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| 內容簡介： |
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本书遵照教育部高等学校化学类专业教学指导委员会对化学知识的要求进行编写。全书 共10章，内容包括气体的pVT性质、热力学第一定律、热力学第二定律、多组分系统热力学、化学平衡、相平衡、电化学、化学反应动力学、界面化学和胶体化学。本书系统阐述了物理化学的主要内容，可以作为应用化学、化工、材料、石油、地质、资勘、环境、安全、食品、生物、医学等相关理工科专业本科生物理化学课程的教材，也可以作为化学基本知识相关的理工科非化工类专业的教师、科研工作者的参考书。
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| 關於作者： |
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朱元强，教授，西南石油大学教师，现任大学化学教研室主任。主讲本科生和研究生的物理化学课程。主持和参与省级教改项目4项，校级教改项目多项，主编教材4部，省级一*流课程课程负责人，教学研究成果获得省级教学成果2项，校级教学成果多项。主要从事提高采收率和材料的腐蚀防腐相关领域的科学和技术问题研究。主持和主研自然科学基金项目和横向项目20余项，在Corrosion Science等期刊发表研究论文60余篇，获得中国石油和化工自动化行业科学技术进步奖1项。
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| 目錄：
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第1章 气体的pVT性质 001
1.1 理想气体状态方程 001
1.1.1 理想气体状态方程 001
1.1.2 摩尔气体常数 003
1.1.3 理想气体模型 004
1.2 理想气体混合物 004
1.2.1 道尔顿定律与分压力 004
1.2.2 阿马加定律与分体积 005
1.3 气体的液化 006
1.3.1 液体的饱和蒸气压 006
1.3.2 气体的液化与临界参数 007
1.3.3 超临界流体性质及其应用简述 009
1.4 真实气体状态方程 010
1.4.1 真实气体的性质 010
1.4.2 范德瓦耳斯方程 011
1.4.3 范德瓦耳斯常数与临界参数的关系 012
1.4.4 其他真实气体状态方程 013
1.5 对应状态原理与压缩因子图 014
1.5.1 对应状态原理及压缩因子图 014
1.5.2 压缩因子图应用示例 016
习题 017
第2章 热力学第一定律 021
2.1 热力学基本术语 022
2.1.1 系统与环境 022
2.1.2 物质的聚集状态和相 022
2.1.3 状态和状态函数 023
2.1.4 热力学平衡态 025
2.1.5 过程和途径 025
2.2 热力学第一定律 026
2.2.1 热和功 026
2.2.2 热力学能 028
2.2.3 热力学第一定律的文字表述 029
2.2.4 封闭系统热力学第一定律的数学表达式 029
2.3 恒容热、恒压热和焓 030
2.3.1 恒容热 030
2.3.2 恒压热和焓 030
2.3.3 恒压热与焓变以及恒容热与热力学能变的关系与意义 031
2.4 焦耳实验和焦耳-汤姆孙实验 031
2.4.1 焦耳(Joule)实验 031
2.4.2 理想气体的热力学能和焓 032
2.4.3 焦耳-汤姆孙实验 032
2.4.4 节流膨胀的热力学特征 033
2.4.5 实际气体的热力学能和焓 034
2.5 摩尔热容 034
2.5.1 摩尔定容热容 034
2.5.2 摩尔定压热容 035
2.5.3 摩尔定压热容与摩尔定容热容的关系 036
2.5.4 摩尔定压热容与温度的关系 037
2.5.5 平均摩尔热容 038
2.6 可逆过程与可逆体积功 038
2.6.1 可逆过程 038
2.6.2 可逆体积功 041
2.7 相变焓 044
2.7.1 相变 044
2.7.2 摩尔相变焓 044
2.7.3 摩尔相变焓与温度的关系 045
2.8 化学反应焓 046
2.8.1 反应进度 046
2.8.2 摩尔反应焓 047
2.8.3 标准摩尔反应焓 047
2.8.4 标准摩尔反应焓的计算 049
2.8.5 盖斯(Hess)定律 052
2.8.6 非恒温反应热的计算 053
习题 055
第3章 热力学第二定律 060
3.1 自发过程 061
3.2 卡诺循环与卡诺定理 061
3.2.1 热功转换与热机效率 061
3.2.2 卡诺循环 062
