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| 內容簡介： |
《物理化学》(第二版)分上、下册出版。上册包括气体的pVT关系和性质、热力学定律、热力学第二定律、多组分系统热力学、化学平衡和相平衡六章：下册包括电化学、统计热力学、界面现象、胶体化学和化学动力学五章。书中列举了众多物理化学在日常生活和科研生产中的实例，有助于读者对物理化学原理和定律的理解。本书对重难点知识点和部分例题习题配有微课讲解，读者可扫描封底二维码获得正版授权后免费学习。
本书可作为高等院校化学类、化工类、材料类、制药类、环境类、生化类等专业的教材，亦可作为科研和工程技术人员的参考书。
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| 關於作者： |
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刘宗健，浙江工业大学教授，自2005年至今一直从事物理化学（含双语）的教学，作为主要人员参与多项国 家 级以及省级教改项目。主持和参加国家自然科学基金等研究项目多项，发表SCI论文50多篇。
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| 目錄：
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绪论1
0.1 物理化学的研究对象和方法 1
0.2 学习物理化学的要求及方法 2
第1 章 气体的pVT 关系和性质4
1.1 低压气体的经验定律 4
1.2 理想气体及状态方程 5
1.2.1 理想气体模型 5
1.2.2 理想气体状态方程 5
1.2.3 摩尔气体常数 6
1.3 理想气体混合物 7
1.3.1 混合物组成表示方法 7
1.3.2 理想气体状态方程用于理想气体混合物 8
1.3.3 道尔顿(Dalton) 分压定律 8
1.3.4 阿马加(Amagat) 分体积定律 9
1.4 真实气体 10
1.4.1 真实气体分子间力 10
1.4.2 真实气体的pVm-p 图及波义耳(Boyle) 温度 11
1.4.3 真实气体的p-Vm 图及气体的液化 11
1.4.4 真实气体状态方程 13
1.4.5 对应状态原理及普遍化压缩因子图 17
本章小结及基本要求 21
习题 21
第2 章 热力学定律26
2.1 概论 26
2.2 基本概念 27
2.2.1 系统和环境 27
2.2.2 状态和状态函数 27
2.2.3 热力学平衡态 28
2.2.4 过程和途径 28
2.2.5 热、功和热力学能(内能) 29
2.3 热力学定律 30
2.3.1 热力学定律 30
2.3.2 热力学定律数学表达式 31
2.4 膨胀功与可逆过程 31
2.4.1 功与过程 32
2.4.2 可逆过程 34
2.5 恒容热、恒压热、焓 36
2.5.1 恒容热(QV ) 36
2.5.2 恒压热(Qp ) 及焓 37
2.5.3 ΔU=QV 和ΔH=Qp 关系式的热力学意义 37
2.6 理想气体热力学能和焓 38
2.7 热容及恒容或恒压变温过程ΔU 和ΔH 的计算 39
2.7.1 摩尔恒容热容和摩尔恒压热容的定义 39
2.7.2 CV，m 和Cp，m 的关系 40
2.7.3 Cp，m (CV，m) 与温度的关系 41
2.7.4 恒容或恒压变温过程ΔU 或ΔH 的计算 42
2.8 理想气体的绝热过程 44
2.9 实际气体的节流膨胀 47
2.9.1 焦耳-汤姆逊实验——节流膨胀及其热力学特征 47
2.9.2 焦耳-汤姆逊系数 48
2.9.3 等焓线 49
2.9.4 转化曲线 49
*2.9.5 焦耳-汤姆逊系数(μJ-T) 正、负号的热力学分析 50
2.10 相变焓 51
2.10.1 摩尔相变焓 51
2.10.2 相变过程热力学能和功 52
2.10.3 摩尔相变焓随温度变化 53
2.11 热化学 55
2.11.1 化学反应的热效应——恒压反应热效应与恒容反应热效应 55
2.11.2 反应进度 55
2.11.3 标准态、标准摩尔反应焓和热化学方程式书写 56
2.12 标准摩尔反应焓的计算 58
2.12.1 标准摩尔生成焓及由标准摩尔生成焓计算标准摩尔反应焓 58
2.12.2 标准摩尔燃烧焓及由标准摩尔燃烧焓计算标准摩尔反应焓 59
