緒論1
0.1　物理化學的研究對象和方法 1
0.2　學習物理化學的要求及方法 2

第1 章　氣體的pVT 關(guān)系和性質(zhì)4
1.1　低壓氣體的經(jīng)驗定律 4
1.2　理想氣體及狀態(tài)方程 5
1.2.1 理想氣體模型 5
1.2.2 理想氣體狀態(tài)方程 5
1.2.3 摩爾氣體常數(shù) 6
1.3　理想氣體混合物 7
1.3.1 混合物組成表示方法 7
1.3.2 理想氣體狀態(tài)方程用于理想氣體混合物 8
1.3.3 道爾頓(Dalton) 分壓定律 8
1.3.4 阿馬加(Amagat) 分體積定律 9
1.4　真實氣體 10
1.4.1 真實氣體分子間力 10
1.4.2 真實氣體的pVm-p 圖及波義耳(Boyle) 溫度 11
1.4.3 真實氣體的p-Vm 圖及氣體的液化 11
1.4.4 真實氣體狀態(tài)方程 13
1.4.5 對應狀態(tài)原理及普遍化壓縮因子圖 17
本章小結(jié)及基本要求 21
習題 21

第2 章　熱力學第一定律26
2.1　概論 26
2.2　基本概念 27
2.2.1 系統(tǒng)和環(huán)境 27
2.2.2 狀態(tài)和狀態(tài)函數(shù) 27
2.2.3 熱力學平衡態(tài) 28
2.2.4 過程和途徑 28
2.2.5 熱、功和熱力學能(內(nèi)能) 29
2.3　熱力學第一定律 30
2.3.1 熱力學第一定律 30
2.3.2 熱力學第一定律數(shù)學表達式 31
2.4　膨脹功與可逆過程 31
2.4.1 功與過程 32
2.4.2 可逆過程 34
2.5　恒容熱、恒壓熱、焓 36
2.5.1 恒容熱(QV ) 36
2.5.2 恒壓熱(Qp ) 及焓 37
2.5.3 ΔU=QV 和ΔH=Qp 關(guān)系式的熱力學意義 37
2.6　理想氣體熱力學能和焓 38
2.7　熱容及恒容或恒壓變溫過程ΔU 和ΔH 的計算 39
2.7.1 摩爾恒容熱容和摩爾恒壓熱容的定義 39
2.7.2 CV,m 和Cp,m 的關(guān)系 40
2.7.3 Cp,m (CV,m) 與溫度的關(guān)系 41
2.7.4 恒容或恒壓變溫過程ΔU 或ΔH 的計算 42
2.8　理想氣體的絕熱過程 44
2.9　實際氣體的節(jié)流膨脹 47
2.9.1 焦耳-湯姆遜實驗——節(jié)流膨脹及其熱力學特征 47
2.9.2 焦耳-湯姆遜系數(shù) 48
2.9.3 等焓線 49
2.9.4 轉(zhuǎn)化曲線 49
*2.9.5 焦耳-湯姆遜系數(shù)(μJ-T) 正、負號的熱力學分析 50
2.10　相變焓 51
2.10.1 摩爾相變焓 51
2.10.2 相變過程熱力學能和功 52
2.10.3 摩爾相變焓隨溫度變化 53
2.11　熱化學 55
2.11.1 化學反應的熱效應——恒壓反應熱效應與恒容反應熱效應 55
2.11.2 反應進度 55
2.11.3 標準態(tài)、標準摩爾反應焓和熱化學方程式書寫 56
2.12　標準摩爾反應焓的計算 58
2.12.1 標準摩爾生成焓及由標準摩爾生成焓計算標準摩爾反應焓 58
2.12.2 標準摩爾燃燒焓及由標準摩爾燃燒焓計算標準摩爾反應焓 59
2.12.3 標準摩爾反應焓隨溫度變化——基爾霍夫(Kirchhoff) 公式 60
2.13　絕熱反應——非等溫反應 63
本章小結(jié)及基本要求 65
習題 65

第3 章　熱力學第二定律72
3.1　自發(fā)過程的共同特征 72
3.2　熱力學第二定律 74
3.3　卡諾循環(huán)及卡諾定理 75
3.3.1 卡諾循環(huán) 75
3.3.2 熱機效率 76
3.3.3 卡諾定理及其推論 77
3.4　熵的概念 79
3.4.1 可逆過程熱溫商及熵函數(shù)的引出 79
3.4.2 不可逆過程熱溫商 81
3.4.3 克勞修斯不等式——熱力學第二定律數(shù)學表達式 82
3.4.4 熵增原理及熵判據(jù) 82
3.4.5 熵的物理意義 83
3.5　熵變的計算 83
3.5.1 環(huán)境熵變計算 84
3.5.2 單純pVT 狀態(tài)變化過程熵變的計算 84
3.5.3 相變化熵變的計算 90
3.6　熱力學第三定律及其化學反應熵變的計算 93
3.6.1 熱力學第三定律 93
3.6.2 規(guī)定熵和標準熵 94
3.6.3 Sm (T) 的計算 94
3.6.4 計算標準摩爾反應熵ΔrSm (T) 95
3.7　亥姆霍茲函數(shù)和吉布斯函數(shù) 96
3.7.1 亥姆霍茲函數(shù)及其判據(jù) 97
3.7.2 吉布斯函數(shù)及其判據(jù) 98
3.8　熱力學函數(shù)間的關(guān)系 99
3.8.1 熱力學函數(shù)間的關(guān)系 99
3.8.2 熱力學基本方程 99
3.8.3 麥克斯韋關(guān)系式 100
3.9　ΔG (ΔA)的計算 103
3.9.1 簡單狀態(tài)變化的恒溫過程 103
3.9.2 理想氣體恒溫恒壓混合 103
3.9.3 恒溫恒壓可逆相變過程 103
3.9.4 化學反應 105
3.9.5 簡單狀態(tài)變化的變溫過程 107
3.9.6 ΔA、ΔG 隨溫度T 的變化——吉布斯-亥姆霍茲方程 109
本章小結(jié)及基本要求 110
習題 111

