物理化學（上冊）

上冊
緒論1
第1章 熱力學第一定律及熱化學7
1.1熱力學常用的一些基本概念7
1.1.1體系與環(huán)境7
1.1.2狀態(tài)與性質7
1.1.3狀態(tài)函數(shù)的數(shù)學特征8
1.1.4狀態(tài)方程式10
1.1.5過程與平衡11
1.1.6熱和功12
1.2熱力學第一定律13
1.2.1第一定律的表述13
1.2.2封閉體系內熱力學第一定律的 數(shù)學表達式14
1.2.3內能函數(shù)14
1.2.4體積功的計算、可逆過程的 概念15
1.2.5焓H18
1.3熱容量、關于熱的計算19
1.3.1熱平衡原理19
1.3.2熱容量的定義19
1.3.3恒容熱容（CV）和恒壓
熱容（Cp）19
1.3.4Cp與CV的關系20
1.3.5相變熱21
1.4熱力學第一定律對理想氣體的應用23
1.4.1理想氣體的內能和焓23
1.4.2理想氣體的絕熱過程24
1.4.3絕熱可逆過程與恒溫可逆過程的 比較27
1.5實際氣體的內能和焓28
1.5.1氣體的節(jié)流膨脹——焦耳湯姆遜 實驗28
1.5.2實際氣體ΔU和ΔH的計算30
1.6化學反應的熱效應——熱化學32
1.6.1化學反應的熱效應——恒容反應熱 和恒壓反應熱33
1.6.2反應進度33
1.6.3恒壓反應熱與恒容反應熱的 關系34
1.6.4熱化學方程式35
1.6.5反應的標準摩爾焓變ΔrHm35
1.7反應焓的計算36
1.7.1赫斯（Hess）定律36
1.7.2物質的標準摩爾生成焓37
1.7.3物質的標準摩爾燃燒焓39
1.7.4鍵焓39
1.7.5溶解焓和稀釋焓43
1.8反應焓與溫度的關系44
1.9絕熱反應46
本章 學習要求49
參考文獻50
思考題50
習題51
綜合習題55
自我檢查題57
第2章 熱力學第二定律59
2.1自發(fā)過程的共同特征——不可逆性59
2.1.1熱傳遞過程61
2.1.2理想氣體的恒溫膨脹61
2.1.3化學反應過程61
2.2熱力學第二定律62
2.2.1開爾文（Kelvin）說法62
2.2.2克勞修斯（Clausius）說法63
2.3卡諾循環(huán)63
2.3.1卡諾循環(huán)64
2.3.2卡諾定理及推論66
2.4熵函數(shù)67
2.4.1熵的引出67
2.4.2熱力學第二定律的數(shù)學表達式——
Clausius不等式69
2.4.3熵增加原理——過程方向和限度的 判據(jù)71
2.4.4關于ΔS環(huán)的計算原則72
2.5熵變的計算72
2.5.1簡單pVT變化過程的熵變72
2.5.2相變化過程的熵變75
2.6熱力學第三定律、化學反應的熵變77
2.6.1熱力學第三定律77
2.6.2物質的規(guī)定熵及標準熵78
2.6.3化學反應的標準摩爾 熵變Δｒs ｍ 79
2.7亥姆霍茲函數(shù)和吉布斯函數(shù)81
2.7.1亥姆霍茲函數(shù)81
2.7.2吉布斯函數(shù)82
2.7.3變化方向和平衡條件的判據(jù)83
2.8ΔG的計算85
2.8.1簡單狀態(tài)變化過程的ΔG85
2.8.2相變化過程的ΔG86
2.8.3化學反應的ΔrGm87
2.9封閉體系的熱力學關系式89
2.9.1組成不變的封閉體系的熱力學 基本公式89
2.9.2麥克斯韋關系式及其應用90
2.9.3吉布斯函數(shù)與溫度的關系——吉 布斯·亥姆霍茲方程式93　
2.9.4含熵偏導數(shù)96
*2.10非平衡熱力學及耗散結構 理論簡介99
*2.10.1引言99
*2.10.2熵流和熵產(chǎn)生100
*2.10.3熵平衡方程101
本章 學習要求102
參考文獻102
思考題103
習題104
綜合習題108
自我檢查題109
第3章 統(tǒng)計熱力學基礎112
３.１一些基本概念和數(shù)學準備113
