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| 內容簡介： |
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《物理化学》（第二版）是编者根据多年教学经验编写的一部高等学校本科专业的物理化学教科书。内容包括化学热力学、统计热力学、化学动力学、电化学、界面与胶体化学，除结构化学外涵盖当前高等学校物理化学课程的主要内容。本书重点突出，着重介绍物理化学的基本原理和方法。本书的特点是基本概念叙述清晰，理论论证逻辑性强，编排有序，通俗简明。书中介绍的混合溶剂沸点增高规则是编者根据热力学原理研究不挥发溶质对混合溶剂汽液平衡影响的结论。相律中介绍的基本单元法是一个确定体系中独立组分数的代数方法。编者针对学生学习时经常提出的问题在书中给予分析和解释，并根据教学内容的需要将的数学知识在书中予以简要介绍。书中的思考题和习题由浅入深，并附有与课程知识点相关的讲解视频和用于拓展学习的阅读材料（扫描二维码即可获取），帮助读者自学。《物理化学》（第二版） 适合高等学校化学类（化学、应用化学、化学教育） 和相关专业（化工、轻工、材料、矿业、环境、医药、生物等）本科学生学习，也可供物理化学授课教师或其他科技工作者参考。
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| 目錄：
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绪论 001
0.1 物理化学的目的和内容 001
0.2 物理化学的发展和作用 002
0.3 物理化学课程的学习 003
第1章 热力学第一定律与热化学 004
1.1 热力学的基本概念 004
1.1.1 热力学方法 004
1.1.2 热力学体系 004
1.1.3 平衡状态 005
1.1.4 状态与状态函数 005
1.1.5 状态方程 006
1.1.6 过程 008
1.2 热力学第一定律 010
1.2.1 功和热 010
1.2.2 热力学能 011
1.3 焓与热容 012
1.3.1 恒压热与恒容热 012
1.3.2 热容 013
1.4 气体的热力学能与焓 015
1.4.1 焦耳定律 015
1.4.2 绝热过程 016
1.4.3 实际气体的热力学能与焓 018
1.5 化学反应热效应 021
1.5.1 化学反应热效应的概念 021
1.5.2 反应进度与摩尔反应焓 022
1.5.3 热化学反应方程式 023
1.6 生成焓与燃烧焓 024
1.6.1 标准摩尔生成焓 024
1.6.2 标准摩尔燃烧焓 026
1.7 相变焓 027
1.7.1 相的概念 027
1.7.2 标准摩尔相变焓 027
1.8 基尔霍夫公式 028
思考题 031
习题 032
第2章 热力学第二定律与热力学关系 036
2.1 热力学第二定律 036
2.1.1 热力学第二定律的表述 036
2.1.2 实际过程的不可逆性 037
2.2 熵 038
2.2.1 熵的定义 038
2.2.2 熵变的计算 042
2.2.3 熵的统计意义 045
2.3 赫姆霍兹函数和吉布斯函数降低原理 046
2.4 热力学关系 047
2.4.1 关闭体系的基本方程 047
2.4.2 特征偏导数与麦克斯韦关系式 047
2.4.3 ΔG 的计算 049
2.5 热力学第三定律 052
2.5.1 热力学第三定律的表述 052
2.5.2 规定熵与标准熵 053
思考题 054
习题 056
第3章 多组分体系的热力学 059
3.1 偏摩尔量和溶解焓 059
3.1.1 偏摩尔量 059
3.1.2 溶解焓 061
3.2 化学势 063
3.2.1 多组分组成可变体系的热力学基本方程 063
3.2.2 化学势判据 064
3.3 纯物质的两相平衡 066
3.3.1 克拉佩龙方程 066
3.3.2 克劳修斯-克拉佩龙方程 067
3.3.3 液体压力对其蒸气压的影响 068
3.4 逸度 069
