定律的数学表达式36
2.2.4　熵增加原理和熵判据37
　2.3　熵变的计算38
2.3.1　理想气体单纯p，V，T变化过程的熵变38
2.3.2　相变过程的熵变42
2.3.3　热力学第三定律和化学变化过程的熵变43
2.3.4　熵的统计意义45
　2.4　Helmholtz自由能与Gibbs自由能46
2.4.1　Helmholtz自由能及判据46
2.4.2　Gibbs自由能及判据47
2.4.3　热力学判据小结48
　2.5　热力学函数间的关系48
2.5.1　热力学函数之间的关系48
2.5.2　热力学基本方程49
2.5.3　特征偏微商和Maxwell关系式49
　2.6　ΔG的计算51
2.6.1　单纯p，V，T变化过程中的ΔG51
2.6.2　相变过程中的ΔG53
2.6.3　化学变化过程中的ΔG55
　2.7　Gibbs自由能变随温度及压力的变化57
2.7.1　Gibbs自由能变与温度的关系57
2.7.2　Gibbs自由能变与压力的关系58
　★2.8　不可逆过程热力学简介59
2.8.1　熵产生和熵流60
2.8.2　熵与生命60
　本章小结61
　拓展材料62
　思考题62
　习题64
第3章　混合物和溶液67
　3.1　偏摩尔量68
3.1.1　单组分系统与多组分系统的区别68
3.1.2　偏摩尔量的定义69
3.1.3　偏摩尔量的集合公式70
　3.2　化学势70
3.2.1　多组分均相系统热力学基本公式70
3.2.2　化学势定义71
3.2.3　化学势判据及其在相变化系统的应用72
　3.3　气体的化学势72
3.3.1　理想气体的化学势73
3.3.2　非理想气体的化学势73
　3.4　稀溶液中的两个经验定律74
3.4.1　Raoult定律74
3.4.2　Henry定律75
　3.5　溶液中各组分的化学势76
3.5.1　理想液态混合物及其各组分的化学势76
3.5.2　理想稀溶液中各组分的化学势78
3.5.3　非理想稀溶液中各组分的化学势80
　3.6　稀溶液的依数性81
3.6.1　蒸气压下降81
3.6.2　凝固点降低81
3.6.3　沸点升高83
3.6.4　渗透压84
　3.7　分配定律及其应用86
3.7.1　分配定律86
3.7.2　分配定律的应用——萃取86
　本章小结88
　阅读材料88
　拓展材料89
　思考题89
　习题90
第4章　相平衡92
　4.1　相律93
4.1.1　基本概念93
4.1.2　相律95
　4.2　单组分系统相图及其应用97
4.2.1　Clapeyron方程97
4.2.2　水的相图99
4.2.3　超临界流体及其应用100
　4.3　二组分双液系统相图及其应用102
4.3.1　理想的完全互溶双液系统的相图102
4.3.2　非理想的完全互溶双液系统的相图105
★4.3.3　部分互溶双液系统的相图107
★4.3.4　完全不互溶双液系统的相图108
　4.4　二组分固液系统相图及其应用109
　本章小结110
　阅读材料111
　拓展材料112
　思考题112
　习题114
第5章　化学平衡116
　5.1　化学反应的方向和限度117
　5.2　化学反应等温式与平衡常数118
5.2.1　平衡常数118
5.2.2　平衡常数的表达式120
5.2.3　平衡常数与反应方程式写法的关系125
　5.3　平衡常数的测定和计算126
5.3.1　平衡常数的测定126
5.3.2　平衡常数的计算126
　5.4　温度对平衡常数的影响128
　5.5　生化反应的标准态和平衡常数130
　5.6　耦合反应131
　本章小结132
　拓展材料133
　思考题133
　习题133
第6章　电解质溶液136
　6.1　电解质溶液的导电性质136
6.1.1　电解质溶液的导电机理136
6.1.2　Faraday电解定律138
　6.2　离子的电迁移139
6.2.1　离子的淌度139
6.2.2　离子的迁移数139
6.2.3　离子迁移数的测定140
　6.3　电导及其应用142
6.3.1　电导、电导率及摩尔电导率142
6.3.2　电导率、摩尔电导率与浓度的关系144
6.3.3　离子独立运动定律和离子摩尔电导率145
6.3.4　电导测定的应用147
　6.4　离子的平均活度和活度因子150
6.4.1　强电解质的离子平均活度和平均活度因子150
6.4.2　影响离子平均活度因子的因素152
　6.5　强电解质溶液理论简介154
★6.5.1　强电解质溶液的离子互吸理论154
6.5.2　DebyeHückel极限公式155
6.5.3　DebyeHückelOnsager电导公式156
　本章小结158
　阅读材料158
　拓展材料159
　思考题160
　习题160
第7章　电化学162
　7.1　可逆电池和电池符号163
7.1.1　可逆电池163
7.1.2　电池符号164
7.1.3　可逆电极的类型164
7.1.4　可逆电池电动势测定166
　7.2　可逆电池的热力学167
7.2.1　由电动势及其温度系数求热力学函数的变化值167
7.2.2　由标准电动势E求标准平衡常数K169
　7.3　电极电势和电池电动势170
7.3.1　电池电动势产生的原理170
7.3.2　Nernst方程式172
7.3.3　电池电动势的计算175
　7.4　浓差电池176
　7.5　电池电动势测定的应用177
7.5.1　判断化学反应的方向177
7.5.2　计算难溶盐的溶度积178
7.5.3　离子平均活度因子γ±的测定179
7.5.4　pH的测定180
7.5.5　电池电动势测定在生物系统中的应用181
　7.6　分解电压182
