物理化学

本书共分9章，深入浅出地介绍了热力学第一定律，热力学第二定律和第三定律，多组分系统热力学，溶液，相平衡，化学平衡与电化学系统，化学动力学基础，表面与胶体，统计热力学。重点闸述了物理化学的基本概念和基本理论，对于基本公式，细化了相关的推导步骤，对于重要的概念和知识点都单独列出，同时添加了大量的例题解析和习题，方便读者及时掌握各章节重点和难点，巩固所学知识。

王昆，安徽大学，副教授，系副主任，教育及工作经历：安庆师范大学化学化工学院学士，北京理工大学机电学院硕士和博士，英国牛津大学化学系，CSC联合培养博士。历任安徽大学化学化工学院讲师，复旦大学材料科学系博士后，安徽大学化学化工学院副教授，硕士生导师。 主持的教学研究课题： 1. 主持2018年省级质量工程：物理化学精品线下开放课程(2018kfk045)，优秀结项。 2. “金属锌在高氯酸碳酰肼起爆药热分解中的作用机理”，安徽大学2017年大学生科研训练计划项目，主持指导。 3. “含能配体碳酰肼及高氯酸碳酰肼的热分解分子动力学研究”，安徽大学2017年大学生科研训练计划项目，主持指导。 4. “分子间B/P受阻路易斯酸碱对的可逆氢化反应活性研究”，安徽大学2018年大学生科研训练计划项目，主持指导。 5. “分子间受阻路易斯酸碱对中的酸碱性对其氢化能力与反应可逆性的影响”，安徽大学2018年大学生科研训练计划项目，编号：S201910357375)，主持指导。 6. “高氯酸碳酰肼系列起爆药的电子结构与热起爆机理研究”，安徽大学2019年大学生科研训练计划项目，主持指导。 7. “铜锌联三唑起爆药的结构-稳定性关系研究”，安徽大学2019年大学生科研训练计划项目，主持指导。 8. “碳的平面型四配位结构的稳定化机制研究”，安徽大学2020年大学生科研训练计划项目，主持指导。 主要研究方向：1.闭壳层亲金属作用的理论机制；2.多氮/全氮高能材料的燃烧转爆轰机理；3.受阻路易斯酸碱对(FLPs)的不对称催化机理。

绪论 001
0.1 物理化学学科发展概述 001
0.2 物理化学学习方法 001

第1章 热力学第一定律 003
1.1 热力学基础知识导引 004
1.1.1 热力学研究方法概述 004
1.1.2 系统与环境 004
1.1.3 系统的分类 004
1.1.4 状态函数 005
1.1.5 热力学平衡态 009
1.1.6 广度性质与强度性质 009
1.1.7 热力学过程 010
1.1.8 内能、热与热能 014
1.1.9 温度 014
1.2 气体模型简介 015
1.2.1 理想气体 015
1.2.2 方均根速率 016
1.2.3 范德华气体状态方程 019
1.2.4 临界状态和压缩因子 019
1.2.5 力学响应函数 023
1.3 热力学第一定律简介 024
1.3.1 功 024
1.3.2 热 028
1.3.3 热力学第一定律的内容 028
1.4 焓与热容 029
1.4.1 过程量与内能之间的定量关系 029
1.4.2 焓 029
1.4.3 热容 030
1.5 热力学第一定律在理想气体系统中的应用 034
1.5.1 焦耳实验 034
1.5.2 理想气体的变温过程 035
1.5.3 理想气体的等温过程 035
1.5.4 理想气体的绝热过程 036
1.5.5 多方可逆过程 037
1.5.6 凝聚相近似 038
1.6 节流膨胀和焦耳-汤姆孙效应 039
1.6.1 节流膨胀 039
1.6.2 等焓线与焦耳-汤姆孙效应 040
习题 042

第2章 热力学第二定律和热力学第三定律 047
2.1 热力学第二定律 048
2.1.1 自发过程 048
2.1.2 热力学第二定律的文字表述 048
2.1.3 可逆性分析 049
2.2 熵 052
2.2.1 熵与热温商 052
2.2.2 熵增加原理 054
2.3 卡诺循环 055
2.3.1 卡诺循环的内容 055
2.3.2 热机效率 057
2.3.3 卡诺定理 058
2.3.4 任何物质的卡诺循环ΔS = 0 060
2.3.5 温熵（T-S）图 060
2.4 克劳修斯不等式 061
2.4.1 非等温循环原理 061
2.4.2 克劳修斯不等式 062
2.4.3 等温循环原理 063
2.5 自由能 064
2.5.1 热力学第一、第二定律联合公式 064
2.5.2 亥姆霍兹自由能和吉布斯自由能 065
2.5.3 平衡态热力学基本方程 066
2.5.4 特性函数与特征变量 068
2.5.5 自由能随温度的变化—吉布斯-亥姆霍兹方程 069
2.5.6 吉布斯自由能随压力的变化—ΔG的压力系数公式 071
2.6 pVT系统中的热力学关系 071
2.6.1 内能方程、焓方程与熵方程 072
2.6.2 熵变与三个力学响应函数之间的关系 074
2.6.3 热响应函数之间的pVT关系 075
2.6.4 绝热可逆过程中的pVT关系 076
2.7 功热的本质及熵的统计表述 079
2.7.1 热力学概率 079
2.7.2 熵的统计表述 079
2.7.3 玻耳兹曼分布 081
2.7.4 功与热的微观本质 084
2.8 化学反应热力学 084
2.8.1 反应进度 085
2.8.2 物质的标准态 085
2.8.3 相变焓、相变熵、溶解焓与稀释焓 086
2.8.4 化学反应焓 087
2.8.5 标准摩尔反应焓随温度的变化—基尔霍夫公式 089
2.8.6 燃烧和爆炸反应 090
2.9 热力学第三定律 091
2.9.1 能斯特热定理 091
2.9.2 热力学第三定律的普朗克表述及标准摩尔熵 091
2.10 热力学第二定律习题选讲 093
习题 097

第3章 多组分系统热力学 102
3.1 化学势与偏摩尔量 103
3.1.1 多组分系统的平衡态热力学基本方程 103
3.1.2 化学势 105
3.1.3 偏摩尔量 106
3.1.4 吉布斯-杜亥姆公式 109
3.1.5 化学势与偏摩尔量的关系 110
3.1.6 化学势（偏摩尔吉布斯自由能）与温度和压力的关系 111
3.1.7 化学势与相平衡 112
3.2 多组分气态系统中的B组分的化学势 114
3.2.1 纯理想气体的化学势等温式 114
3.2.2 理想气体混合物中任一组分B的化学势 114
3.2.3 逸度与逸度因子 116
3.2.4 逸度的计算方法 117
3.2.5 路易斯-兰德尔逸度规则 120
3.3 稀溶液中的经验定律 120
3.3.1 拉乌尔定律 121
3.3.2 亨利定律 121
3.3.3 两个经验定律的总结 122
3.4 理想液态混合物 124
3.4.1 理想液态混合物中任一组分B的化学势等温式 124
3.4.2 理想液态混合物的通性 125

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