3.4.1 逸度的定义 069
3.4.2 理想气体的逸度 069
3.4.3 实际气体的逸度 070
3.4.4 凝聚相的逸度 072
3.5 理想溶液 072
3.5.1 稀溶液的两个经验定律 072
3.5.2 理想溶液的定义和性质 074
3.6 理想稀溶液 076
3.6.1 理想稀溶液中组分的化学势 076
3.6.2 稀溶液的依数性 078
3.6.3 分配定律 081
3.7 实际溶液 082
3.7.1 活度的概念 082
3.7.2 实际溶液中常用的参考状态 084
3.8 溶液组分的活度与活度因子 087
3.8.1 活度及活度因子间的关系 087
3.8.2 活度与温度、压力的关系 088
3.8.3 活度及活度因子的测定 089
3.9 超额函数与吉布斯-杜亥姆方程 091
3.9.1 超额函数 091
3.9.2 吉布斯-杜亥姆方程 093
思考题 095
习题 096
第4章 相平衡 100
4.1 相律 100
4.1.1 相律的表示式 100
4.1.2 相律应用中的若干问题 101
4.2 相平衡方程 103
4.2.1 建立相平衡方程的一般方法 103
4.2.2 克诺瓦洛夫规则 104
4.2.3 混合溶剂沸点增高规则 105
4.3 单组分体系相图 108
4.4 两组分液态完全互溶体系的汽液平衡相图 110
4.4.1 理想溶液的汽液平衡相图 110
4.4.2 非理想溶液的汽液平衡相图 112
4.4.3 精馏原理 113
4.5 两组分液态完全不互溶体系的汽液平衡相图 114
4.6 两组分液态部分互溶体系的液液平衡及汽液平衡相图 115
4.6.1 两组分液态部分互溶体系的液液平衡相图 115
4.6.2 两组分液态部分互溶体系的汽液平衡相图 116
4.7 两组分固态完全不互溶体系的固液平衡相图 117
4.7.1 形成低共熔混合物体系的固液平衡相图 117
4.7.2 形成固态化合物体系的固液平衡相图 120
4.8 两组分固态完全互溶或部分互溶体系的固液平衡相图 121
4.8.1 固态完全互溶体系的固液平衡相图 121
4.8.2 固态部分互溶体系的固液平衡相图 122
4.8.3 两组分相图的组合 123
思考题 124
习题 125
第5章 化学平衡 129
5.1 化学反应等温方程式与标准平衡常数的计算 129
5.1.1 化学反应等温方程式 129
5.1.2 标准平衡常数的计算 132
5.2 气相化学平衡 133
5.2.1 理想气体的化学平衡 133
5.2.2 实际气体的化学平衡 134
5.2.3 平衡常数的应用 135
5.3 含凝聚相的化学平衡 138
5.3.1 纯液体、纯固体参加的气相化学平衡 138
5.3.2 溶液中的化学平衡 140
5.4 温度对平衡常数的影响 143
思考题 145
习题 147
第6章 统计热力学基础 152
6.1 概述 152
6.1.1 统计热力学的任务和方法 152
6.1.2 统计体系的分类 152
6.1.3 统计热力学的基本假定 154
6.2 粒子的运动形式、自由度、能级和简并度 154
6.2.1 粒子的运动形式和自由度 154
6.2.2 粒子的能级和简并度 155
6.3 宏观态与微观态 158
6.3.1 能级分布与微观态 158
6.3.2 玻尔兹曼关系式 159
6.4 玻尔兹曼统计 160
6.4.1 定域子与离域子体系能级分布的微观状态数 160
6.4.2 玻尔兹曼分布率 162
6.4.3 最概然分布与平衡分布 164
6.5 配分函数 165
6.5.1 配分函数的意义和性质 165
6.5.2 配分函数的计算 166
6.6 麦克斯韦速率分布律 170
6.6.1 分布函数与平均值 170
6.6.2 气体分子的能量分布和速率分布 171
6.7 热力学函数与配分函数 173
6.7.1 热力学能 173
6.7.2 熵 174
6.7.3 其它热力学函数 175
6.8 热力学函数的统计计算 176
6.8.1 热力学能与热容的统计计算 176
6.8.2 熵的统计计算 179
