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绪论1

一、物理化学的任务和内容1

二、物理化学在化学与药学中的地位与作用1

三、物理化学的学习方法2

第一章 热力学第一定律3

第一节 热力学概论3

一、热力学研究的对象和内容3

二、热力学的方法和局限性3

二、体系的性质4

一、体系与环境4

第二节 热力学基本概念4

三、热力学平衡态5

四、状态函数与状态方程5

五、过程与途径6

六、热和功7

第三节 热力学第一定律7

一、热力学第一定律7

二、内能8

三、热力学第一定律的数学表达式8

二、功与过程9

一、体积功9

第四节 可逆过程与体积功9

三、可逆过程12

第五节 焓13

第六节 热容14

第七节 热力学第一定律的应用16

一、热力学第一定律应用于理想气体16

二、热力学第一定律应用于实际气体21

第八节 热化学基本概念22

一、化学反应的热效应22

二、反应进度24

三、热化学方程式25

第九节 化学反应热效应的计算26

一、赫斯定律26

二、生成焓27

三、燃烧焓28

四、由键焓估算△rHm29

五、离子摩尔生成焓30

六、溶解热与稀释热31

七、反应热与温度的关系——基尔霍夫定律32

第十节 能量代谢与微量热技术简介34

习题及答案35

本章要求35

第二章 热力学第二定律40

第一节 自发过程的特征40

第二节 热力学第二定律41

第三节 卡诺循环42

第四节 卡诺定理44

第五节 熵45

一、熵的导出45

二、热力学第二定律数学表达式——克劳修斯不等式46

三、熵增原理47

一、等温过程中熵变的计算48

第六节 熵变的计算48

二、变温过程中熵变的计算50

第七节 熵函数的物理意义52

一、熵是体系混乱程度的度量53

二、熵与概率53

第八节 热力学第三定律及规定熵54

一、热力学第三定律54

二、规定熵55

三、化学反应过程的熵变56

第九节 吉布斯能、亥姆霍兹能56

二、亥姆霍兹能57

一、热力学第一定律、第二定律联合表达式57

三、吉布斯能58

四、自发变化方向和限度的判据58

第十节 △G的计算59

一、理想气体等温变化中的△G59

二、相变过程的△G60

三、化学变化的△rG？61

第十一节 热力学函数间的关系61

一、热力学基本关系式62

二、麦克斯韦关系式62

三、△G与温度的关系——吉布斯-亥姆霍兹公式64

第十二节 非平衡态热力学简介66

一、开放体系、非平衡态66

二、熵流、熵产生和耗散结构67

三、熵与生命68

第十三节 疏水相互作用68

第十四节 偏摩尔量和化学势71

一、偏摩尔量71

二、化学势74

一、气体的化学势77

第十五节 化学势的标准态及其表示式77

二、溶液中各组分的化学势78

本章要求82

习题及答案82

第三章 化学平衡87

第一节 化学反应的平衡条件87

第二节 化学反应等温方程式和平衡常数89

第三节 平衡常数表示法91

一、气体反应平衡常数91

二、液相反应平衡常数93

三、有纯态凝聚相参加的理想气体反应94

一、平衡常数的测定95

第四节 平衡常数的测定和平衡转化率的计算95

二、平衡转化率的计算96

第五节 标准状态下反应的吉布斯能变化及化合物的标准生成吉布斯能98

一、标准状态下反应的吉布斯能变化98

二、化合物的标准生成吉布斯能99

第六节 温度对平衡常数的影响100

第七节 其它因素对平衡的影响102

一、压力对化学平衡的影响102

二、惰性气体对化学平衡的影响104

二、生物体内的化学平衡105

第八节 反应的耦合105

一、反应耦合原理105

本章要求106

习题及答案107

第四章 相平衡110

第一节 相律110

一、基本概念110

二、相律112

第二节 单组分体系114

一、水的相图114

二、克劳修斯-克拉珀龙方程115

第三节 完全互溶双液体系118

一、理想的完全互溶双液体系118

二、杠杆规则120

三、非理想的完全互溶双液体系121

四、蒸馏与精馏125

第四节 部分互溶和完全不互溶的双液体系127

一、部分互溶的双液体系127

二、完全不互溶的双液体系130

一、简单低共熔相图131

第五节 二组分固-液体系平衡相图131

二、生成化合物的相图135

三、有固溶体生成的相图137

第六节 三组分体系的相平衡139

一、等边三角形组成表示法139

二、三组分水盐体系140

三、部分互溶的三液体系142

本章要求145

习题及答案145

一、电解质溶液的导电机理149

第一节 电解质溶液的导电性质149

第五章 电化学149

二、法拉第定律150

三、离子的电迁移和迁移数151

第二节 电解质溶液的电导153

一、电解质溶液的电导153

二、电解质溶液的电导测定154

三、电解质溶液的电导与浓度的关系155

四、离子独立运动定律156

二、弱电解质的电离度和电离常数的测定158

一、水的纯度检测158

第三节 电解质溶液的电导测定应用158

三、难溶盐的溶解度测定159

四、电导滴定160

第四节 强电解质溶液理论160

一、溶液中强电解质的平均活度和平均活度系数160

二、离子强度163

三、强电解质溶液的离子互吸理论163

第五节 原电池166

一、化学反应与电池166

三、电池的书写方式167

二、可逆电池与不可逆电池167

第六节 电池电动势产生的机理168

一、电极-溶液界面电势差168

二、液体接界电势和盐桥168

第七节 电池电动势的测定170

一、对消法(补偿法)测定电池电动势的原理170

二、标准电池170

第八节 可逆电池热力学171

一、由可逆电池电动势计算电池反应的△rGm171

