高等物理化學

第1章熱力學基礎001
1.1熱力學系統(tǒng)的宏觀描述001
1.1.1熱力學系統(tǒng)及其分類001
1.1.2描述熱力學系統(tǒng)的狀態(tài)參量001
1.1.3平衡態(tài)與非平衡態(tài)002
1.1.4熱力學過程003
1.2熱力學第零定律003
1.3熱力學第一定律004
1.3.1熱力學能、功、熱004
1.3.2熱力學第一定律的表述005
1.4熱力學第二定律005
1.4.1熱力學第二定律的經典表述005
1.4.2熱力學第二定律的熵表述006
1.4.3熱力學第二定律的統(tǒng)計表述007
1.5熱力學第三定律008
1.6變化的方向和平衡條件008
1.6.1熵判據(jù)009
1.6.2Helmholtz函數(shù)判據(jù)009
1.6.3Gibbs函數(shù)判據(jù)009
1.7熱力學函數(shù)基本關系式010
1.7.1熱力學基本方程010
1.7.2對應系數(shù)方程010
1.7.3麥克斯韋方程011
1.7.4麥克斯韋方程的簡單應用011
1.7.5Gibbs-Helmholtz方程（吉-亥方程）012
1.8基本熱力學函數(shù)的確定012
1.8.1以T,V為態(tài)變量012
1.8.2以T,p為態(tài)變量013
1.9特性函數(shù)013
1.9.1以T,V為獨立變量——亥姆霍茲函數(shù)A（T,V）014
1.9.2以T,p為獨立變量——吉布斯函數(shù)G（T,p）014
1.9.3液體表面系統(tǒng)014
練習題015
參考文獻015

第2章非平衡態(tài)熱力學016
2.1熱力學從平衡態(tài)向非平衡態(tài)的發(fā)展016
2.1.1經典熱力學的困惑016
2.1.2熱力學發(fā)展的三個階段017
2.2非平衡態(tài)熱力學基礎018
2.2.1局域平衡假設018
2.2.2穩(wěn)定態(tài)和平衡態(tài)019
2.2.3熱力學過程的流和力020
2.2.4非平衡態(tài)的線性區(qū)和非線性區(qū)020
2.3線性非平衡態(tài)熱力學021
2.3.1熵流與熵產生021
2.3.2熵產生速率的基本方程021
2.3.3線性關系中唯象系數(shù)的性質022
2.3.4最小熵產生原理024
2.4非線性非平衡態(tài)熱力學025
2.4.1有序和無序026
2.4.2耗散結構026
2.4.3耗散結構理論的不足028
練習題028
參考文獻029

第3章統(tǒng)計熱力學基礎030
3.1概論030
3.1.1統(tǒng)計熱力學的研究內容和方法030
3.1.2統(tǒng)計系統(tǒng)的分類031
3.1.3粒子的微觀狀態(tài)032
3.1.4統(tǒng)計熱力學的基本假定和最概然分布033
3.2玻耳茲曼定理與摘取最大項法035
3.2.1玻耳茲曼定理035
3.2.2摘取最大項法035
3.3分子各種運動形式的能級公式036
3.3.1平動能級036
3.3.2雙原子分子轉動能級037
3.3.3雙原子分子振動能級038
3.3.4電子和核運動能級038
3.3.5分子能級038
3.4麥克斯韋-玻耳茲曼分布039
3.4.1定域子系統(tǒng)的最概然分布039
3.4.2斯特林（Stirling）近似公式和玻爾茲曼分布推導041
3.4.3離域子系統(tǒng)的最概然分布044
3.4.4玻耳茲曼分布的數(shù)學表達式044
3.5分子配分函數(shù)045
3.5.1配分函數(shù)的定義045
3.5.2配分函數(shù)的析因子性質045
3.5.3能量標度零點的選擇與配分函數(shù)的關系046
3.6分子配分函數(shù)的計算和應用047
3.6.1分子配分函數(shù)的計算047
3.6.2分子的全配分函數(shù)與熱力學函數(shù)的關系052
3.7統(tǒng)計熱力學原理對理想氣體的應用055
3.7.1理想氣體的熵的計算056
3.7.2理想氣體的標準摩爾熱容的計算058
3.7.3理想氣體的基本熱力學特征061
3.7.4理想氣體反應平衡常數(shù)的計算062
練習題064
參考文獻065

