本书于2015年入选“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材，包括热力学基本原理、多组分系统热力学、化学平衡、电化学、统计热力学初步、界面现象、化学反应动力学和胶体化学9章内容。教材注重基础和应用，在组织内容和例题、习题时，注意物理化学与工程技术、生产生活的联系，并适当引入学科前沿，以加深读者对物理化学的理解和认识。教材对应课程配套有线上课程(www。cipeke。com)、在线测试(www。cipece。com)，对一些重难点讲解、动画、拓展阅读配有二维码，读者可扫码学习。

绪论 001
0.1 物理化学及其研究内容 001
0.2 物理化学的作用 002
0.3 物理化学的学习方法 003
0.4 物理量的表示及运算 004

第1章 热力学基本原理 006
1.1 热力学基本概念 007
1.1.1 系统与环境 007
1.1.2 状态与状态函数 008
1.1.3 过程与途径 009
1.1.4 热力学平衡状态 010
1.2 热力学第一定律 010
1.2.1 热力学第一定律的文字表述 011
1.2.2 热和功 011
1.2.3 热力学第一定律的数学表达式 012
1.3 体积功的计算、可逆过程 013
1.3.1 不同过程的体积功 013
1.3.2 可逆过程 015
1.4 焓与热容 016
1.4.1 焓的定义 016
1.4.2 热容 017
1.5 热力学第一定律在单纯物理变化过程中的应用 019
1.5.1 热力学第一定律对理想气体的应用 019
1.5.2 热力学第一定律对实际气体的应用 023
1.5.3 热力学第一定律对相变过程的应用 024
1.6 热力学第一定律在化学反应中的应用——热化学 025
1.6.1 热化学基本概念 025
1.6.2 化学反应焓变的计算 028
1.7 热力学第二定律的文字表述 035
1.7.1 自发过程的共同特征 035
1.7.2 热力学第二定律的文字表述 036
1.8 卡诺循环和卡诺定理 037
1.8.1 卡诺循环和卡诺热机 037
1.8.2 卡诺定理 038
1.9 熵函数 039
1.9.1 可逆过程的热温商和熵的定义 039
1.9.2 克劳修斯不等式——热力学第二定律的数学表达式 040
1.9.3 熵增原理 041
1.9.4 熵的物理意义 042
1.10 熵变的计算 044
1.10.1 简单状态变化(p、V、T 变化)过程熵变的计算 044
1.10.2 相变化过程熵变的计算 047
1.10.3 热力学第三定律和化学反应的熵变 049
1.11 过程方向的判据 051
1.11.1 亥姆霍兹函数A 051
1.11.2 吉布斯函数G 052
1.11.3 过程方向的判据 053
1.11.4 ΔA 和ΔG 的计算 054
1.12 热力学函数关系式 056
1.12.1 定义式 057
1.12.2 热力学基本方程 057
1.12.3 热力学基本方程的派生公式 057
1.12.4 麦克斯韦关系式 058
1.12.5 关系式的应用 059
1.13 非平衡态热力学简介 064
1.13.1 非平衡态热力学基础 065
1.13.2 线性非平衡态热力学 066
1.13.3 非线性非平衡态热力学 068
思考题 070
概念题 072
习题 073

第2章 多组分系统热力学 078
2.1 偏摩尔量 079
2.1.1 偏摩尔量的定义 080
2.1.2 偏摩尔量的集合公式 081
2.1.3 吉布斯-杜亥姆方程 082
2.2 化学势 083
2.2.1 化学势的定义 083
2.2.2 化学势与压力、温度的关系 084
2.2.3 化学势判据及其应用举例 085
2.3 气体物质的化学势 086
2.3.1 理想气体的化学势 087
2.3.2 实际气体的化学势 087
2.4 理想液态混合物和理想稀溶液的化学势 090
2.4.1 拉乌尔定律和亨利定律 091
2.4.2 理想液态混合物的化学势 094
2.4.3 理想稀溶液的化学势 097
2.5 稀溶液的依数性 098
2.5.1 溶液的凝固点降低和沸点升高 098
2.5.2 溶液的渗透压 103
2.6 实际溶液中各组分的化学势 105
2.6.1 活度和活度系数 105
2.6.2 非理想液态混合物中各组分的化学势 106
2.6.3 非理想稀溶液中各组分的化学势 106
2.6.4 活度的测定 107
思考题 107
概念题 108
习题 109

