本书是针对高等学校工科各专业编写的物理化学教材。在保留前三版简明、浅显易懂和文笔流畅等风格的同时,突出了热力学主线，并融入了物理化学理论与应用的新成果，拓展了教材的深度与广度。全书内容包括：气体的性质、化学热力学基本原理、多组分系统热力学、化学平衡热力学、相平衡热力学、非平衡态热力学、统计热力学、电化学、化学动力学、界面与胶体化学。本书可作为工、农、医等高等学校本科、专科及高职、电大的物理化学教材，也可供相关科技人员参考。每章有学习目标，并且配套有物理化学在线课程、教学课件及习题解答等数字资源，方便读者使用。

 

0绪论
0.1物理化学的内容和研究方法/001
0.1.1物理化学的内容/001
0.1.2物理化学的研究方法/002
0.1.3物理化学课程的学习方法/003
0.2物理化学的量和单位/003
0.2.1量与量纲/003
0.2.2量方程式和数值方程式/004
0.2.3量在图和表中的表示方法/005
1气体的性质
1.1理想气体/007
1.1.1理想气体状态方程/007
1.1.2混合理想气体/008
1.2实际气体/010
1.2.1实际气体状态方程/010
1.2.2对应状态原理及通用压缩因子图/012
习题/016
2化学热力学基本原理
2.1热力学的基本概念/017
2.1.1系统与环境/018
2.1.2广度性质和强度性质/019
2.1.3状态和状态函数/019
2.1.4过程与途径/020
2.1.5热力学平衡/021
2.2热力学第零定律与温度/021
2.3热力学定律/022
2.3.1热力学能/022
2.3.2热和功/022
2.3.3热力学定律及其表达式/023
2.4焓与热容/024
2.4.1焓/024
2.4.2热容/025
2.5热力学定律在物理变化中的应用/028
2.5.1可逆过程/028
2.5.2理想气体等温过程/031
2.5.3理想气体绝热过程/033
2.5.4卡诺循环/035
2.5.5节流膨胀过程/037
2.5.6相变过程/038
2.6热化学/039
2.6.1反应的标准摩尔焓变/040
2.6.2等压反应热与等容反应热的关系/041
2.6.3标准生成焓/043
2.6.4标准燃烧焓/044
2.6.5平均键焓/045
2.6.6反应焓变与温度的关系/047
2.7热力学第二定律/049
2.7.1热力学第二定律的文字表述/049
2.7.2熵及热力学第二定律的数学表达式/050
2.7.3熵的微观本质/052
2.8熵变的计算及自发性的判断/053
2.8.1等温过程的熵变/053
2.8.2非等温过程的熵变/054
2.8.3绝热过程的熵变/056
2.8.4相变化过程的熵变/057
2.9热力学第三定律/058
2.9.1热力学第三定律的表述/058
2.9.2标准熵/059
2.9.3化学反应的熵变计算/060
2.10亥姆霍兹函数和吉布斯函数/062
2.10.1亥姆霍兹函数和吉布斯函数及其判据/062
2.10.2重要的热力学函数关系式/064
2.10.3ΔA与ΔG的计算/066
习题/068
3多组分系统热力学
3.1多组分系统及其组成的表示方法/073
3.1.1多组分系统/073
3.1.2多组分系统组成的表示方法/074
3.2偏摩尔量/075
3.2.1偏摩尔量的定义/076
3.2.2偏摩尔量的相关公式/076
3.3化学势/077
3.3.1化学势定义与多组分系统热力学基本方程/077
3.3.2化学势判据/079
3.4气体的化学势/080
3.4.1理想气体的化学势/081
3.4.2真实气体的化学势/082
3.5稀溶液中两个经验定律/084
3.5.1拉乌定律/084
3.5.2亨利定律/084
3.5.3拉乌尔定律和亨利定律的微观解释/085
3.6液态多组分系统中各组分的化学势/087
3.6.1理想液态混合物中各组分的化学势/087
3.6.2真实液态混合物中各组分的化学势/088
3.6.3理想稀溶液中溶剂与溶质的化学势/089
3.6.4真实溶液中溶剂与溶质的化学势/091
3.7稀溶液的依数性/092
3.7.1蒸气压下降/092
3.7.2凝固点降低/093
3.7.3沸点升高/094
3.7.4渗透压/094
习题/096
4化学平衡热力学
4.1气相反应的化学平衡/098
4.1.1理想气体反应的标准平衡常数/098
4.1.2化学反应等温方程式/100
4.1.3实际气体的化学平衡/101
4.2多相反应的化学平衡/103
4.2.1多相反应的标准平衡常数/103
4.2.2分解压力与分解温度/104
4.3液相反应的化学平衡/105