3.2.3 卡诺定理及其推论 064
3.3 熵 065
3.4 热力学第二定律 067
3.4.1 热力学第二定律的文字表述 067
3.4.2 克劳修斯不等式 067
3.4.3 熵增原理 068
3.5 熵变的计算 069
3.5.1 单纯pVT变化过程熵变的计算 069
3.5.2 相变过程熵变的计算 072
3.5.3 化学反应过程熵变的计算 074
3.6 亥姆霍兹自由能和吉布斯自由能 076
3.6.1 亥姆霍兹自由能 076
3.6.2 吉布斯自由能 077
3.6.3 亥姆霍兹自由能变和吉布斯自由能变的计算 079
3.7 热力学函数间的基本关系 082
3.7.1 热力学函数定义式之间的关系 082
3.7.2 热力学基本方程 082
3.7.3 对应系数关系式 083
3.7.4 麦克斯韦关系式 084
3.7.5 吉布斯自由能变随温度和压力的变化 085
习题 087
第4章 多组分系统热力学 092
4.1 分散系统及其组成表示方法 092
4.1.1 分散系统 092
4.1.2 分散系统的组成表示方法 093
4.2 偏摩尔量 094
4.2.1 偏摩尔量的定义 094
4.2.2 偏摩尔量的集合公式和吉布斯-杜亥姆方程 096
4.3 化学势 098
4.3.1 化学势的定义 098
4.3.2 多相多组分系统的热力学基本方程 098
4.3.3 化学势判据及其应用 100
4.4 气体的化学势 101
4.4.1 理想气体的化学势 101
4.4.2 真实气体的化学势 102
4.5 稀溶液经验定律 103
4.5.1 拉乌尔定律 103
4.5.2 亨利定律 104
4.6 理想液态混合物 105
4.6.1 理想液态混合物的定义 105
4.6.2 理想液态混合物中各组分的化学势 105
4.6.3 理想液态混合物的混合性质 106
4.7 稀溶液中各组分的化学势 107
4.7.1 稀溶液 107
4.7.2 稀溶液中溶剂的化学势 107
4.7.3 稀溶液中溶质的化学势 108
4.8 化学势在稀溶液中的应用 109
4.8.1 溶剂蒸气压下降（溶质为不挥发的非电解质） 109
4.8.2 凝固点降低（析出固态纯溶剂） 109
4.8.3 沸点升高（溶质为不挥发的非电解质） 112
4.8.4 渗透压 113
4.8.5 分配定律 115
4.9 真实溶液中任一组分的化学势 117
4.9.1 真实溶液及其特点 117
4.9.2 真实溶液中任一组分的化学势 117
习题 118
第5章 化学平衡 124
5.1 化学反应的方向和限度 124
5.1.1 化学反应的方向和限度判据 124
5.1.2 化学反应等温方程 126
5.2 化学反应的标准平衡常数 127
5.2.1 标准平衡常数 127
5.2.2 标准平衡常数的测定 128
5.3 不同反应系统平衡常数的表达 129
5.3.1 气相反应的标准平衡常数 129
5.3.2 液相反应的标准平衡常数 131
5.3.3 多相反应的标准平衡常数 132
5.4 平衡常数与平衡组成的计算 133
5.4.1 平衡常数的计算 133
5.4.2 平衡组成的计算 134
5.5 化学平衡的移动 137
5.5.1 压力或浓度对化学平衡移动的影响 137
5.5.2 温度对化学平衡移动的影响 138
5.5.3 惰性组分对化学平衡移动的影响 140
5.5.4 原料配比对化学平衡移动的影响 142
5.5.5 化学平衡移动原理 142
5.6 同时平衡 143
习题 144
第6章 相平衡 150
6.1 相律 150
6.1.1 基本术语 150
6.1.2 吉布斯相律 152
6.2 单组分系统相图 154
6.2.1 克拉佩龙方程 154
6.2.2 单组分系统相律 157
6.2.3 典型相图举例 157
6.3 二组分液态完全互溶系统的气液平衡相图 159
6.3.1 二组分系统理想液态混合物的气液平衡相图 160
6.3.2 杠杆规则 164
6.3.3 精馏原理 165
6.3.4 二组分系统非理想液态混合物的气液平衡相图 166
6.4 二组分液态完全不互溶系统的气液平衡相图及水蒸气蒸馏原理 169
6.4.1 二组分液态完全不互溶系统的气液平衡相图 169
6.4.2 水蒸气蒸馏原理 169
6.5 二组分液态部分互溶系统的液液平衡和气液平衡相图 171
6.5.1 二组分液态部分互溶系统的液液平衡相图 171
6.5.2 二组分液态部分互溶系统的气液平衡相图 172
6.6 二组分固态完全不互溶系统的固液平衡相图 173
6.6.1 形成低共熔物混合物系统的相图 173
6.6.2 形成化合物的固相不互溶系统的相图 176
6.7 二组分固态完全互溶及部分互溶系统的液固平衡相图 179
6.7.1 二组分固态完全互溶系统的液固平衡相图 179