第3章 化学平衡 111
3.1 化学反应的方向和限度 112
3.1.1 化学反应的方向和平衡条件 112
3.1.2 化学反应的等温方程 113
3.1.3 标准平衡常数 114
3.2 平衡常数 115
3.2.1 理想气体反应的平衡常数 116
3.2.2 有纯凝聚态物质参加的理想气体化学反应的平衡常数 117
3.2.3 平衡常数的测定与计算 118
3.2.4 平衡组成的计算 121
3.3 温度及其他因素对化学平衡的影响 122
3.3.1 温度对标准平衡常数的影响 122
3.3.2 其他因素对理想气体化学平衡的影响 125
3.4 同时反应平衡组成的计算 128
思考题 130
概念题 130
习题 131

第4章 相平衡 134
4.1 相律 135
4.1.1 几个基本概念 135
4.1.2 相律 137
4.2 单组分系统的相平衡 138
4.2.1 单组分系统的两相平衡 138
4.2.2 单组分系统的相图 141
4.3 两组分系统的气-液平衡相图 143
4.3.1 完全互溶双液系 144
4.3.2 部分互溶双液系 150
4.3.3 完全不互溶双液系 152
4.4 两组分系统的固-液平衡相图 153
4.4.1 具有简单低共熔混合物的系统 153
4.4.2 有化合物生成的固-液系统 156
4.4.3 有固溶体生成的固-液系统 158
4.4.4 双组分系统相图的共同特征 161
思考题 161
概念题 161
习题 163

第5章 电化学 167
5.1 电解质溶液 168
5.1.1 离子的迁移 168
5.1.2 电解质溶液的电导 172
5.1.3 强电解质溶液理论简介 179
5.2 可逆电池和可逆电池热力学 183
5.2.1 可逆电池必须具备的条件 183
5.2.2 可逆电极的种类 184
5.2.3 可逆电池电动势的测定 186
5.2.4 可逆电池热力学 187
5.3 电极电势和电池电动势 190
5.3.1 电池电动势产生的机理 190
5.3.2 电极电势 192
5.3.3 电池类型及电池电动势的计算 196
5.4 原电池设计与电池电动势测定的应用 199
5.4.1 原电池的设计 199
5.4.2 电池电动势测定的应用 201
5.5 电解和极化 206
5.5.1 极化作用 207
5.5.2 电解时的电极反应 209
5.6 电化学的应用 212
5.6.1 金属的腐蚀与防护 212
5.6.2 化学电源 216
思考题 220
概念题 221
习题 222

第6章 统计热力学初步 225
6.1 分子的运动形式和能级表达式 226
6.1.1 分子的运动形式与能级 226
6.1.2 各种运动形式的能级表达式 227
6.2 能级分布的微态数及系统的总微态数 229
6.2.1 能级分布与状态分布 229
6.2.2 能级分布微态数的计算 230
6.2.3 最概然分布与平衡分布 232
6.3 玻尔兹曼分布定律 233
6.4 粒子的配分函数 234
6.4.1 配分函数的析因子性质 234
6.4.2 能量零点的选择对配分函数q 值的影响 235
6.4.3 各种运动的配分函数的计算 235
6.5 热力学函数与配分函数的关系 238
6.5.1 热力学能与配分函数的关系 238
6.5.2 系统的熵与配分函数的关系 239
6.5.3 其他热力学函数与配分函数的关系 240
思考题 241
概念题 241
习题 242