6.9 气相反应平衡常数的统计计算 181
6.9.1 平衡常数的统计表达式 181
6.9.2 标准自由焓函数与标准焓函数 184
6.10 统计系综 185
思考题 188
习题 189
第7章 化学动力学基本原理 192
7.1 化学反应的速率和速率方程 193
7.1.1 反应速率的表示方法 193
7.1.2 反应速率的测定 194
7.1.3 速率方程和反应级数 194
7.2 速率方程的积分 195
7.2.1 零级反应 196
7.2.2 一级反应 196
7.2.3 二级反应 197
7.2.4 n 级反应 199
7.3 反应级数的确定 200
7.3.1 积分法 200
7.3.2 微分法 202
7.3.3 半衰期法 202
7.3.4 孤立变量法 203
7.4 基元反应 204
7.5 典型的复合反应 205
7.5.1 对峙反应 205
7.5.2 弛豫方法在快速反应中的应用 207
7.5.3 平行反应 208
7.5.4 连串反应 210
7.6 复合反应速率的近似方法 211
7.6.1 控制步骤近似法 211
7.6.2 平衡态近似法 212
7.6.3 稳态近似法 213
7.7 温度对反应速率的影响 214
7.7.1 温度对反应速率影响的经验规律 214
7.7.2 活化能 216
7.7.3 复合反应的适宜温度 218
7.8 碰撞理论 220
7.8.1 气体分子的碰撞频率 221
7.8.2 有效碰撞分数 222
7.8.3 碰撞理论与阿伦尼乌斯方程的比较 223
7.9 过渡状态理论 224
7.9.1 势能面 224
7.9.2 过渡状态理论对速率常数的计算 226
7.9.3 艾林方程的热力学表示式 228
7.9.4 过渡状态理论的讨论与态-态反应 230
思考题 231
习题 231
第8章 特殊反应的动力学 238
8.1 单分子反应 238
8.2 链反应 239
8.2.1 直链反应 240
8.2.2 支链反应与爆炸 241
8.3 溶液中的反应 242
8.3.1 笼效应 242
8.3.2 活化控制的溶液反应 242
8.3.3 扩散控制的溶液反应 245
8.4 光化学反应 246
8.4.1 光化学基本概念和光化学定律 246
8.4.2 光化学反应动力学 249
8.5 催化反应 251
8.5.1 催化反应的基本特征 251
8.5.2 酸碱催化反应 253
8.5.3 酶催化反应 254
8.5.4 多相催化反应 256
思考题 258
习题 259
第9章 电解质溶液 263
9.1 电解质溶液的导电机理与法拉第定律 263
9.1.1 电解质溶液的导电机理 263
9.1.2 法拉第定律 265
9.2 离子的电迁移 266
9.2.1 离子的迁移数和电迁移率 266
9.2.2 离子迁移数的测定 267
9.3 电解质溶液的电导 269
9.3.1 电导率与摩尔电导率的定义 269
9.3.2 电导率、摩尔电导率与离子电迁移率的关系 270
9.3.3 电导的测定 271
9.4 离子独立移动定律 272
9.5 电导测定的应用 274
9.5.1 测定弱电解质的解离度和解离常数 274
9.5.2 检验水的纯度 275
9.5.3 测定难溶盐的溶解度 276
9.5.4 电导滴定 276
9.6 电解质溶液的热力学性质 277
9.6.1 离子的平均活度与平均活度因子 277
9.6.2 离子强度 278
9.7 德拜-休克尔极限公式 279
思考题 281
习题 282
第10章 可逆电池 285
10.1 可逆电池的概念 285
10.1.1 可逆电池的条件及符号表示 285
10.1.2 可逆电池的热力学 286
10.2 可逆电池的电动势 288
10.2.1 电动势产生的机理 288
10.2.2 电动势的测定与标准电池 290
10.3 电极电势 291
10.4 电极的种类 295
10.5 浓差电池 298
10.5.1 电极浓差电池 298
10.5.2 溶液浓差电池 298
10.6 电动势测定的应用 300
