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绪论 1

第一章 热力学第一定律 3

1.1 热力学概论 3

一、热力学的目的和内容 3

二、热力学的方法和局限性 4

1.2 热力学基本概念 5

一、系统与环境 5

二、系统的性质 5

三、热力学平衡状态和状态函数 6

四、状态函数与状态方程 6

五、过程与途径 8

六、热和功 8

1.3 热力学第一定律 9

一、能量守恒与热力学第一定律 9

二、热力学能 10

三、热力学第一定律的数学表达式 11

1.4 可逆过程 11

一、功与过程 11

二、可逆过程 13

1.5 焓和热容 15

一、焓 15

二、热容 16

1.6 热力学第一定律对理想气体的应用 18

一、理想气体的热力学能和焓 18

二、理想气体的Cv与Cp的关系 19

三、理想气体的绝热过程 21

1.7 节流膨胀与焦耳-汤姆逊效应 24

一、焦耳-汤姆逊实验 24

二、节流膨胀的热力学特征 25

三、焦耳-汤姆逊系数 25

1.8 热化学 26

一、化学反应的热效应 26

二、反应进度 27

三、热化学方程式 29

1.9 化学反应摩尔焓变的计算&. 29

一、盖斯定律 29

二、标准摩尔生成焓 30

三、标准摩尔燃烧焓 32

四、离子摩尔生成焓 33

五、溶解热与稀释热 34

六、反应热与温度的关系 37

本章基本要求 39

习题 39

参考文献 43

第二章 热力学第二定律与化学平衡 44

2.1 自发过程的共同特征——不可逆性 44

2.2 热力学第二定律的经典表述 45

2.3 热机效率和卡诺循环 46

一、热机效率 46

二、卡诺循环 47

三、卡诺定理 49

2.4 熵 50

一、可逆过程的热温商与熵变 50

二、不可逆过程的热温商与熵变 52

2.5 克劳修斯不等式与熵增加原理 53

一、热力学第二定律的数学表达式——克劳修斯不等式 53

二、熵增加原理 53

三、熵判据 54

2.6 熵变的计算 54

一、等温过程 55

二、变温过程 57

2.7 熵的统计意义 60

一、熵与混乱度的关系 60

二、熵与热力学概率的关系——玻耳兹曼公式 60

2.8 热力学第三定律与规定熵 63

一、热力学第三定律 63

二、规定熵 63

三、化学反应的熵变 65

2.9 亥姆霍兹自由能和吉布斯自由能 66

一、热力学第一定律与热力学第二定律的联合表达式 66

二、热力学判据总结 68

2.10 △G的计算 69

一、理想气体的等温过程 69

二、等温等压下理想气体的混合过程 70

三、相变化过程 71

四、化学反应过程 71

2.11 热力学函数间的关系 72

一、基本公式 72

二、麦克斯韦关系式 74

2.12 疏水相互作用 75

一、疏水相互作用及其与蛋白质空间构象的关系 75

二、热力学在疏水相互作用中的应用 76

2.13 非平衡状态热力学简介 77

一、敞开系统与非平衡状态 78

二、熵产生和熵流 78

三、耗散结构 79

2.14 偏摩尔量 80

一、偏摩尔量的定义 81

二、偏摩尔量的加和公式 83

三、吉布斯-杜亥姆公式 83

2.15 化学势 84

一、化学势的定义 84

二、化学势与压力和温度的关系 86

三、化学势在多相平衡中的应用 86

2.16 气体的化学势 87

一、理想气体的化学势 87

二、真实气体的化学势 88

2.17 稀溶液的两个经验定律 88

一、拉乌尔定律 88

二、亨利定律 89

2.18 液态混合物及稀溶液的化学势 90

一、理想液态混合物 90

二、理想稀溶液 90

三、非理想液态混合物 92

四、非理想稀溶液 93

2.19 化学反应的平衡条件&. 93

2.20 化学反应的等温方程式及平衡常数 95

2.21 平衡常数的各种表示方法 97

一、气相反应的平衡常数 97

二、液相反应的平衡常数 99

三、有纯态凝聚相参加的气-固相反应的平衡常数 101

2.22 温度对平衡常数的影响 101

2.23 生物能学简介 103

一、生物化学中的标准态和平衡常数 103

二、反应的耦合 104

本章基本要求 105

习题 106

参考文献 112