6.7.2 固相部分互溶系统的固液平衡相图 180
6.8 三组分系统液液平衡相图 181
6.8.1 三组分系统相图的等边三角形表示法 181
6.8.2 三组分系统的液液平衡相图 183
习题 186
第7章 电化学 192
7.1 电极过程与法拉第定律 192
7.1.1 电极过程 192
7.1.2 法拉第定律 194
7.2 离子的迁移数 196
7.2.1 电迁移率及迁移数 196
7.2.2 离子迁移数的测定方法 197
7.3 电导、电导率和摩尔电导率 199
7.3.1 电导及电导率 199
7.3.2 摩尔电导率 200
7.3.3 电导率、摩尔电导率与浓度的关系 201
7.3.4 离子独立运动定律与离子的摩尔电导率 201
7.3.5 电解质溶液的活度 203
7.4 可逆电池及其电动势的测定 205
7.4.1 可逆电池 205
7.4.2 可逆电池电动势的测定 207
7.5 原电池热力学 208
7.5.1 可逆电动势与电池反应热力学量的关系 208
7.5.2 可逆电池电动势的能斯特方程 210
7.6 电极电势和液体接界电势 212
7.6.1 电池电动势产生的机理 212
7.6.2 标准氢电极和标准电极电势 214
7.7 电极的种类与原电池设计 217
7.7.1 电极的种类 217
7.7.2 原电池设计 220
7.8 分解电压和极化作用 222
7.8.1 理论分解电压 222
7.8.2 实际分解电压 223
7.8.3 电解时的电极反应 226
7.9 金属的腐蚀与防护 226
7.9.1 金属的化学腐蚀 227
7.9.2 金属的电化学腐蚀 227
7.9.3 金属腐蚀的防护 229
习题 232
第8章 化学反应动力学 237
8.1 化学反应的反应速率及速率方程 238
8.1.1 反应速率的定义 238
8.1.2 基元反应和非基元反应 241
8.1.3 基元反应的速率方程——质量作用定律 242
8.1.4 化学反应速率方程的一般形式和反应级数 242
8.1.5 气体组分分压力表示的速率方程 243
8.1.6 反应速率的测定 243
8.2 速率方程的积分形式 244
8.2.1 零级反应 244
8.2.2 一级反应 245
8.2.3 二级反应 246
8.2.4 n级反应 247
8.3 速率方程的确定 248
8.3.1 微分法 249
8.3.2 积分法 249
8.3.3 半衰期法 250
8.3.4 隔离法 251
8.4 温度对反应速率的影响 251
8.4.1 阿伦尼乌斯公式 251
8.4.2 活化能 253
8.5 反应速率理论简介 254
8.5.1 碰撞理论 254
8.5.2 过渡状态理论 256
8.6 典型的复合反应 258
8.6.1 对峙反应 258
8.6.2 平行反应 260
8.6.3 连串反应 261
8.6.4 链反应 262
8.7 复合反应速率的近似处理方法 264
8.7.1 选取控制步骤法 264
8.7.2 平衡态近似法 264
8.7.3 稳态近似法 265
8.8 催化剂与催化作用 267
8.8.1 催化剂对反应速率的影响 267
8.8.2 催化剂的特性 268
8.8.3 酶催化的特性及其应用 269
习题 270
第9章 界面化学 275
9.1 界面张力 275
9.1.1 比表面 275
9.1.2 界面张力 276
9.1.3 表面功及表面吉布斯自由能 277
9.1.4 影响表面张力的因素 277
9.1.5 表面系统热力学 278
9.2 弯曲液面的附加压力及其后果 279
9.2.1 弯曲液面的附加压力 279
9.2.2 毛细现象 281
9.2.3 弯曲表面的饱和蒸气压——开尔文公式 282
9.3 气体在固体表面的吸附 284
9.3.1 物理吸附和化学吸附 285
9.3.2 弗罗因德利希吸附经验式 286
9.3.3 朗缪尔单分子层吸附理论 287
9.3.4 BET多分子层理论 289
9.4 润湿现象 290
9.4.1 液体对固体表面的润湿作用 290
9.4.2 液体和气体对固体表面润湿的关系 292
9.5 溶液表面的吸附 293
9.5.1 溶液界面的界面张力和表面活性物质 293
9.5.2 特劳贝规则 295
9.5.3 吉布斯吸附等温式 296
9.5.4 表面活性剂 297
习题 300
第10章 胶体化学 305
10.1 溶胶系统的分类与性质 306
10.1.1 溶胶系统的分类 306
10.1.2 溶胶系统的特征 307
10.1.3 溶胶的制备及纯化 307
10.2 溶胶的光学性质 308
10.2.1 丁铎尔效应 308
10.2.2 瑞利公式 308
10.2.3 超显微镜基本原理及应用 309
10.3 溶胶的动力学性质 309