10.6.1 电解质平均活度因子的测定 300
10.6.2 难溶盐活度积的测定 300
10.6.3 溶液pH 值的测定 301
思考题 303
习题 304
第11章 电解与极化 308
11.1 不可逆电极过程 308
11.1.1 电极的极化与超电势 308
11.1.2 电解池与原电池的端电压 309
11.1.3 浓差极化与电化学极化 310
11.2 氢超电势 311
11.2.1 塔菲尔公式 311
11.2.2 电极过程动力学 312
11.3 电解时的电极反应 314
11.4 金属的电化学腐蚀与防腐 316
11.4.1 金属的电化学腐蚀 316
11.4.2 电化学腐蚀的防护 317
思考题 318
习题 319
第12章 界面现象 321
12.1 表面张力 321
12.2 弯曲液面下的界面现象 324
12.2.1 弯曲液面的附加压力 324
12.2.2 开尔文方程 325
12.2.3 亚稳状态 325
12.3 液固界面现象 326
12.3.1 润湿 326
12.3.2 毛细现象 328
12.4 溶液表面的吸附 328
12.4.1 吉布斯吸附等温方程式 328
12.4.2 表面活性分子在溶液表面的定向排列 330
12.4.3 单分子表面膜 331
12.5 固体表面的吸附 332
12.5.1 气固吸附的一般概念 332
12.5.2 气固吸附等温方程式 334
12.5.3 固体自溶液中的吸附 337
思考题 338
习题 338
第13章 胶体化学 341
13.1 胶体体系的分类和制备 341
13.1.1 胶体体系的分类 341
13.1.2 溶胶的制备和净化 342
13.2 溶胶的运动性质 343
13.2.1 布朗运动与扩散 343
13.2.2 沉降与沉降平衡 344
13.3 溶胶的光学性质 346
13.4 溶胶的电学性质 348
13.4.1 电动现象 348
13.4.2 胶团的双电层结构 349
13.4.3 ζ电势的计算 350
13.5 溶胶的稳定性和聚沉 351
13.5.1 溶胶的稳定性 351
13.5.2 溶胶的聚沉 352
13.5.3 高分子化合物的絮凝和稳定作用 353
思考题 354
习题 354
附录 357
附录Ⅰ 数学基础知识 357
附录Ⅱ 物理化学中常用的法定计量单位 362
附录Ⅲ 基本物理常数表 364
附录Ⅳ 元素的原子量表 364
附录Ⅴ 25℃时某些物质的标准热力学函数表 365
附录Ⅵ 某些气体的标准摩尔恒压热容与温度的关系 371
附录Ⅶ 25℃时某些有机化合物的标准摩尔燃烧焓 372
附录Ⅷ 某些物质的标准自由焓函数和标准焓函数 373
参考文献 374
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| 內容試閱：
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前言
物理化学是通过物理运动和化学运动之间的相互联系与相互转化来研究物质结构及化学运动中的普遍性规律的学科。作为化学学科中的重要分支，物理化学在人才培养和化学学科基础建设中发挥着极其重要的作用。
本书是华东师范大学化学专业国家级一流本科专业建设成果教材。物理化学的理论性强，学习时需要一定的数理基础。初版时编者注意到这些特点，基本概念叙述清晰，理论论证逻辑性强，问题和习题由浅入深，出版十年以来得到读者普遍认可。同时也收到读者针对书中一些具体问题的建议，主要是对于一些较难理解的概念问题希望能阐述得更详细一些，便于学生理解和自学。此次再版，编者在保持上版优点的基础上做了修订。对于学生在学习过程中常常提出的疑问，编者结合教材内容在书中予以详细的说明，如克劳修斯方程与熵增加原理的关系、化学势判据的适用范围、液体压力与其蒸气压的关系、根据代数原理对独立组分数的计算等。另外，结合教学内容对于物理化学中常用的数学知识也做了简要的介绍。