2.12.3 标准摩尔反应焓随温度变化——基尔霍夫(Kirchhoff) 公式 60
2.13 绝热反应——非等温反应 63
本章小结及基本要求 65
习题 65
第3 章 热力学第二定律72
3.1 自发过程的共同特征 72
3.2 热力学第二定律 74
3.3 卡诺循环及卡诺定理 75
3.3.1 卡诺循环 75
3.3.2 热机效率 76
3.3.3 卡诺定理及其推论 77
3.4 熵的概念 79
3.4.1 可逆过程热温商及熵函数的引出 79
3.4.2 不可逆过程热温商 81
3.4.3 克劳修斯不等式——热力学第二定律数学表达式 82
3.4.4 熵增原理及熵判据 82
3.4.5 熵的物理意义 83
3.5 熵变的计算 83
3.5.1 环境熵变计算 84
3.5.2 单纯pVT 状态变化过程熵变的计算 84
3.5.3 相变化熵变的计算 90
3.6 热力学第三定律及其化学反应熵变的计算 93
3.6.1 热力学第三定律 93
3.6.2 规定熵和标准熵 94
3.6.3 Sm (T) 的计算 94
3.6.4 计算标准摩尔反应熵ΔrSm (T) 95
3.7 亥姆霍兹函数和吉布斯函数 96
3.7.1 亥姆霍兹函数及其判据 97
3.7.2 吉布斯函数及其判据 98
3.8 热力学函数间的关系 99
3.8.1 热力学函数间的关系 99
3.8.2 热力学基本方程 99
3.8.3 麦克斯韦关系式 100
3.9 ΔG (ΔA)的计算 103
3.9.1 简单状态变化的恒温过程 103
3.9.2 理想气体恒温恒压混合 103
3.9.3 恒温恒压可逆相变过程 103
3.9.4 化学反应 105
3.9.5 简单状态变化的变温过程 107
3.9.6 ΔA、ΔG 随温度T 的变化——吉布斯-亥姆霍兹方程 109
本章小结及基本要求 110
习题 111
第4 章 多组分系统热力学116
4.1 偏摩尔量 116
4.1.1 混合物和溶液 116
4.1.2 单组分与多组分系统的区别——问题的提出 117
4.1.3 偏摩尔量的定义 118
4.1.4 偏摩尔量的集合公式 119
4.1.5 同一组分的各种偏摩尔量之间的函数关系 119
*4.1.6 偏摩尔量的测定方法举例 120
4.1.7 吉布斯-杜亥姆方程 121
4.2 化学势 122
4.2.1 单相多组分系统热力学基本方程 122
4.2.2 化学势的定义 123
4.2.3 多相多组分系统热力学基本方程 124
4.2.4 化学势与温度、压力的关系 124
4.2.5 化学势判据及应用举例 125
4.3 气体及其混合物中各组分的化学势 125
4.3.1 纯理想气体化学势的表达式 126
4.3.2 理想气体混合物中任一组分化学势的表达式 126
4.3.3 纯真实气体的化学势 126
4.3.4 真实气体混合物中任一组分的化学势 127
4.4 逸度及其逸度因子 128
4.4.1 逸度及逸度因子 128
4.4.2 逸度因子的计算及普遍化逸度因子图 129
4.5 拉乌尔定律和亨利定律 132
4.5.1 拉乌尔(Raoult) 定律 133
4.5.2 亨利(Henry) 定律 133
4.5.3 关于拉乌尔定律和亨利定律 135
4.6 理想液态混合物中各组分的化学势 136
4.6.1 理想液态混合物的定义及其任一组分的化学势 136
4.6.2 理想液态混合物混合过程的热力学特征 137
4.7 理想稀溶液中各组分的化学势 140
4.7.1 理想稀溶液的定义 140
4.7.2 理想稀溶液中溶剂的化学势 140
4.7.3 理想稀溶液中溶质的化学势 141
4.7.4 溶质化学势表示式的应用举例——分配定律 143
4.8 稀溶液的依数性 144
4.8.1 蒸气压下降(溶质不挥发) 145
4.8.2 沸点升高(溶质不挥发) 145
4.8.3 凝固点下降(析出固态为纯溶剂) 146
4.8.4 渗透压 148
4.9 非理想多组分系统中各组分的化学势 150
4.9.1 非理想液态混合物对理想液态混合物的偏差 151
4.9.2 非理想液态混合物中各组分的化学势及活度 151
4.9.3 非理想溶液中各组分的化学势及活度 152
* 4.10 吉布斯-杜亥姆方程和杜亥姆-马居耳方程及其应用 155
本章小结及基本要求 157
习题 158
第5 章 化学平衡163
5.1 摩尔反应吉布斯函数ΔrG m与化学反应的方向 163