第4章相變過程的熱力學和動力學066
4.1相變的分類066
4.1.1按熱力學分類066
4.1.2按相變方式分類067
4.1.3按質點遷移特征分類068
4.1.4馬氏體相變068
4.1.5有序-無序轉變068
4.2相變過程的熱力學條件068
4.2.1相變過程的不平衡狀態(tài)及亞穩(wěn)定狀態(tài)068
4.2.2相變過程的推動力069
4.3液-固相變過程動力學070
4.3.1晶核形成的動力學071
4.3.2晶體生長過程動力學073
4.3.3析晶過程的影響因素077
4.3.4玻璃的析晶078
練習題078
參考文獻079

第5章化學反應動力學基礎080
5.1基本概念080
5.1.1化學反應速率的表示080
5.1.2質量作用定律081
5.2簡單反應級數(shù)的速率方程及其確定081
5.2.1簡單反應級數(shù)的速率方程081
5.2.2速率方程的確定082
5.3典型復合反應及速率方程的近似處理方法082
5.3.1平行、對行和連串反應082
5.3.2穩(wěn)態(tài)近似法和平衡態(tài)近似法085
5.4化學反應動力學理論086
5.4.1阿倫尼烏斯理論086
5.4.2碰撞理論087
5.4.3過渡態(tài)理論088
練習題090
參考文獻091

第6章多相催化反應動力學092
6.1多相催化基礎092
6.1.1轉化數(shù)和轉化頻率092
6.1.2多相催化反應的基本步驟093
6.1.3擴散094
6.1.4吸附與多相催化094
6.2吸附等溫式及吸附熱095
6.2.1理想吸附等溫式095
6.2.2非理想吸附等溫式098
6.3表面反應動力學099
6.3.1表面反應為決速步驟099
6.3.2反應物的吸附為決速步驟101
6.3.3無決速步驟102
6.4擴散動力學102
6.4.1內擴散限制效應103
6.4.2外擴散限制效應105
6.4.3內外擴散限制的測定和消除107
6.4.4多相催化反應動力學方程建立過程舉例109
6.5光催化和酶催化反應動力學110
6.5.1光催化反應動力學110
6.5.2酶催化反應動力學112
練習題115
參考文獻117

第7章納米材料118
7.1納米材料的分類和特點118
7.1.1納米材料的分類118
7.1.2納米材料的特點119
7.2納米材料的制備方法121
7.2.1化學氣相沉積法121
7.2.2沉淀法123
7.2.3噴霧法124
7.2.4水熱法124
7.2.5溶膠-凝膠法126
7.2.6微乳液法129
7.3物理化學方法在納米材料水處理研究中的應用129
7.3.1動力學方法的應用130
7.3.2熱力學方法的應用131
練習題132
參考文獻132

第8章電化學儲能器件134
8.1電化學儲能器件簡介134
8.2超級電容器分類、工作原理及性能特點135
8.2.1超級電容器分類135
8.2.2超級電容器工作原理136
8.2.3超級電容器性能特點137
8.3超級電容器電極材料138
8.3.1碳材料139
8.3.2金屬化合物材料141
8.3.3導電聚合物材料141
8.3.4復合電極材料141
8.4超級電容器電解液142
8.4.1水系電解液143
8.4.2有機電解液143
8.4.3離子液體144
8.5超級電容器應用144
8.5.1消費類電子產品145
8.5.2電動汽車145
8.5.3國防軍事145
8.6鋰離子電池原理、特點及分類146
8.6.1鋰離子電池工作原理146
8.6.2鋰離子電池特點及分類147
8.6.3鋰離子電池組成與材料148
8.7鋰離子電池正極材料149
8.7.1層狀結構正極材料149
8.7.2尖晶石結構正極材料150
8.7.3橄欖石結構磷酸鹽正極材料152
8.7.4其它類型的正極材料153
8.8鋰離子電池負極材料155
8.8.1碳材料155
8.8.2合金材料158
8.8.3過渡金屬氧化物159
8.8.4金屬鹽160
8.9鋰離子電池電解液161
8.9.1有機溶劑162
8.9.2鋰鹽163
8.9.3功能性添加劑164
8.10鋰離子電池隔膜164
8.11鋰離子電池應用166
8.11.1消費類電子產品167
8.11.2動力鋰離子電池167
8.11.3儲能鋰離子電池168
8.12常用電化學測試方法168
8.12.1恒電流充放電法168
8.12.2循環(huán)伏安法169
8.12.3交流阻抗法170
練習題171
參考文獻171