物理化学中有个原则，即在纯溶剂中溶入一些不挥发溶质总会引起溶液的沸点增高或蒸气压降低，但在混合溶剂中情况并非如此。编者根据热力学原理研究不挥发溶质对混合溶剂汽液平衡的影响，总结为混合溶剂沸点增高规则。通过对规则的介绍，读者可以了解到这些新的汽液平衡知识，同时还能学习利用相平衡方程解决实际问题的方法。
编者根据当前物理化学教学学时有限的情况对教材内容做了适当的调整，部分通过自学可以掌握的知识以及涉及数学较多的理论论证过程被编入书中的阅读材料，读者可扫描书中的二维码查阅。另外增加了若干帮助理解概念、知识点及特色内容的视频讲解（扫描二维码观看），供读者自学。配合本书的再版，对书中的思考题和习题进行了重新编写。新编的《物理化学题解》（电子版）为书中的全部思考题和习题提供了解答，供读者学习时参考，需要的教师可扫描书后二维码获取。本书经修订后仍然保持通俗简明的特点，着重阐述物理化学基本原理和方法，增加的课外阅读材料中既有对相关知识点的引申，又有学科发展与化学前沿领域的介绍，有助于学生深入了解知识点、激发学习兴趣，培养开拓创新的思维方式。
华东师范大学的物理化学教学团队诸多教师对本教材的修订提出了许多宝贵的意见，本书的出版也得到了华东师范大学精品教材专项基金的立项支持，华东师范大学化学与分子工程学院也给予了极大的支持和帮助，在此一并致以诚挚的谢意。
经过修订，编者希望本书能满足当前物理化学教学的要求，帮助读者提高物理化学的学习水平。由于编者水平所限，书中疏漏之处难免，欢迎读者提出批评和建议。
编者
2024年3月
第一版前言
我国的社会主义建设事业需要培养大量高素质的科技创新型人才。培养高素质人才必须打好基础。物理化学是高等学校化学、化工及其它相关专业的一门重要专业基础课，基础性是物理化学的显著特点，物理化学的基本原理反映了物质运动最基本的规律，被称为是大于原子的物理学。物理化学教学的目的，不仅要使学生了解物理化学的新发展、新成就和新应用，更重要的是使学生掌握物理化学的基本原理和方法，以致融会贯通、举一反三，在实践中创新。因此，提高物理化学的教学质量有助于学生打好坚实的理论基础，对于人才培养具有重要意义。
一部好的物理化学教材无疑对于教学是极其有益的。好的教材必定结合教学实际，这不仅包括教学的内容和要求，而且要与学生的学习能力相适应。本教材是为高等学校对物理化学课程学习有100～120学时要求的本科学生编写的，内容包括化学热力学、统计热力学、化学动力学、电化学、界面与胶体化学，除结构化学外涵盖当前国内高等学校基础物理化学的主要内容，可供化学、化工以及材料、环境等其它有同样学时要求的相关专业学生使用。
在物理化学的学习中，学生们普遍反映物理化学比较难学。这个问题固然源于物理化学自身的研究方法，但若能针对困难起因，在教材编写时照顾学生的需要，势必能帮助学生克服学习中的困难，这便是本书编写的主导思想。编者从教学实践中发现，这个普遍性问题的主要表现有：（1）热力学部分比其它部分难学；（2）物理化学中的一些概念较难理解；（3）习题难做，特别是一些推导题和证明题；（4）数学知识不够。为了有助于教学，本书始终把基本概念、基本理论、基本方法的讲述作为各章的重点内容。热力学部分是基础物理化学教学的重要内容，书中仍占有相当篇幅。对一些较难理解的概念，如可逆过程、熵、化学势、逸度与活度、玻尔兹曼分布律……力求做到讲透、交代清楚。书中备有一定数量的思考题和习题，其中适当增加了推导题和证明题的数量，并对完成这些题目所需的数学知识在教材中作简要介绍，书后附录给出教材中用到的主要数学知识。教材编排注意各章节的内在逻辑联系，力求整体体现物理化学基础理论体系的系统性和科学性，书中的物理量与单位贯彻实行国家标准。本书尚编有与之配套的《物理化学题解》（电子版），为书中思考题和习题提供解答，以便读者学习时参考，需要的教师可登录化学工业出版社教学资源网（www.cipedu.com.cn）下载。
编者希望本书能帮助学生克服物理化学学习中遇到的困难，为提高教学质量做一份贡献。但由于编者水平所限，目的未必能够如愿，书中不足及不当之处，恳请读者批评、指正。
编者
2014年1月于上海
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