三、由电动势及温度系数计算电池反应的焓变△rHm及电池的可逆放电热Qr172

二、由电动势E及其温度系数计算电池反应的△rSm172

四、可逆电池电动势与电池反应中各物质活度的关系173

第九节 电极电势174

一、标准氢电极174

二、任意电极的电极电势175

三、电极电势的能斯特方程178

第十节 电极的类型179

一、第一类电极179

二、第二类电极180

三、第三类电极182

四、第四类电极182

二、双液浓差电池183

第十一节 浓差电池183

一、单液浓差电池183

三、双联浓差电池184

第十二节 电动势测定的应用184

一、判断化学反应的方向184

二、测定化学反应的平衡常数185

三、求难溶盐的活度积185

四、测定溶液的pH值186

五、测定电池的标准电动势E？及离子平均活度系数γ±187

第十三节 化学电源189

六、电势滴定189

一、锌-锰电池190

二、氢镍电池191

三、锂电池191

四、碱性燃料电池191

第十四节 电极的极化和过电势192

一、分解电压192

二、电极的极化193

三、过电势和极化曲线的测定195

二、细胞膜和膜电势196

一、生物电现象196

第十五节 生物电化学基础196

三、生物电化学传感器198

本章要求199

习题及答案199

第六章 化学动力学202

第一节 反应速率的表示方法及其测定202

第二节 基元反应203

第三节 反应速率方程205

一、一级反应207

第四节 简单级数反应的速率方程207

二、二级反应209

三、零级反应213

四、简单级数反应的速率方程比较213

第五节 反应级数的确定214

一、积分法214

二、微分法215

三、半衰期法216

第六节 温度对反应速率的影响216

一、阿仑尼乌斯经验公式217

二、活化能218

三、药物贮存期预测219

第七节 典型的复杂反应223

一、对峙反应223

二、平行反应225

三、连续反应227

四、链反应230

第八节 光化反应231

一、光化反应的特点232

二、光化学定律232

三、量子效率233

四、药物对光稳定性234

第九节 反应机理的确定235

第十节 溶液中的反应238

第十一节 催化作用的基本概念239

第十二节 酸碱催化242

第十三节 酶催化247

第十四节 碰撞理论249

第十五节 过渡态理论252

一、快速混合法255

第十六节 快速反应研究技术255

二、化学弛豫法256

本章要求256

习题及答案257

第七章 表面现象262

第一节 表面积与表面吉布斯能262

一、表面积262

二、表面吉布斯能和表面张力263

三、表面的热力学关系式265

第二节 弯曲表面的性质266

一、曲面的附加压力266

四、影响表面吉布斯能的因素266

二、曲面的蒸气压269

三、亚稳状态和新相的生成271

第三节 铺展与润湿273

一、液体的铺展273

二、固体表面的润湿274

第四节 溶液的表面吸附276

一、溶液的表面张力和浓度之间的关系276

二、溶液的表面吸附和吉布斯吸附等温式277

三、表面活性物质在溶液表面的定向排列281

第五节 不溶性表面膜282

一、不溶性表面膜及其性质282

二、不溶性表面膜的应用283

三、其它表面膜284

第六节 表面活性剂285

一、表面活性剂的分类285

二、表面活性剂的亲水亲油平衡值286

三、胶束289

四、表面活性剂的几种重要作用291

一、物理吸附和化学吸附293

第七节 气体在固体表面上的吸附293

二、吸附等温线294

三、弗仑因德立希吸附等温式295

四、单分子层吸附理论——兰格缪尔吸附等温式296

五、多分子层吸附理论——BET公式298

第八节 固体自溶液中的吸附300

一、吸附特点300

二、吸附量的测定300

三、吸附等温线和经验公式300

本章要求301

习题及答案302

第八章 胶体306

第一节 分散体系分类及其基本特性307

一、分散体系的分类307

二、基本特性308

第二节 溶胶的制备与净化308

一、溶胶的制备308

二、溶胶的净化310

第三节 溶胶的动力性质311

一、布朗运动311

二、扩散与渗透现象312

三、沉降与沉降平衡314

四、超离心力场下的沉降316

第四节 溶胶的光学性质319

一、丁达尔现象319

二、雷利公式319

三、光的吸收320

四、粒子大小的测定320

第五节 溶胶的电学性质321

一、电动现象321

二、溶胶粒子表面电荷的来源322

三、双电层理论323

四、电泳测定325

第六节 胶体的稳定性327

一、胶团结构327

二、溶胶的稳定性与聚沉327

三、胶体稳定性理论330

第七节 乳状液、泡沫和气溶胶332

一、乳状液332

二、泡沫334

三、气溶胶336

一、大分子化合物的结构特点338

第八节 大分子化合物结构及平均摩尔质量338

二、大分子化合物的平均摩尔质量339

第九节 大分子溶液的流变性340

一、流体的粘度340

二、流变曲线与流型341

第十节 大分子化合物平均摩尔质量的测定343

一、渗透压法343

二、离心沉降法344

三、粘度法344

二、大分子电解质溶液的电性346

一、大分子电解质溶液的分类346

第十一节 大分子电解质溶液346

三、大分子电解质溶液的粘度特性347

四、大分子电解质溶液的唐南平衡与渗透压348

第十二节 凝胶351

一、凝胶的分类351

二、凝胶的性质352

本章要求353

习题及答案354

附录1 一些物质在101.325kP下的摩尔等压热容357

附录2 一些物质的热力学函数(p=101.325kPa，T=298.15K)359

附录3 一些有机物的标准摩尔燃烧焓值362