第三章 相平衡 113

3.1 相律 113

一、相和相数 113

二、组分数 114

三、自由度 115

四、相律的推导 116

3.2 单组分系统的两相平衡 118

3.3 单组分系统的相图 122

一、水的相图 123

二、硫的相图 125

三、超临界流体萃取技术 126

3.4 理想的二组分液态混合物的气-液相图 127

一、p-x图（蒸气压-组成图） 127

二、T-x图（沸点-组成图） 129

三、杠杆规则 131

四、蒸馏和精馏 132

3.5 完全互溶非理想二组分液态混合物的气-液相图 134

一、正偏差（或负偏差）都不大的系统 134

二、正偏差（或负偏差）很大的系统 135

3.6 部分互溶双液系统的液-液相图 136

3.7 完全不互溶的双液系统 139

3.8 二组分系统的固-液相图 140

一、具有简单低共熔混合物的相图 141

二、具有稳定化合物的相图 144

三、具有不稳定化合物的相图 146

四、形成固溶体的相图 148

3.9 三组分系统的相图 152

一、三组分系统组成的图示法 153

二、部分互溶三液体系统的相图 154

三、二盐-水系统的相图 156

本章基本要求 158

习题 158

参考文献 164

第四章 电化学 165

4.1 电解质溶液的导电性质 165

一、电解质溶液的导电机制 165

二、法拉第定律 166

三、离子的电迁移和迁移数 167

4.2 电解质溶液的电导 170

一、电导、电导率和摩尔电导率 170

二、电解质溶液的电导测定 171

三、电导率、摩尔电导率与浓度的关系 172

四、离子独立运动定律 173

4.3 电解质溶液电导测定的应用 175

一、检验水的纯度 175

二、测定弱电解质的解离度和解离平衡常数 176

三、测定难溶盐的溶解度和溶度积 177

四、电导滴定 178

五、在药学中的其他应用 179

4.4 溶液中电解质的活度和活度系数 179

一、溶液中电解质的平均活度和平均活度系数 179

二、离子强度 181

三、德拜-休克尔极限定律 182

4.5 原电池 183

一、可逆电池与不可逆电池 184

二、可逆电极的类型 185

三、可逆电池的书写方法和电动势符号 187

四、电池电动势的测定 188

4.6 可逆电池热力学 190

一、电池反应的能斯特方程 190

二、电池电动势及其温度系数与电池反应热力学函数的关系 191

4.7 电极电势和电池的电动势 192

一、电池电动势的产生机理 192

二、电极电势 194

三、电极反应的能斯特方程 197

4.8 浓差电池 199

一、单液浓差电池 199

二、双液浓差电池 199

4.9 电池电动势的应用 200

一、测定电池的标准电动势E？及离子平均活度系数γ± 200

二、计算化学反应的平衡常数 202

三、求难溶盐的活度积 203

四、测定溶液的pH 204

五、电势滴定 205

4.10 电极的极化和超电势 206

一、分解电压 206

二、电极的极化与超电势 208

三、影响超电势的因素 209

四、超电势的测定 210

4.11 生物电化学基础 212

一、生物电现象 212

二、细胞膜和膜电势 212

三、生物电化学传感器 214

本章基本要求 215

习题 215

参考文献 219

第五章 化学动力学 220

5.1 化学反应的速率方程 220

一、基元反应、反应分子数与质量作用定律 222

二、反应级数与反应速率系数 223

5.2 简单级数反应 224

一、一级反应 224

二、二级反应 226

三、零级反应 229

四、反应级数的确定 230

5.3 温度对反应速率的影响 232

一、范特霍夫经验规则 232

二、阿仑尼乌斯经验公式 232

三、活化能 233

四、药物贮存期预测 234

5.4 典型的复杂反应 238

一、对峙反应 238

二、平行反应 240

三、连续反应 243

四、链反应 246

5.5 光化学反应 248

一、光化学反应的特点 248

二、光化学定律 249

三、量子产率 250

四、药物对光稳定性 251

5.6 溶液中的反应 252

一、笼效应 252

二、溶剂的极性 253

三、溶剂的介电常数 254

