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第1章 气体1

1.1 理想气体状态方程1

1.1.1 气体经验定律1

1.1.2 理想气体状态方程的形式2

1.1.3 理想气体模型3

1.2 气体混合物及分压定律3

1.2.1 理想气体的混合3

1.2.2 道尔顿分压定律4

1.3 实际气体状态方程6

1.3.1 实际气体的行为6

1.3.2 范德华方程7

1.4 气体的液化和物质的临界状态9

1.4.1 气体的液化9

1.4.2 气体的临界状态9

1.4.3 对应状态原理11

1.4.4 普遍化压缩因子图11

习题12

第二章 热力学第一定律14

2.1 热力学简介14

2.1.1 热力学的研究内容14

2.1.2 热力学的研究方法和局限性14

2.2 热力学基本概念14

2.2.1 系统（体系）和环境14

2.2.2 状态和状态函数15

2.2.3 过程15

2.2.4 热力学平衡态16

2.2.5 热和功16

2.2.6 过程功、可逆过程与不可逆过程17

2.3 热力学第一定律概述20

2.3.1 热力学能20

2.3.2 热力学第一定律的形式20

2.4 恒容热、恒压热、热容21

2.4.1 恒容热21

2.4.2 恒压热22

2.4.3 热容22

2.5 热力学第一定律对理想气体的应用24

2.5.1 理想气体的内能和焓——焦耳实验24

2.5.2 理想气体的定温过程25

2.5.3 理想气体的绝热过程26

2.5.4 真实气体的节流膨胀与焦耳-汤姆森效应29

2.6 热化学30

2.6.1 化学反应进度与摩尔反应进度30

2.6.2 热化学反应方程式31

2.6.3 热力学标准态32

2.6.4 盖斯定律32

2.6.5 标准摩尔生成热33

2.6.6 标准摩尔燃烧热35

2.7 热效应与温度的关系——基尔霍夫定律36

习题37

第3章 热力学第二定律41

3.1 自发过程的特征41

3.1.1 自发和非自发过程41

3.1.2 自发过程的共同特征41

3.1.3 热力学第二定律的表述42

3.2 卡诺循环与卡诺定理43

3.2.1 热机效率43

3.2.2 卡诺循环43

3.2.3 卡诺定理45

3.3 熵的概念——熵与熵增原理45

3.3.1 熵的引入45

3.3.2 克劳修斯不等式47

3.3.3 熵增原理48

3.3.4 熵的物理意义49

3.4 熵变的计算49

3.4.1 理想气体单纯pVT变化49

3.4.2 相变过程53

3.5 热力学第三定律与规定熵55

3.5.1 热力学第三定律55

3.5.2 规定熵55

3.5.3 化学反应过程的熵变55

3.6 亥姆霍兹函数和吉布斯函数56

3.6.1 亥姆霍兹函数56

3.6.2 吉布斯函数58

3.7 热力学函数间的基本关系59

3.7.1 热力学函数定义式之间的关系59

3.7.2 四个热力学基本公式60

3.7.3 四组对应系数关系式61

3.7.4 麦克斯韦关系式及其应用62

3.8 △G的计算63

3.8.1 理想气体的定温过程63

3.8.2 相变过程64

3.8.3 化学反应的△rGθm65

3.8.4 △G随温度T的变化——吉布斯-亥姆霍兹公式65

3.8.5 △G与压力的关系66

习题67

第4章 溶液热力学71

4.1 溶液及其组成表示方法71

4.2 偏摩尔量72

4.2.1 偏摩尔量的概念72

4.2.2 偏摩尔量的集合公式和吉布斯-杜亥姆方程74

4.3 化学势概述75

4.3.1 多组分系统热力学基本方程及化学势75

4.3.2 化学势在相平衡中的应用77

4.4 混合气体系统中各组分的化学势77

4.4.1 纯理想气体的化学势78

4.4.2 混合理想气体中物质B的化学势78

4.4.3 实际气体的化学势78

4.5 稀溶液的两个经验定律79

4.5.1 Raoult定律79

4.5.2 Henry定律79

4.6 理想溶液中物质B的化学势80

4.6.1 理想溶液的定义及特征80

4.6.2 理想溶液中各组分的化学势81

4.6.3 理想溶液混合热力学性质82