4.3.1液态混合物的化学平衡/105
4.3.2液态溶液中的化学平衡/106
4.4化学反应平衡系统的计算/107
4.4.1利用平衡组成的数据计算标准平衡常数/107
4.4.2利用反应焓变和反应熵变数据计算标准平衡常数/108
4.4.3利用标准生成吉布斯函数计算标准平衡常数/110
4.4.4由相关反应的热力学数据计算标准平衡常数/110
4.4.5平衡组成的计算/110
4.5各种因素对化学平衡的影响/111
4.5.1温度对化学平衡的影响/112
4.5.2浓度或分压对化学平衡的影响/115
4.5.3总压对化学平衡的影响/116
4.5.4惰性气体及原料配比对化学平衡的影响/116
4.6同时反应系统的化学平衡/118
习题/119
5相平衡热力学
5.1相律/122
5.1.1相律表达式/122
5.1.2相律的推导/124
5.2单组分系统的相平衡/125
5.2.1单组分系统的相图/125
5.2.2单组分两相平衡系统温度与压力的关系/127
5.3二组分液态完全互溶系统的气-液相平衡/129
5.3.1二组分理想液态混合物的气-液相平衡图/129
5.3.2杠杆规则/132
5.3.3二组分真实液态混合物的气-液相平衡图/133
5.4二组分液态部分互溶系统的液液相平衡和气-液相平衡/136
5.4.1二组分液态部分互溶系统的液-液相平衡图/136
5.4.2二组分液态部分互溶系统的气-液相平衡图/137
5.5二组分液态完全不互溶系统的气-液平衡相图/138
5.6二组分系统的液-固相平衡/139
5.6.1简单二组分凝聚系统的液-固相平衡图/139
5.6.2形成化合物的二组分系统的液-固相平衡图/143
5.7三组分系统相图简介/144
5.7.1三组分系统相图的表示方法/145
5.7.2三组分系统的液-液相平衡图/145
5.7.3三组分系统的液-固相平衡图/147
习题/147
6非平衡态热力学
6.1从平衡态热力学到非平衡态热力学/153
6.2局域平衡假设/154
6.3熵产生与熵流/155
6.3.1熵产生与熵流的概念/155
6.3.2熵产生原理与熵平衡方程/155
6.4昂萨格倒易关系/156
6.4.1热力学力和流/156
6.4.2昂萨格倒易关系式/157
6.5耗散结构/157
6.5.1耗散结构理论/157
6.5.2耗散结构的应用/158
习题/159
7统计热力学
7.1统计热力学概论/160
7.1.1统计热力学的内容和方法/160
7.1.2统计系统的分类/161
7.1.3统计热力学的基本假定/161
7.2玻耳兹曼分布/162
7.2.1能级分布和状态分布/162
7.2.2微态数/163
7.2.3最概然分布与平衡分布/165
7.2.4玻耳兹曼分布与玻耳兹曼熵定理/165
7.3微粒配分函数及其计算/167
7.3.1微粒配分函数的析因子性质/167
7.3.2平动配分函数/168
7.3.3转动配分函数/169
7.3.4振动配分函数/171
7.3.5电子运动和核运动的配分函数/172
7.4热力学函数与微粒配分函数的关系/172
7.4.1热力学能与微粒配分函数的关系/173
7.4.2热容与微粒配分函数的关系/173
7.4.3熵与微粒配分函数的关系/174
7.4.4亥姆霍兹函数与微粒配分函数的关系/175
7.4.5其他热力学函数与微粒配分函数的关系/175
7.4.6能量零点的选择对微粒配分函数的影响/176
7.4.7统计熵/178
7.5用配分函数计算反应标准平衡常数/180
7.5.1理想气体的标准摩尔吉布斯函数/180
7.5.2理想气体的吉布斯函数和焓函数/181
7.5.3统计热力学方法计算标准平衡常数/182
7.5.4标准平衡常数的统计表达式/183
习题/185
8电化学
8.1电解与电迁移/188
8.1.1电解质溶液的导电机理/188
8.1.2法拉第电解定律/189
8.1.3离子的电迁移现象/190
8.2电导及电导测定的应用/191
8.2.1电导和电导率/191
8.2.2摩尔电导率/191
8.2.3电导的测定和电导率的计算/192
8.2.4摩尔电导率与浓度的关系/193
8.2.5离子独立运动定律/194
8.2.6电导测定的应用/195
8.3强电解质溶液理论简介/197
8.3.1强电解质溶液的活度和活度因子/197
8.3.2离子强度/200
8.3.3强电解质溶液理论/201
8.4电池及其电动势的测定/203
8.4.1可逆电池与不可逆电池/203
8.4.2电池表达式/204
8.4.3电动势的测定/205
8.4.4标准电池/205
