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绪论1

物理化学的研究对象1

物理化学和生命科学的关系3

物理化学的研究方法6

第一章 热力学第一定律8

1.1 引言8

1.2 几个基本概念11

系统11

状态和状态函数12

过程和途径14

热力学平衡14

1.3 气体的状态方程式15

理想气体的状态方程式15

摩尔气体常数R15

瓦勃呼吸计17

实际气体18

1.4 热和功21

热21

功22

1.5 热力学第一定律25

1.6 可逆过程和最大功27

功与过程27

可逆过程33

1.7 焓35

理想气体的内能和焓37

1.8 热容39

CP和CV的关系42

1.9 理想气体的绝热可逆膨胀44

1.10 热化学45

化学反应的热效应45

反应中△H和△U的关系46

反应进度47

热化学方程的写法48

盖斯定律50

1.11 生成焓和燃烧焓54

生成焓54

燃烧焓57

1.12 键焓58

1.13 溶液反应的热效应61

溶解热61

离子生成热63

1.14 热效应和温度的关系65

1.15 反应热的测量及其应用67

弹形热量计67

溶液热量计69

热导热量计70

差热分析71

习题72

第二章 热力学第二定律和第三定律76

2.1 变化的方向76

2.2 热力学第二定律77

热力学第二定律的表述78

2.3 自发变化的本质——熵的概念79

热力学概率80

熵82

2.4 熵变的计算83

熵判据84

理想气体的等温过程85

理想气体的非等温过程86

包含液体和固体的过程88

相变过程88

2.5 热力学第三定律和规定熵91

热力学第三定律91

摩尔熵的计算92

化学反应的熵变93

化学反应熵变和温度的关系94

2.6 亥姆霍兹自由能96

等温过程中的最大功96

亥姆霍兹自由能97

2.7 吉布斯自由能100

2.8 等温物理变化△G的计算103

理想气体等温变化104

等温等压下的相变过程105

2.9 几个热力学函数间的关系106

麦克斯韦（Maxwell）关系式108

2.10 化学变化的吉布斯自由能变111

标准生成吉布斯自由能112

2.11 △G与温度压力的关系114

△G与温度的关系114

△G与压力的关系118

2.12 化学势122

偏摩尔量123

化学势126

2.13 气体的化学势129

混合理想气体129

实际气体的化学势——逸度的概念130

2.14 生物界中能量的流动131

2.15 不可逆过程热力学简介135

习题138

第三章 溶液和相平衡143

3.1 溶液组成的表示法144

3.2 溶液中的两个经验定律145

拉乌尔定律145

亨利定律148

3.3 理想溶液149

理想溶液各组分的化学势150

理想溶液的性质150

3.4 稀溶液152

稀溶液的依数性154

“不正常”摩尔质量163

3.5 相、组分和自由度164

相164

组分165

自由度166

3.6 多相系统中平衡的条件167

3.7 相律168

相律的推导169

3.8 单组分系统的相平衡170

水的相图170

克劳修斯－克拉珀龙方程171

3.9 溶液和蒸气的平衡174

理想溶液的蒸气压－组成（P-x）图174

理想溶液的沸点－组成（T-x）图175

杠杆规则175

分馏176

3.10 非理想溶液178

活度的概念179

非理想溶液的P-x图和T-x图181

3.11 不互溶的双液系184

水蒸气蒸馏184

溶质在两互不相溶液体中的分配185

萃取187

3.12 固液系统189

习题191

第四章 化学平衡196

4.1 引言196

4.2 化学反应的限度197

4.3 气体化学反应的标准平衡常数198

理想气体化学反应的标准平衡常数198

实际气体反应的标准平衡常数203

4.4 溶液反应的标准平衡常数203

理想溶液203

非理想溶液206

4.5 复相化学反应的标准平衡常数206

4.6 平衡转化率的计算209

气相反应209

溶液反应210

生物化学标准态213

4.7 压力和惰性气体对化学平衡的影响217

压力的影响217

惰性气体的影响217

4.8 温度对化学平衡的影响219

4.9 生化反应平衡223

标准平衡常数的组合223

反应的耦合224

二氧化碳在人体内的水合平衡228

多结合位平衡229

习题231

第五章 电化学235

5.1 电解质溶液235

电解质的活度235

离子强度238

德拜－休格尔（Debye-H ückel）理论238

5.2 电导和电导率239

电导239

电导的测量240

5.3 摩尔电导率242

摩尔电导率和浓度的关系242

离子独立移动定律243