4.7 稀溶液中各组分的化学势82

4.7.1 稀溶液的定义82

4.7.2 溶剂的化学势83

4.7.3 溶质的化学势83

4.8 化学势在稀溶液中的应用85

4.8.1 凝固点下降85

4.8.2 沸点升高87

4.8.3 渗透压88

4.8.4 分配定律89

4.9 真实溶液中组分B的化学势91

4.9.1 真实溶液及其特点91

4.9.2 真实溶液组分B的化学势及其活度的概念91

习题93

第5章 化学平衡96

5.1 化学反应的方向和限度96

5.1.1 化学反应系统的吉布斯函数96

5.1.2 化学反应方向的判据及反应平衡条件97

5.1.3 化学反应等温方程98

5.2 化学反应的标准平衡常数98

5.2.1 化学反应标准平衡常数的定义98

5.2.2 气相反应的标准平衡常数100

5.2.3 液相反应的标准平衡常数102

5.2.4 多相反应的标准平衡常数103

5.3 平衡常数的测定与计算104

5.3.1 平衡常数的实验测定104

5.3.2 平衡常数的热力学计算104

5.3.3 平衡转化率及平衡组成的计算107

5.4 各种因素对化学平衡的影响109

5.4.1 温度对化学平衡的影响109

5.4.2 压力对化学平衡组成的影响112

5.4.3 惰性气体对化学平衡组成的影响114

5.4.4 原料配比对化学平衡组成的影响115

习题116

第6章 相平衡119

6.1 相平衡的基本规律119

6.1.1 相和相数119

6.1.2 物种数和（独立）组分数119

6.1.3 系统的自由度120

6.1.4 吉布斯相律的推导120

6.2 单组分系统相平衡的基本规律122

6.2.1 克劳修斯-克拉佩龙方程122

6.2.2 气-液平衡123

6.2.3 固-液平衡124

6.2.4 固-气平衡124

6.3 单组分系统相图125

6.3.1 水的相图125

6.3.2 硫的相图126

6.4 二组分理想液态混合物的气-液平衡相图126

6.4.1 理想液态混合物的蒸气压-组成图127

6.4.2 理想液态混合物的沸点-组成图128

6.4.3 杠杆规则128

6.4.4 精馏原理129

6.5 非理想液态混合物的气-液平衡相图130

6.5.1 蒸气压-组成图130

6.5.2 温度-组成图131

6.5.3 二组分液态部分互溶系统的气-液平衡相图132

6.5.4 液相完全不互溶系统的气-液平衡相图132

6.6 凝聚系统相图133

6.6.1 水-盐二组分系统133

6.6.2 热分析法及具有简单低共熔混合物的二组分固-液系统134

6.6.3 有化合物生成的二组分固-液系统135

6.6.4 二组分固溶系统的相图136

6.7 三组分系统相图139

6.7.1 三组分系统组成的等边三角坐标表示法139

6.7.2 三组分盐水系统141

6.7.3 三组分液态系统相图142

习题143

第7章 电化学147

7.1 电化学基本概念和法拉第定律147

7.1.1 电化学基本概念和术语147

7.1.2 法拉第定律149

7.2 离子迁移数151

7.2.1 离子迁移数的定义151

7.2.2 离子迁移数的测定153

7.3 电解质溶液的导电性质154

7.3.1 电导、电导率、摩尔电导率154

7.3.2 离子独立运动定律和离子的摩尔电导率156

7.3.3 电导的测定及其应用157

7.4 强电解质溶液的活度和活度系数160

7.4.1 活度、活度系数和离子强度160

7.4.2 德拜-休克尔极限公式163

7.5 可逆电池电动势164

7.5.1 可逆电池164

7.5.2 原电池的设计和原电池符号的书写规则165

7.5.3 可逆电池电动势的产生166

7.5.4 可逆电池电动势的测定168

7.6 可逆原电池热力学169

7.6.1 能斯特方程169

7.6.2 标准电动势与平衡常数的关系170

7.6.3 由电动势E及其温度系数求电池反应的△rSm和△rHm170

7.6.4 原电池可逆放电时反应热的计算171

7.7 可逆电极电势172

7.7.1 电极电势172

7.7.2 标准电极电势173

