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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 系统的性质3

1.1.3 状态和状态函数4

1.1.4 热力学平衡态5

1.1.5 过程和途径5

1.1.6 热和功5

1.1.7 热力学能6

1.2 热力学第一定律6

1.3 准静态过程与可逆过程7

1.3.1 功与过程7

1.3.2 准静态过程与可逆过程8

1.4 焓与热容9

1.4.1 恒容热与恒容热容9

1.4.2 恒压热与焓10

1.4.3 热容与温度的关系11

1.4.4 理想气体的热容12

1.5 热化学13

1.5.1 反应进度和热化学方程式13

1.5.2 化学反应的热效应14

1.5.3 盖斯（Hess）定律15

1.6 标准摩尔反应焓的计算15

1.6.1 由物质的标准摩尔生成焓计算化学反应的△rH？15

1.6.2 由物质的标准摩尔燃烧焓计算化学反应的△rH？16

1.6.3 标准摩尔反应焓与温度的关系——基尔霍夫公式17

思考题18

习题18

第2章 热力学第二定律20

2.1 热力学第二定律20

2.1.1 热力学第二定律所要解决的问题20

2.1.2 熵变与不可逆过程的热温商23

2.1.3 热力学第二定律表达式24

2.1.4 熵的物理意义24

2.2 熵变的计算及其应用25

2.2.1 系统熵变的计算25

2.2.2 不同过程系统熵变的计算25

2.3 热力学第三定律和化学反应熵变的计算29

2.3.1 热力学第三定律29

2.3.2 规定熵和标准熵29

2.3.3 标准摩尔反应熵30

2.4 亥姆霍兹自由能和吉布斯自由能30

2.4.1 亥姆霍兹函数31

2.4.2 吉布斯函数32

2.5 热力学基本方程33

2.6 麦克斯韦（Maxwell）关系式33

2.6.1 四个重要关系式33

2.6.2 循环公式34

2.7 △G的计算35

2.7.1 简单状态变化的恒温过程的△G35

2.7.2 相变化过程的△G36

2.7.3 化学反应的△rGm37

2.7.4 △G随温度T的变化——吉布斯-亥姆霍兹方程37

思考题38

习题38

第3章 多组分系统（溶液）热力学41

3.1 偏摩尔量41

3.1.1 偏摩尔量的定义42

3.1.2 偏摩尔量的加和（集合）公式43

3.1.3 偏摩尔量的测定44

3.1.4 吉布斯-杜亥姆方程46

3.2 化学势47

3.2.1 化学势的定义47

3.2.2 化学势在多相平衡中的应用48

3.2.3 化学势与温度、压力的关系49

3.3 理想气体的化学势50

3.3.1 纯组分理想气体的化学势50

3.3.2 理想气体混合物的化学势51

3.4 稀溶液的两个定律51

3.4.1 拉乌尔定律51

3.4.2 亨利定律52

3.4.3 亨利定律和拉乌尔定律的比较53

3.5 理想液态混合物（理想溶液）54

3.5.1 理想液态混合物（理想溶液）的定义54

3.5.2 理想液态混合物中任一组分的化学势55

3.5.3 理想稀溶液中任一组分的化学势56

3.6 稀溶液的分配定律57

3.7 非挥发性溶质理想稀溶液的依数性60

3.7.1 凝固点降低61

3.7.2 沸点升高63

3.7.3 渗透压63

3.8 非理想多组分系统中物质的化学势65

3.8.1 以拉乌尔定律为基础的活度表达66

3.8.2 以亨利定律为基础的活度表达67

思考题70

习题70

第4章 化学平衡73

4.1 化学反应的方向和限度73

4.1.1 化学反应的方向73

4.1.2 化学反应只能进行到一定程度的原因74

4.1.3 化学反应的平衡常数和等温方程74

4.2 化学反应的标准吉布斯自由能变化76

4.2.1 化学反应的△rGm与△rG？76

4.2.2 物质的标准摩尔生成吉布斯自由能76

4.2.3 标准摩尔反应吉布斯自由能77

4.2.4 反应的△rG？和标准平衡常数的求算77

4.3 平衡常数的表示式（各类平衡常数）78

4.3.1 理想气体化学反应的平衡常数79

4.3.2 液相（固相）反应的平衡常数81

4.3.3 多相反应的平衡常数81

4.3.4 平衡常数与反应方程式写法的关系83

4.4 各因素对化学平衡的影响及平衡常数的测定83

4.4.1 温度对平衡常数的影响83