5.4 电导测量的应用244

测定水的纯度244

测定弱电解质的离解度及离解常数245

测定难溶盐的溶解度246

电导滴定247

5.5 法拉第定律249

5.6 化学电池251

可逆电池253

电动势的测量255

标准电池256

5.7 可逆电池的热力学256

从可逆电池的电动势求反应的标准平衡常数257

从电池电动势及其温度系数求反应的△H和△S259

5.8 电池的表示法260

5.9 电极电势262

从电极电势计算电池的电动势266

参考电极268

5.10 浓差电池和液体接界电势269

浓差电池269

液接电势270

5.11 溶液pH的测定271

膜电势和离子选择性电极273

5.12 电动势测量的应用276

求氧化还原反应的标准平衡常数277

电解质溶液平均活度系数的测定278

求难溶盐的溶度积278

电位滴定279

5.13 生物氧化280

生物系统标准电极电势280

生物氧化和呼吸链281

5.14 极化作用282

习题284

第六章 化学动力学288

6.1 引言288

6.2 化学反应速率290

反应速率290

反应速率的测定方法291

6.3 浓度对反应速率的影响292

反应级数292

基元反应294

6.4 具有简单级数的反应297

一级反应297

二级反应303

三级反应307

零级反应307

6.5 反应级数的测定309

6.6 对峙反应、平行反应和连串反应313

对峙反应313

平行反应315

连串反应317

6.7 温度对反应速率的影响320

范特荷夫近似规则320

阿仑尼乌斯公式——活化能的概念321

6.8 碰撞理论324

6.9 过渡状态理论328

6.10 催化作用333

多相催化335

均相催化336

6.11 链反应338

6.12 液相反应341

液相反应速率341

溶液中快速反应的研究方法344

简单反应的弛豫时间346

6.13 酶催化作用动力学347

6.14 自动催化反应和化学振荡355

自动催化反应355

化学振荡356

6.15 光化学反应358

光化当量定律359

光合作用362

视觉363

化学发光和生物发光364

习题365

第七章 表面现象370

7.1 引言370

7.2 表面吉布斯自由能371

7.3 弯曲表面的附加压力375

毛细现象376

7.4 粒子大小对蒸气压的影响377

7.5 液体的铺展与润湿380

铺展380

润湿381

7.6 溶液界面吸附382

吉布斯吸附公式383

溶液表面吸附的计算384

7.7 表面活性剂及其作用385

表面活性剂的分类386

表面活性剂的作用388

胶束390

7.8 分子在表面上的定向排列391

7.9 不溶性表面膜393

生物膜396

7.10 气体在固体表面上的吸附398

物理吸附和化学吸附399

吸附等温线400

7.11 吸附等温式401

兰格缪尔等温式402

弗伦德利希等温式404

BET等温式405

7.12 固体从溶液中的吸附407

影响溶液中吸附的因素410

7.13 固体吸附剂410

7.14 色谱法413

习题415

第八章 胶体分散系统418

8.1 分散系的分类419

8.2 胶体分散系统的特点420

8.3 溶胶的制备与净化422

溶胶的制备422

溶胶的净化424

8.4 溶胶的动力学性质425

布朗运动426

扩散427

沉降428

8.5 溶胶的光学性质431

光的吸收431

光的散射——丁铎尔现象和超显微镜432

8.6 溶胶的电学性质435

电动现象435

胶体粒子上电荷的来源437

双电层与溶胶胶粒的结构438

ζ电势439

8.7 溶胶的稳定性和聚沉442

影响溶胶聚沉的因素442

溶胶的相互聚沉446

溶胶稳定性的DLVO理论446

大分子化合物对溶胶的作用448

8.8 乳状液450

乳状液的类型451

乳状液的变型和破坏451

习题452

第九章 大分子溶液454

9.1 引言454

9.2 单体单位的连接457

9.3 生化大分子458

蛋白质458

核酸461

糖464

9.4 大分子溶液466

9.5 高聚物的摩尔质量469

9.6 大分子在溶液中的构象472

9.7 渗透压473

渗透压法测高聚物的摩尔质量474

陶南平衡476

9.8 粘度478

9.9 扩散482

9.10 沉降484

9.11 电泳489

等电点489

电泳491

9.12 凝胶494

习题495

附录498

附录Ⅰ 298.2K时一些物质的标准热力学函数498

附录Ⅱ 298.2K时某些化合物的标准燃烧热502

附录Ⅲ 从卡诺循环导出熵503

附录Ⅳ 一些物理化学常数506

附录Ⅴ 单位换算507

主要参考书目508