7.7.3 可逆电极电势与浓度的关系174

7.7.4 可逆电极175

7.8 浓差电池176

7.9 电动势测定的应用177

7.9.1 标准电极电势和平均活度系数的测定177

7.9.2 难溶盐活度积的测定178

7.9.3 溶液pH的测定179

7.10 极化现象180

7.10.1 分解电压180

7.10.2 电极极化181

7.10.3 极化曲线182

7.11 电解的应用183

7.11.1 金属的阴极析出及阳极溶出183

7.11.2 电解在水处理中的应用184

7.12 金属的腐蚀与防护185

7.12.1 金属的腐蚀185

7.12.2 金属的防腐186

7.13 化学电源概要187

习题189

第8章 表面现象194

8.1 比表面、表面吉布斯自由能和表面张力194

8.1.1 比表面194

8.1.2 表面吉布斯自由能和表面张力195

8.2 表面热力学196

8.3 弯曲液面的特性197

8.3.1 附加压力197

8.3.2 弯曲液面的饱和蒸气压199

8.3.3 毛细管效应200

8.3.4 微小物质的特性201

8.4 润湿现象202

8.4.1 液体对固体表面的润湿作用202

8.4.2 液体和气体对固体表面润湿的关系203

8.5 气体在固体表面上的吸附204

8.5.1 物理吸附和化学吸附204

8.5.2 弗里德利希吸附经验式206

8.5.3 兰格谬尔单分子层吸附理论207

8.5.4 BET多分子层理论209

8.6 溶液表面的吸附210

8.6.1 溶液的表面张力和表面活性物质210

8.6.2 特洛贝规则212

8.6.3 吉布斯吸附等温式212

8.6.4 表面活性剂及其应用213

习题216

第9章 胶体化学219

9.1 胶体系统的分类及制备219

9.1.1 胶体的分类219

9.1.2 胶体系统的特征221

9.1.3 胶体溶液的制备221

9.1.4 胶体溶液的纯化221

9.2 胶体溶液的光学性质和动力性质222

9.2.1 胶体溶液的光学性质222

9.2.2 溶胶的动力性质224

9.3 溶胶的电学性质227

9.3.1 电泳227

9.3.2 电渗227

9.4 双电层理论228

9.4.1 固体粒子表面电荷的来源228

9.4.2 平板式双电层理论228

9.4.3 扩散双电层理论229

9.5 憎液溶胶的胶团结构和ζ电势230

9.5.1 胶粒的扩散双电层结构230

9.5.2 动电势——ζ电势232

9.6 胶体的稳定性与聚沉作用235

9.6.1 胶体的稳定性235

9.6.2 溶胶的聚沉236

9.7 乳状液和泡沫239

9.7.1 乳状液的概念和类型239

9.7.2 乳化剂的作用与乳状液的形成239

9.7.3 影响乳状液类型的因素240

9.7.4 乳状液类型的鉴定方法241

9.7.5 乳状液的转化和破乳241

9.7.6 乳状液在水处理中的应用243

9.7.7 泡沫的形成及其应用243

习题246

第10章 化学动力学基础248

10.1 化学反应的速率、速率方程式和反应级数248

10.1.1 化学反应的速率248

10.1.2 化学反应的速率方程式和反应级数250

10.1.3 简单级数反应的速率方程式252

10.1.4 反应级数的实验确定259

10.2 温度对反应速率的影响261

10.2.1 阿累尼乌斯方程262

10.2.2 活化能264

10.2.3 基元反应活化能的物理意义265

10.3 反应速率理论简介266

10.3.1 碰撞理论267

10.3.2 过渡状态理论269

10.4 典型的复合反应270

10.4.1 对峙反应270

10.4.2 平行反应272

10.4.3 连串反应273

10.4.4 复合反应的近似处理方法274

10.4.5 链反应276

10.5 催化剂对化学反应的影响277

10.5.1 催化剂及其机理简介277

10.5.2 催化剂在环境工程中的应用280

10.6 光化学概要281

10.6.1 光化学281

10.6.2 光化学反应的作用与光化学污染283

习题284

参考文献287