３.１.１概率113
３.1.2宏觀態(tài)和微觀態(tài)114
３.１.３統(tǒng)計體系的分類115
３.１.４粒子的運動形式及能級公式115
３.１.５統(tǒng)計熱力學的基本假定117
３.１.６排列組合問題117
３.１.７斯特林近似公式118
３.１.８拉格朗日（Lagrange）
乘因子法118
３.２粒子體系的能量分布及微觀狀態(tài)數(shù)119
３.２.１簡單粒子體系119
３.２.２獨立定位粒子體系的能量分布和 微態(tài)數(shù)121
３.３玻爾茲曼熵定理122
３.３.１熵與熱力學概率的關系122
３.３.２積分常數(shù)Ｃ１和C２的確定122
３.４玻爾茲曼統(tǒng)計124
３.４.１最可幾分布124
３.４.２α、β值的確定125
３.４.３非定域粒子體系的玻爾茲曼 公式126
３.４.４玻爾茲曼公式的其他形式127
３.４.５最可幾分布與平衡分布127
３.５配分函數(shù)130
３.5.1粒子配分函數(shù)130
３.５.２配分函數(shù)與熱力學函數(shù)的關系131
３.５.３配分函數(shù)的分離132
３.６配分函數(shù)的計算及其對熱力學 函數(shù)的貢獻133
３.６.１平動運動133
３.6.2轉動運動136
３.６.３振動運動138
３.６.４電子運動配分函數(shù)及熱力學
性質144
３.６.５核運動配分函數(shù)145
３.６.６粒子的全配分函數(shù)146
３.７熱力學定律的統(tǒng)計解釋146
３.７.１熱力學第一定律的統(tǒng)計解釋146
３.７.２熱力學第二定律的微觀說明148
３.７.３熱力學第三定律的統(tǒng)計解釋148
３.８量子統(tǒng)計149
３.８.１玻色愛因斯坦統(tǒng)計150
３.８.２費米狄拉克統(tǒng)計150
３.８.３三種統(tǒng)計的比較151
３.９系綜理論簡介152
３.９.１正則系綜153
３.９.２巨正則系綜155
３.９.３三種系綜的比較156
本章 學習要求156
參考文獻157
思考題157
習題158
自我檢查題160
第4章 多組分體系熱力學163
4.1多組分體系組成的表示法163
4.1.1物質的量分數(shù)xB163
4.1.2質量摩爾濃度mB164
4.1.3物質的量濃度cＢ164
4.1.4質量分數(shù)wＢ165
4.2多組分體系中物質的偏摩爾量和化
學勢165
4.2.1偏摩爾量165
4.2.2偏摩爾量的集合公式166
4.2.3GibbsDuhem公式168
4.２.４偏摩爾體積的求法168
4.2.5化學勢的定義170
4.2.6化學勢與相平衡判據(jù)171
4.２.７化學勢與溫度、壓力的關系171
4.3實際氣體、對比態(tài)定律172
4.3.1實際氣體的壓縮因子和狀態(tài)
方程172
4.3.2實際氣體的等溫線174
4.3.3范德華氣體等溫線175
4.3.４對比態(tài)定律176
4.4氣體的化學勢179
4.4.1理想氣體的化學勢179
4.4.2實際氣體的化學勢、逸度180
4.4.3實際氣體逸度的計算182
4.5拉烏爾定律和亨利定律184
4.５.１Raoult定律184
4.５.２Henry定律185
4.6理想液體混合物187
4.６.１理想液體混合物的定義187
4.6.2理想液體混合物中各組分的
化學勢188
4.６.３理想液體混合物的熱力學性質188
4.7理想稀溶液190
4.７.１稀溶液中溶劑的化學勢190
4.７.２稀溶液中溶質的化學勢190
4.7.3Henry常數(shù)KB(x)與溫度、壓力的
關系192
4.7.4DuhemMargules公式及應用193
4.8稀溶液的依數(shù)性195
4.８.１溶劑的蒸氣壓降低196
4.8.2溶劑的凝固點降低196