4.4.2 压力对平衡的影响86

4.4.3 惰性气体对化学平衡的影响87

思考题89

习题90

第5章 相平衡92

5.1 基本概念92

5.1.1 相92

5.1.2 物种数和独立组分数92

5.1.3 自由度93

5.2 相律93

5.3 单组分系统的相平衡94

5.3.1 克拉贝龙方程94

5.3.2 单组分系统相图96

5.4 水-盐二组分系统相图98

思考题100

习题100

第6章 电化学101

6.1 法拉第定律101

6.2 电解质溶液的电导102

6.2.1 电导、电导率、摩尔电导率102

6.2.2 电导率与浓度的关系102

6.2.3 摩尔电导率与浓度的关系103

6.2.4 离子独立运动定律103

6.2.5 电导测定105

6.2.6 电导测定的应用105

6.2.7 电解质溶液的活度和活度系数106

6.3 可逆电池108

6.3.1 可逆电池108

6.3.2 可逆电极的种类108

6.3.3 电池电动势的测定110

6.3.4 标准电池110

6.3.5 电池表示式111

6.3.6 能斯特方程111

6.3.7 可逆电池电动势的温度系数112

6.3.8 电极电势113

6.3.9 电动势测定的应用115

6.4 不可逆电极过程115

6.4.1 分解电压116

6.4.2 极化作用117

6.4.3 极化曲线119

6.4.4 电解的析出顺序119

6.5 化学电源121

6.5.1 一次电池122

6.5.2 二次电池123

6.5.3 燃料电池124

6.6 电化学过程在水质处理中的应用124

6.6.1 电解过程在水处理技术中的应用124

6.6.2 生物燃料电池125

思考题126

习题126

第7章 化学动力学基础129

7.1 化学反应速率的基本规律129

7.1.1 基元反应129

7.1.2 反应速率的表达方式129

7.1.3 质量作用定律与反应级数130

7.2 简单反应的速率表达131

7.2.1 零级反应131

7.2.2 一级反应131

7.2.3 二级反应132

7.2.4 n级反应132

7.3 几类典型的复杂反应133

7.3.1 对峙反应133

7.3.2 平行反应134

7.3.3 连串反应135

7.4 化学反应动力学实验及数据处理136

7.4.1 化学动力学实验136

7.4.2 准级数反应的实验设计与应用137

7.4.3 动力学数据的处理138

7.5 温度对反应速率的影响141

7.5.1 阿累尼乌斯定律142

7.5.2 活化能的物理意义及其与热力学参数的联系143

7.6 双分子气相反应的碰撞理论145

7.7 过渡状态理论148

7.8 链式反应150

7.8.1 直链反应150

7.8.2 支链反应150

7.9 催化反应152

7.9.1 基本概念152

7.9.2 活性中心153

7.10 酶催化反应特性及应用153

7.10.1 酶催化反应的动力学153

7.10.2 酶催化反应速率的影响因素分析156

7.10.3 酶催化反应的应用157

思考题159

习题159

第8章 表面现象161

8.1 表面张力与表面自由能161

8.1.1 比表面积161

8.1.2 表面自由能161

8.1.3 表面张力162

8.1.4 表面自发过程判据163

8.2 弯曲液面压力性质164

8.2.1 附加压力164

8.2.2 毛细管现象164

8.2.3 开尔文方程165

8.2.4 润湿现象和接触角166

8.3 气体在固体表面上的吸附167

8.3.1 物理吸附与化学吸附167

8.3.2 吸附等温方程式168

8.4 BET理论169

8.5 液体表面的吸附171

8.5.1 吉布斯吸附公式171

8.5.2 表面活性物质172

8.5.3 胶束和临界胶束浓度172

习题173

第9章 胶体化学175

9.1 分散系统及其分类175

9.2 胶体的特性176

9.2.1 胶体系统的光学性质176

9.2.2 胶体系统的动力学性质177

9.2.3 胶体的电学性质179

9.3 憎液溶胶的胶团结构180

9.4 憎液溶胶的聚沉182

9.5 乳状液183

9.6 凝聚剂、乳化剂在给水排水处理过程中的应用184

思考题186

习题186

附录A 某些物质的热力学性质187

附录B 电极反应的标准电势ε？（25℃还原电势）192