四、离子强度 254

五、添加物 255

5.7 催化作用 255

一、催化剂与催化作用 255

二、酸碱催化反应 257

三、络合催化反应 260

四、酶催化反应 261

五、金属催化反应 264

5.8 碰撞理论 266

5.9 过渡态理论 268

5.10 快速反应研究技术简介 270

一、快速混合法 271

二、化学弛豫法 271

三、闪光光解法 272

5.11 分子反应动力学简介 273

一、分子束散射技术 273

二、反应物分子耗能的选择性 274

三、产物分子中能量分配情况 274

四、空间位阻效应 275

五、质量效应 276

本章基本要求 276

习题 277

参考文献 282

第六章 表面现象 283

6.1 表面张力及表面吉布斯自由能 283

一、表面积和比表面积 283

二、表面吉布斯自由能和表面张力 284

三、影响表面张力的因素 286

四、表面热力学的基本公式 287

6.2 弯曲表面的性质 287

一、弯曲表面的附加压力 287

二、杨-拉普拉斯公式 288

三、毛细现象 289

四、弯曲表面上的蒸气压——开尔文公式 291

五、亚稳状态与新相的生成 293

6.3 溶液的表面吸附 294

一、溶液的表面张力与浓度之间的关系 295

二、吉布斯吸附公式 296

三、表面活性剂在溶液表面的定向排列 299

6.4 液面上的铺展和不溶性表面膜 300

一、液体的铺展 300

二、单分子层表面膜 301

三、不溶性表面膜的应用 303

四、L-B膜 304

五、双分子膜 305

6.5 固体表面的润湿 305

一、润湿的类型 305

二、接触角和杨公式 306

6.6 表面活性剂 307

一、表面活性剂的分类 308

二、表面活性剂的HLB值 309

三、胶束的形成和表面活性剂液晶 311

四、表面活性剂的几种重要作用 314

6.7 固体表面的吸附 318

一、物理吸附和化学吸附 318

二、吸附曲线 319

三、单分子层吸附理论——兰格缪尔吸附等温式 320

四、弗伦德利希经验式 322

五、多分子层吸附理论——BET公式 323

六、固体在溶液中的吸附 325

七、吸附剂和吸附分离技术 326

八、化学吸附与催化反应 327

本章基本要求 327

习题 328

参考文献 331

第七章 胶体分散系统 332

7.1 分散系统的分类及溶胶的基本特性 332

一、分散系统的分类 332

二、溶胶的基本特性 334

7.2 溶胶的制备与净化 334

一、溶胶的制备 334

二、溶胶的净化 336

三、均分散溶胶的制备 337

7.3 溶胶的动力性质 338

一、布朗运动 338

二、扩散和渗透压 339

三、沉降与沉降平衡 340

7.4 溶胶的光学性质 343

一、丁铎尔效应 343

二、瑞利公式 343

三、散射光对溶胶颜色的影响 344

四、超显微镜测溶胶粒子的大小 345

7.5 溶胶的电学性质 346

一、电动现象 346

二、溶胶粒子带电的原因 347

三、溶胶的胶团结构 348

四、双电层理论 349

五、电泳测定 352

7.6 溶胶的稳定性和聚沉 354

一、溶胶的稳定性 354

二、溶胶的聚沉 355

三、溶胶的稳定性理论——DLVO理论 357

7.7 高分子化合物的结构特点及其溶液的性质 359

一、高分子化合物的结构特点 359

二、高分子溶液的形成与性质 360

7.8 高分子溶液的流变性 361

一、高分子溶液的黏度 361

二、流变曲线 364

7.9 高分子化合物的平均摩尔质量及其测定 366

一、高分子化合物平均摩尔质量的表示方法 366

二、高分子化合物平均摩尔质量的测定 367

7.10 高分子电解质溶液 369

一、高分子电解质的分类 369

二、高分子电解质溶液的特性 369

7.11 凝胶 372

一、凝胶的形成及分类 372

二、凝胶的结构 373

三、凝胶的性质 374

7.12 乳状液和泡沫 376

一、乳状液 376

二、泡沫 379

本章基本要求 380

习题 381

参考文献 383

附录 384

附录一 384

附录二 386

附录三 一些有机化合物的标准燃烧焓 390