4.８.３溶劑的沸點升高198
4.８.４滲透壓199
4.9非理想溶液201
4.９.１活度的概念202
4.9.2非理想溶液中各組分的化學勢和
標準態(tài)202
4.９.３活度的計算204
4.９.４滲透系數(shù)207
4.10超額函數(shù)208
4.10.1超額熱力學函數(shù)208
4.10.2正規(guī)溶液和無熱溶液209
本章 學習要求211
參考文獻211
思考題212
習題212
綜合習題214
自我檢查題216
第5章 相平衡219
5.1相、組分、自由度219
5.1.1相219
5.1.2獨立組分(組分)220
5.1.3自由度221
5.2相律221
5.2.1多相體系平衡的一般條件221
５.２.２Gibbs相律推導222
5.3單組分體系224
５.３.１單組分體系相圖224
5.3.2單組分體系的兩相平衡——
克拉貝龍方程式225
5.3.3二級相變228
5.4完全互溶二組分體系的氣液平衡230
5.4.1理想液體混合物230
５.４.２非理想液體混合物232
5.4.3精餾原理簡介234
5.5液相部分互溶和完全不互溶的二組分
體系236
5.5.1液相部分互溶體系236
5.5.2完全不互溶的雙液體系238
5.6二組分體系固液平衡238
5.6.1固相完全不互溶239
5.6.2固相部分互溶243
5.6.3固相完全互溶244
5.7三組分體系245
5.7.1等邊三角形坐標法245
5.7.2部分互溶三液體系的液液
平衡248
5.7.3兩鹽水體系的固液平衡250
５.7.4三組分低共熔混合物的相圖252
本章 學習要求253
參考文獻254
思考題254
習題254
綜合習題261
自我檢查題262
第6章 化學平衡265
6.1化學反應的方向和平衡判據(jù)265
6.1.1化學反應的方向和平衡判據(jù)265
6.1.2有限反應體系反應過程的Ｇξ
曲線分析267
6.1.3化學反應的平衡常數(shù)及化學反應
等溫式269
６.２平衡常數(shù)的表達式270
6.2.1氣相反應270
6.2.2液相反應272
6.2.3復相化學反應274
6.３平衡常數(shù)的實驗測定及平衡組成的
計算275
6.3.1平衡常數(shù)的實驗測定275
6.３.２平衡組成的計算275
６.４平衡常數(shù)的熱力學計算278
6.4.1標準摩爾生成Gibbs函數(shù) ΔfG■m278
6.４.２ΔrＧ■m和K■的計算280
6.5平衡常數(shù)的統(tǒng)計熱力學計算283
6.５.１化學反應體系的公共能量標度284
6.５.２平衡常數(shù)的統(tǒng)計表達式286
6.５.３ΔrU■m(0K)的計算287
６.５.４平衡常數(shù)的統(tǒng)計計算288
６.６各種因素對化學平衡的影響291
6.６.１溫度對平衡常數(shù)的影響292
6.6.2壓力對化學平衡的影響296
6.6.3氣相反應中加入惰性組分對化
學平衡的影響298
６.７復雜反應體系的化學平衡301
6.7.1同時平衡302
６.７.２反應的耦合303
6.7.3高壓下的氣相反應304
本章 學習要求305
參考文獻306
思考題306
習題307
綜合習題311
自我檢查題313
本書采用的符號317
物理化學(上冊)習題參考答案319
附錄329
Ⅰ常用的數(shù)學公式329
Ⅱ常見物質的熱力學數(shù)據(jù)331
Ⅲ中華人民共和國法定計量單位347
Ⅳ一些物理和化學的基本常數(shù)349
Ⅴ常用的換算因子349
Ⅵ物理化學及分子物理學中常用的量和
單位350
下冊
第7章 化學動力學基礎1
第8章 電化學103
第9章 界面現(xiàn)象及界面反應動力學189
第10章 膠體分散體系及基本特征253
諾貝爾化學獎與物理化學學科發(fā)展291
物理化學（下冊）習題參考答案295