第7章 界面现象 243
7.1 表面张力 244
7.1.1 液体的表面张力、表面功及表面吉布斯函数 244
7.1.2 表面热力学 245
7.1.3 影响表面张力的因素 246
7.2 润湿现象 248
7.3 弯曲液面的表面现象 249
7.3.1 弯曲液面的附加压力 249
7.3.2 曲率对蒸气压的影响——开尔文公式 252
7.3.3 亚稳态与新相的生成 253
7.4 气体在固体表面的吸附 255
7.4.1 气-固吸附的一般概念 255
7.4.2 吸附等温式 257
7.5 溶液表面的吸附 260
7.5.1 溶液表面的吸附现象 260
7.5.2 吉布斯吸附等温式 261
7.5.3 表面活性剂及其应用 261
思考题 265
习题 266

第8章 化学动力学 269
8.1 化学反应的反应速率和速率方程 270
8.1.1 反应速率的表示法 270
8.1.2 反应速率的实验测定 271
8.1.3 基元反应和非基元反应 272
8.1.4 基元反应的速率方程——质量作用定律 272
8.1.5 反应级数与反应分子数 273
8.1.6 速率常数 273
8.2 速率方程的积分形式 274
8.2.1 零级反应 275
8.2.2 一级反应 275
8.2.3 二级反应 276
8.2.4 n 级反应 277
8.3 速率方程的确定 280
8.3.1 微分法 280
8.3.2 积分法 282
8.4 温度对反应速率的影响和活化能 283
8.4.1 范特霍夫规则——k-T 关系的近似经验式 283
8.4.2 阿伦尼乌斯方程——k-T 关系的准确经验式 284
8.4.3 化学反应的活化能 286
8.5 典型复合反应 288
8.5.1 对峙反应 288
8.5.2 平行反应 289
8.5.3 连串反应 292
8.6 复合反应速率的近似处理方法 293
8.6.1 选取控制步骤法 293
8.6.2 稳态近似法 293
8.6.3 平衡态近似法 294
8.7 链反应 295
8.7.1 单链反应 295
8.7.2 支链反应与爆炸界限 296
8.8 基元反应速率理论 297
8.8.1 气体反应碰撞理论 298
8.8.2 过渡状态理论 300
8.9 几类特殊反应的动力学 304
8.9.1 溶液中反应 304
8.9.2 光化学反应 305
8.9.3 催化作用 308
8.10 现代化学动力学研究技术简介 313
8.10.1 交叉分子束技术 313
8.10.2 飞秒激光技术 314
思考题 315
概念题 315
习题 317

第9章 胶体化学 321
9.1 胶体分散系统的分类及制备 322
9.1.1 分散系统的分类及特征 322
9.1.2 溶胶的制备 323
9.1.3 溶胶的净化 325
9.2 溶胶的光学性质 325
9.2.1 丁铎尔效应 325
9.2.2 瑞利公式 326
9.3 溶胶的动力学性质 326
9.3.1 布朗运动 327
9.3.2 扩散 327
9.3.3 沉降和沉降平衡 328
9.4 溶胶的电学性质 329
9.4.1 电动现象 329
9.4.2 溶胶粒子带电的原因 330
9.4.3 胶粒的双电层理论 330
9.4.4 溶胶的胶团结构 332
9.5 溶胶的稳定与聚沉 333
9.5.1 溶胶稳定的原因 333
9.5.2 溶胶的聚沉 333
9.6 高分子溶液简介 335
9.6.1 高分子溶液的盐析作用 335
9.6.2 高分子溶液的黏度 336
9.6.3 高分子溶液的胶凝作用 336
9.6.4 高分子溶液的渗透压和唐南平衡 336
思考题 338
习题 339

概念题和习题参考答案 341

附录 348
附录Ⅰ 国际单位制(SI) 348
附录Ⅱ 希腊字母表 349
附录Ⅲ 一些物理和化学的基本常数 350
附录Ⅳ 常用的换算因子 350
附录Ⅴ 某些气体的范德华常数 350
附录Ⅵ 热力学数据表 351

参考文献 356