第4 章　多組分系統(tǒng)熱力學116
4.1　偏摩爾量 116
4.1.1 混合物和溶液 116
4.1.2 單組分與多組分系統(tǒng)的區(qū)別——問題的提出 117
4.1.3 偏摩爾量的定義 118
4.1.4 偏摩爾量的集合公式 119
4.1.5 同一組分的各種偏摩爾量之間的函數(shù)關(guān)系 119
*4.1.6 偏摩爾量的測定方法舉例 120
4.1.7 吉布斯-杜亥姆方程 121
4.2　化學勢 122
4.2.1 單相多組分系統(tǒng)熱力學基本方程 122
4.2.2 化學勢的定義 123
4.2.3 多相多組分系統(tǒng)熱力學基本方程 124
4.2.4 化學勢與溫度、壓力的關(guān)系 124
4.2.5 化學勢判據(jù)及應用舉例 125
4.3　氣體及其混合物中各組分的化學勢 125
4.3.1 純理想氣體化學勢的表達式 126
4.3.2 理想氣體混合物中任一組分化學勢的表達式 126
4.3.3 純真實氣體的化學勢 126
4.3.4 真實氣體混合物中任一組分的化學勢 127
4.4　逸度及其逸度因子 128
4.4.1 逸度及逸度因子 128
4.4.2 逸度因子的計算及普遍化逸度因子圖 129
4.5　拉烏爾定律和亨利定律 132
4.5.1 拉烏爾(Raoult) 定律 133
4.5.2 亨利(Henry) 定律 133
4.5.3 關(guān)于拉烏爾定律和亨利定律 135
4.6　理想液態(tài)混合物中各組分的化學勢 136
4.6.1 理想液態(tài)混合物的定義及其任一組分的化學勢 136
4.6.2 理想液態(tài)混合物混合過程的熱力學特征 137
4.7　理想稀溶液中各組分的化學勢 140
4.7.1 理想稀溶液的定義 140
4.7.2 理想稀溶液中溶劑的化學勢 140
4.7.3 理想稀溶液中溶質(zhì)的化學勢 141
4.7.4 溶質(zhì)化學勢表示式的應用舉例——分配定律 143
4.8　稀溶液的依數(shù)性 144
4.8.1 蒸氣壓下降(溶質(zhì)不揮發(fā)) 145
4.8.2 沸點升高(溶質(zhì)不揮發(fā)) 145
4.8.3 凝固點下降(析出固態(tài)為純?nèi)軇? 146
4.8.4 滲透壓 148
4.9　非理想多組分系統(tǒng)中各組分的化學勢 150
4.9.1 非理想液態(tài)混合物對理想液態(tài)混合物的偏差 151
4.9.2 非理想液態(tài)混合物中各組分的化學勢及活度 151
4.9.3 非理想溶液中各組分的化學勢及活度 152
* 4.10　吉布斯-杜亥姆方程和杜亥姆-馬居耳方程及其應用 155
本章小結(jié)及基本要求 157
習題 158

第5 章　化學平衡163
5.1　摩爾反應吉布斯函數(shù)ΔrG m與化學反應的方向 163
5.1.1 摩爾反應吉布斯函數(shù)與化學勢的關(guān)系 163
5.1.2 摩爾反應吉布斯函數(shù)的物理意義 163
5.1.3 化學反應的方向與平衡條件 164
5.2　化學反應等溫方程和標準平衡常數(shù) 164
5.2.1 化學反應等溫方程 164
5.2.2 標準平衡常數(shù)的定義 165
5.2.3 標準平衡常數(shù)數(shù)值與反應方程式的書寫關(guān)系 166
5.3　不同反應體系的標準平衡常數(shù) 166
5.3.1 理想氣體反應 167
5.3.2 常壓有純凝聚態(tài)物質(zhì)參與的理想氣體反應 168
5.3.3 實際氣體反應 169
5.3.4 常壓下液態(tài)混合物中的化學反應 170
5.3.5 常壓下液態(tài)非電解溶液中的化學反應 171
5.4　平衡常數(shù)的不同表示方法 172
5.4.1 平衡常數(shù)的不同表示方法 172
5.4.2 理想氣體反應標準平衡常數(shù)K??與其他平衡常數(shù)的關(guān)系 173
5.5　標準平衡常數(shù)K ??的計算與測定 174
5.5.1 由熱力學數(shù)據(jù)求算標準平衡常數(shù)K?? 174
5.5.2 標準平衡常數(shù)K??的實驗測定 175
5.6　溫度對標準平衡常數(shù)K ??的影響 176
5.6.1 范特霍夫方程微分式 176
5.6.2 范特霍夫方程積分式 177
5.7　其他因素對理想氣體化學反應平衡的影響 178
5.7.1 壓力對于理想氣體反應平衡移動的影響 179
5.7.2 加入惰性組分對于理想氣體反應平衡移動的影響 179
5.7.3 反應物配比對平衡移動的影響 180
本章小結(jié)及基本要求 181
習題 182