8.5可逆电池热力学/206
8.5.1计算ΔrGm、ΔrHm、ΔrSm和Qr,m/206
8.5.2电动势与各反应组分活度的关系——能斯特方程/207
8.6电池电动势的产生与电极电势/208
8.6.1电池电动势的产生/208
8.6.2电极电势和标准电极电势/209
8.6.3各类电极/213
8.7电池电动势的计算/214
8.7.1电池电动势的计算方法/214
8.7.2浓差电池/215
8.8根据反应设计电池/216
8.9电动势测定的应用/218
8.9.1判断氧化还原反应的方向/218
8.9.2电解质的平均活度因子与平均活度的计算/218
8.9.3氧化还原反应的标准平衡常数的计算/219
8.9.4难溶盐的活度积的计算/220
8.9.5pH值的测定/220
8.9.6电势滴定/222
8.10电解与极化作用/222
8.10.1电解与分解电压/222
8.10.2电极的极化与超电势/223
8.10.3超电势的测定/225
8.10.4电解池和原电池的极化曲线/226
8.10.5电解时电极上的反应/227
8.11电化学的应用/228
8.11.1湿法电冶金与金属的电解精炼/228
8.11.2金属的电化学腐蚀与防腐/228
8.11.3化学电源/229
8.11.4水处理/231
8.11.5电合成/231
习题/232
9化学动力学
9.1反应速率和速率方程/237
9.1.1化学动力学的内容/237
9.1.2反应速率的表示方法/239
9.1.3反应速率的测定方法/240
9.1.4质量作用定律/242
9.1.5速率方程/243
9.2简单级数反应/244
9.2.1零级反应/244
9.2.2一级反应/245
9.2.3二级反应/247
9.2.4n级反应/249
9.3速率方程的确定/251
9.3.1尝试法/252
9.3.2微分法/252
9.3.3半衰期法/254
9.3.4孤立法/255
9.4典型的复合反应/256
9.4.1平行反应/256
9.4.2对行反应/257
9.4.3连串反应/258
9.5复合反应动力学处理中的近似方法/259
9.5.1选取控制步骤法/260
9.5.2稳态近似法/260
9.5.3平衡态近似法/261
9.6链反应/261
9.6.1链反应的动力学处理/261
9.6.2支链反应与爆炸/263
9.7温度对反应速率的影响/265
9.7.1阿伦尼乌斯方程/265
9.7.2活化能/268
9.7.3总活化能/270
9.8反应速率理论简介/272
9.8.1碰撞理论/272
9.8.2势能面/275
9.8.3经典过渡态理论/277
9.8.4艾林方程的热力学表达式/278
9.9溶液反应动力学/279
9.9.1溶液反应动力学的特点/279
9.9.2溶剂无明显影响的溶液反应/280
9.9.3溶剂有影响的溶液反应/281
9.10光化学反应动力学/282
9.10.1光化学反应的特点/282
9.10.2光化学定律/283
9.10.3光化学反应动力学/284
9.10.4光敏反应/285
9.11催化反应动力学/286
9.11.1催化反应的特点/286
9.11.2均相催化反应/288
9.11.3非均相催化反应/288
9.12微观反应动力学/290
9.12.1微观反应动力学与态-态反应/290
9.12.2交叉分子束法/290
习题/291
10界面与胶体化学
10.1表面张力和表面吉布斯函数/297
10.1.1表面张力和比表面吉布斯函数/298
10.1.2影响表面张力的主要因素/299
10.1.3表面热力学基本公式/300
10.2气-液界面现象/301
10.2.1附加压力和弯曲液面的蒸气压/301
10.2.2溶液表面的吸附现象/303
10.2.3表面活性剂/304
10.3气-固界面现象/306
10.3.1气-固界面上的吸附/306
10.3.2气-固吸附理论/307
10.4气-固相表面催化/310
10.4.1气-固相表面催化反应/310
10.4.2气-固相表面催化反应步骤/311
10.4.3单分子反应/311
10.4.4双分子反应/312
10.5固-液界面现象与液-液界面现象/314
10.5.1润湿与铺展/314
10.5.2接触角/315
10.5.3毛细现象/315
10.5.4液-液界面现象/316
10.6胶体/317
10.6.1分散系统的分类/317
10.6.2胶体的制备/318
10.6.3胶体的基本性质/319
10.6.4胶体的结构/321
10.6.5溶胶的稳定性和聚沉/322
习题/323
附录/327
参考文献/336