7.6.1　基本概念182
7.6.2　分解电压的测定　183
7.6.3　理论分解电压的计算184
　7.7　极化与超电势184
7.7.1　极化184
7.7.2　极化曲线185
7.7.3　超电势的测定186
7.7.4　氢超电势186
7.7.5　Tafel公式187
7.7.6　氢超电势的理论解释187
　7.8　电解时电极上的反应188
7.8.1　析出电势与金属离子的分离188
7.8.2　电解的应用190
7.8.3　金属的电化学腐蚀和防腐191
　★7.9　生物电化学192
7.9.1　生物膜模拟193
7.9.2　电化学控释药物　193
7.9.3　在体电化学193
7.9.4　电化学生物传感器194
　7.10　化学电源195
7.10.1　概述195
7.10.2　常见电池197
　本章小结200
　阅读材料201
　拓展材料203
　思考题203
　习题204
第8章　化学动力学基础207
　8.1　化学反应的速率及速率方程208
8.1.1　化学反应速率的定义208
8.1.2　基元反应和非基元反应209
8.1.3　反应级数和反应分子数210
8.1.4　反应速率常数211
8.1.5　反应速率的测定211
　8.2　简单级数反应动力学方程211
8.2.1　零级反应212
8.2.2　一级反应212
8.2.3　二级反应214
8.2.4　三级反应216
8.2.5　反应级数的测定法217
　8.3　温度对反应速率的影响219
8.3.1　Arrhenius公式220
8.3.2　基元反应的活化能221
8.3.3　复合反应的活化能——表观活化能222
　8.4　典型的复合反应223
8.4.1　对峙反应223
8.4.2　平行反应224
8.4.3　连串反应225
8.4.4　链反应226
　8.5　复合反应的近似处理227
8.5.1　控速步骤法227
8.5.2　平衡态近似法228
8.5.3　稳态近似法228
　8.6　化学反应速率理论230
8.6.1　碰撞理论230
8.6.2　过渡态理论232
　8.7　特殊反应的动力学分析234
8.7.1　溶液中的反应234
8.7.2　催化反应236
8.7.3　光化学反应240
　★8.8　现代化学动力学研究技术242
8.8.1　化学弛豫法242
8.8.2　闪光光解法243
8.8.3　交叉分子束技术243
　本章小结244
　阅读材料245
　拓展材料246
　思考题246
　习题247
第9章　表面物理化学250
　9.1　表面Gibbs自由能与表面张力251
9.1.1　分散度和比表面251
9.1.2　表面Gibbs自由能252
9.1.3　表面张力253
　9.2　弯曲液面上的附加压力和蒸气压255
9.2.1　弯曲液面上的附加压力255
9.2.2　弯曲液面上的蒸气压258
9.2.3　亚稳态260
　9.3　溶液表面的吸附260
9.3.1　溶液的表面张力与溶液浓度的关系260
9.3.2　溶液的表面吸附——Gibbs吸附等温式261
9.3.3　表面活性剂分子在溶液表面的定向排列263
　★9.4　表面膜264
9.4.1　单分子表面膜——不溶性表面膜264
9.4.2　表面压及其测定265
9.4.3　表面膜的应用266
　9.5　液固界面现象——润湿作用267
9.5.1　润湿现象267
9.5.2　接触角与润湿方程268
　9.6　表面活性剂及其作用270
9.6.1　表面活性剂的结构特点与分类270
9.6.2　表面活性剂的主要性能参数271
9.6.3　表面活性剂的一些重要作用及应用274
　9.7　乳状液277
9.7.1　乳状液的类型及其鉴别277
9.7.2　乳状液的稳定性和乳化作用277
9.7.3　乳状液的制备279
9.7.4　乳状液的转型与破坏280
9.7.5　乳状液的应用281
9.7.6　微乳状液281
　9.8　固体表面的吸附作用282
9.8.1　固体表面对气体的吸附作用283
9.8.2　固体在溶液中的吸附290
　9.9　气固表面的催化作用293
　本章小结294
　阅读材料296
　拓展材料297
　思考题297
　习题298
第10章　胶体化学301
　10.1　分散系统302
　10.2　溶胶303
10.2.1　溶胶的基本特性303
10.2.2　溶胶的制备304
10.2.3　溶胶的净化306
10.2.4　胶团的结构307
　10.3　溶胶的光学性质308
10.3.1　Tyndall效应308
10.3.2　Rayleigh光散射公式309
10.3.3　超显微镜的基本原理310
　10.4　溶胶的动力学性质311
10.4.1　Brown运动311
10.4.2　扩散312
10.4.3　沉降与沉降平衡314
　10.5　溶胶的电学性质317
10.5.1　电动现象317
10.5.2　双电层理论和电动电势ζ319
　10.6　溶胶的稳定性与聚沉321
10.6.1　溶胶的稳定性321
10.6.2　影响溶胶聚沉的因素322
　10.7　高分子溶液324
10.7.1　高分子溶液与溶胶的异同324
★10.7.2　高分子化合物的平均相对分子质量325
★10.7.3　高分子溶液的性质328
10.7.4　Donnan平衡331
　10.8　凝胶334
10.8.1　凝胶的分类334
10.8.2　凝胶的性质335
　★10.9　纳米粒子336
10.9.1　纳米技术的发展336
10.9.2　纳米材料的特性337
10.9.3　纳米技术在生命科学中的应用337
本章小结338
阅读材料339
拓展材料340
思考题340
习题341
参考文献344
附录347
参考答案360