第6 章　相平衡187
6.1　相律 187
6.1.1 基本概念 187
6.1.2 相律及相律的推導 189
6.2　克拉佩龍和克拉佩龍-克勞修斯方程 192
6.2.1 克拉佩龍方程(任意兩相平衡) 192
6.2.2 克拉佩龍-克勞修斯方程(液-氣或固-氣兩相平衡) 192
6.2.3 固-液或固(s1)-固(s2) 平衡 194
6.2.4 外壓對蒸氣壓的影響 194
6.3　水的相圖 195
6.3.1 水的相圖 195
6.3.2 克拉佩龍及克拉佩龍-克勞修斯方程對單組分相圖的應用 196
6.3.3 獨立變量的改變對系統(tǒng)狀態(tài)的影響 197
6.4　二組分理想液態(tài)混合物的氣-液平衡相圖 198
6.4.1 壓力-液相組成圖(p-x 圖) 198
6.4.2 壓力-氣、液相組成圖(p-x-y 相圖) 199
6.4.3 溫度-組成圖(T-x 相圖) 200
6.4.4 杠桿規(guī)則 202
* 6.5　蒸餾(精餾)基本原理 204
6.6　二組分實際液體混合物的氣-液平衡相圖 205
6.6.1 一般正(負) 偏差 205
6.6.2 較大正偏差 206
6.6.3 較大負偏差 207
6.6.4 科諾瓦洛夫(Konovalov) 規(guī)則 207
6.6.5 二組分實際液態(tài)混合物點、線、面的物理意義 208
6.7　二組分液態(tài)部分互溶及完全不互溶系統(tǒng)的氣-液平衡相圖 211
6.7.1 液相部分互溶系統(tǒng)液-液平衡T-x 相圖 211
6.7.2 液相部分互溶系統(tǒng)氣-液平衡T-x 相圖 213
6.7.3 液相完全不互溶系統(tǒng)氣-液平衡T-x 相圖及水蒸氣蒸餾 215
6.8　二組分固態(tài)互不相溶系統(tǒng)固-液平衡相圖 217
6.8.1 溶解度法繪制水-鹽系統(tǒng)相圖 218
6.8.2 熱分析法繪制二組分凝聚系統(tǒng)相圖 219
6.9　生成化合物的二組分凝聚系統(tǒng)相圖 222
6.9.1 生成穩(wěn)定化合物系統(tǒng) 222
6.9.2 生成不穩(wěn)定化合物系統(tǒng) 223
6.10　二組分固態(tài)互溶系統(tǒng)固-液平衡相圖 225
6.10.1 固態(tài)完全互溶系統(tǒng) 226
6.10.2 固相部分互溶系統(tǒng) 227
6.10.3 區(qū)域熔煉 229
* 6.11　等邊三角形坐標表示法 230
* 6.12　部分互溶的三組分系統(tǒng) 232
6.12.1 三組分中有一對部分互溶系統(tǒng) 232
6.12.2 有兩對部分互溶系統(tǒng) 232
6.12.3 有三對部分互溶系統(tǒng) 233
* 6.13　二鹽一水三組分系統(tǒng) 234
6.13.1 固相是純鹽的系統(tǒng) 234
6.13.2 生成水合物的系統(tǒng) 235
6.13.3 生成復鹽的系統(tǒng) 236
本章小結(jié)及基本要求 236
習題 237

附錄243
附錄Ⅰ　國際單位制 243
附錄Ⅱ　希臘字母表和基本常數(shù) 244
附錄Ⅲ　壓力、體積和能量的單位及其換算 245
附錄Ⅳ　元素的原子量表 246
附錄Ⅴ　一些氣體的摩爾定壓熱容與溫度的關(guān)系 247
附錄Ⅵ　一些有機化合物的標準摩爾燃燒焓 247
附錄Ⅶ　一些物質(zhì)的熱力學數(shù)據(jù) 248
附錄Ⅷ　一些物質(zhì)的自由能函數(shù) 254
附錄Ⅸ　水溶液中某些離子的熱力學數(shù)據(jù) 255