10.3.1 布朗运动 309
10.3.2 扩散运动 310
10.3.3 沉降和沉降平衡 311
10.4 溶胶的电学性质 312
10.4.1 电动现象 313
10.4.2 双电层理论 314
10.4.3 溶胶的胶团结构 318
10.5 溶胶的稳定与聚沉 320
10.5.1 溶胶的稳定性 320
10.5.2 溶胶的聚沉 321
10.6 乳状液和泡沫 322
10.6.1 乳状液的形成和类型 322
10.6.2 乳化剂的作用 323
10.6.3 乳状液类型的鉴定 323
10.6.4 乳状液的转化和破坏 324
10.6.5 乳状液的应用 324
10.6.6 泡沫 324
习题 325
参考文献 329
附录 330
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| 內容試閱：
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第二版前言
西南石油大学化学教研室编写的《物理化学》第一版于2018年出版，兄弟院校给予了大力支持，并提出了许多中肯的建议。六年多来，我国高等教育及物理化学领域都有很大发展，物理化学教材也需要与时俱进，不断更新也势在必行。因此，我们在第一版教材的基础上对教材进行了修订。
本次编写保持了第一版教材的框架结构，共包含十章，内容涵盖气体的性质、化学热力学及其在化学平衡、相平衡和电化学中的应用、化学反应动力学、界面化学和胶体化学。
本次编写采纳了广大读者的意见和建议，对第一版中不完善之处进行了更改，对部分内容进行了更新；增加、替换了部分插图，使有关内容更加形象、更易理解；更新、替换了章后设置的部分判断题、选择题、填空题和计算简答题，其目的是引导学生抓住物理化学的主线与脉络，并围绕其进行深入的思考；重新核实、更新了部分数据；增加了对物理化学做出突出贡献的科学家研究经历简介、教学课件、拓展阅读等，引导学生崇尚科学，勇于创新。
考虑到本书的主要使用对象为工科各专业学生，故在教材编写的取材上更注重实用性，注重深度与广度的结合，注重语言上的简洁精练，同时突出教学适用性，引入油气开发、化工等领域的教学案例，并将本书配套习题解答以二维码形式呈现。
参加本次教材修订工作的有柯强（第一章）、朱元强（第二、三、四章及附录）、周太刚（第五章）、马应娴（第六章）、刘帅（第七章）、余宗学（第八章）、陈永东（第九、十章）。全书由朱元强统稿。
感谢关心本书修订并提出宝贵修订意见和建议的广大读者。感谢化学工业出版社的策划编辑宋林青、李琰，他们为本书的出版做了大量细致的工作。在教材的编写过程中还得到了西南石油大学教务处、化学化工学院领导和教学团队所有老师的关心、支持和帮助。在此一并致以衷心的感谢。
欢迎广大读者关注、使用本书。由于编者水平所限，书中疏漏及不足之处在所难免，期望读者提出宝贵意见。
编者
2024年9月
第一版前言
化学是与人类社会发展关系最密切的学科之一，化学正深入地渗透到材料、能源、环境、粮食、人口、资源等领域。为了培养出基础扎实、知识面宽、能力强、素质高的科学研究及工程技术人才，使其具有正确的科学观、社会观和科学的思维方法、创新能力，在高等理工科院校非化工类专业开设物理化学课程的重要性是显而易见的。
本教材内容符合教育部高等学校化学类专业教学指导委员会对非化学类工科专业化学知识的要求，可以适应理工类各专业大学本科物理化学教学的需要。教师可根据不同专业教学计划，选择、优化内容进行教学，其余部分内容可作为大学生自学以拓宽知识面之用。
本书力图通过气体、热力学第一定律、热力学第二定律、多组分系统热力学、化学平衡、相平衡、电化学、化学动力学、表面化学和胶体化学的简明阐述，使学生了解物理化学的基本概念、基本原理，理解物理化学学科的知识体系，能够运用物理化学的基本理论、观点和方法去审视并解决科研、工作和生活中的相关问题。
本书是西南石油大学“物理化学课程改革与实践研究”的研究成果之一，是西南石油大学物理化学课程教学团队全体教师多年教学实践与教学成果的结晶，同时也吸取了许多兄弟院校相关教材的体系和内容。在教材的编写过程中得到了西南石油大学教务处、化学化工学院领导、教研室长期从事物理化学课程教学的老教授的关心、支持和帮助。本书的出版还得到了化学工业出版社的大力支持。在此一并致以衷心的感谢。
本书由下列人员合作完成：朱元强（第二、三、四、五章及附录），柯强（第一、六、七章），余宗学（第八、九、十章）。全书由朱元强统稿。在本书的编写过程中，参考了相关的物理化学等参考书，在此对这些参考书的编者表示感谢。参考书目见书后。
由于编者水平有限，学识浅陋，书中难免存在疏漏之处，恳请使用本书的师生、读者批评、指正。
编者
2017年9月
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