5.1.1 摩尔反应吉布斯函数与化学势的关系 163
5.1.2 摩尔反应吉布斯函数的物理意义 163
5.1.3 化学反应的方向与平衡条件 164
5.2 化学反应等温方程和标准平衡常数 164
5.2.1 化学反应等温方程 164
5.2.2 标准平衡常数的定义 165
5.2.3 标准平衡常数数值与反应方程式的书写关系 166
5.3 不同反应体系的标准平衡常数 166
5.3.1 理想气体反应 167
5.3.2 常压有纯凝聚态物质参与的理想气体反应 168
5.3.3 实际气体反应 169
5.3.4 常压下液态混合物中的化学反应 170
5.3.5 常压下液态非电解溶液中的化学反应 171
5.4 平衡常数的不同表示方法 172
5.4.1 平衡常数的不同表示方法 172
5.4.2 理想气体反应标准平衡常数K??与其他平衡常数的关系 173
5.5 标准平衡常数K ??的计算与测定 174
5.5.1 由热力学数据求算标准平衡常数K?? 174
5.5.2 标准平衡常数K??的实验测定 175
5.6 温度对标准平衡常数K ??的影响 176
5.6.1 范特霍夫方程微分式 176
5.6.2 范特霍夫方程积分式 177
5.7 其他因素对理想气体化学反应平衡的影响 178
5.7.1 压力对于理想气体反应平衡移动的影响 179
5.7.2 加入惰性组分对于理想气体反应平衡移动的影响 179
5.7.3 反应物配比对平衡移动的影响 180
本章小结及基本要求 181
习题 182
第6 章 相平衡187
6.1 相律 187
6.1.1 基本概念 187
6.1.2 相律及相律的推导 189
6.2 克拉佩龙和克拉佩龙-克劳修斯方程 192
6.2.1 克拉佩龙方程(任意两相平衡) 192
6.2.2 克拉佩龙-克劳修斯方程(液-气或固-气两相平衡) 192
6.2.3 固-液或固(s1)-固(s2) 平衡 194
6.2.4 外压对蒸气压的影响 194
6.3 水的相图 195
6.3.1 水的相图 195
6.3.2 克拉佩龙及克拉佩龙-克劳修斯方程对单组分相图的应用 196
6.3.3 独立变量的改变对系统状态的影响 197
6.4 二组分理想液态混合物的气-液平衡相图 198
6.4.1 压力-液相组成图(p-x 图) 198
6.4.2 压力-气、液相组成图(p-x-y 相图) 199
6.4.3 温度-组成图(T-x 相图) 200
6.4.4 杠杆规则 202
* 6.5 蒸馏(精馏)基本原理 204
6.6 二组分实际液体混合物的气-液平衡相图 205
6.6.1 一般正(负) 偏差 205
6.6.2 较大正偏差 206
6.6.3 较大负偏差 207
6.6.4 科诺瓦洛夫(Konovalov) 规则 207
6.6.5 二组分实际液态混合物点、线、面的物理意义 208
6.7 二组分液态部分互溶及完全不互溶系统的气-液平衡相图 211
6.7.1 液相部分互溶系统液-液平衡T-x 相图 211
6.7.2 液相部分互溶系统气-液平衡T-x 相图 213
6.7.3 液相完全不互溶系统气-液平衡T-x 相图及水蒸气蒸馏 215
6.8 二组分固态互不相溶系统固-液平衡相图 217
6.8.1 溶解度法绘制水-盐系统相图 218
6.8.2 热分析法绘制二组分凝聚系统相图 219
6.9 生成化合物的二组分凝聚系统相图 222
6.9.1 生成稳定化合物系统 222
6.9.2 生成不稳定化合物系统 223
6.10 二组分固态互溶系统固-液平衡相图 225
6.10.1 固态完全互溶系统 226
6.10.2 固相部分互溶系统 227
6.10.3 区域熔炼 229
* 6.11 等边三角形坐标表示法 230
* 6.12 部分互溶的三组分系统 232
6.12.1 三组分中有一对部分互溶系统 232
6.12.2 有两对部分互溶系统 232
6.12.3 有三对部分互溶系统 233
* 6.13 二盐一水三组分系统 234
6.13.1 固相是纯盐的系统 234
6.13.2 生成水合物的系统 235
6.13.3 生成复盐的系统 236
本章小结及基本要求 236
习题 237
附录243
附录Ⅰ 国际单位制 243
附录Ⅱ 希腊字母表和基本常数 244
附录Ⅲ 压力、体积和能量的单位及其换算 245
附录Ⅳ 元素的原子量表 246
附录Ⅴ 一些气体的摩尔定压热容与温度的关系 247
附录Ⅵ 一些有机化合物的标准摩尔燃烧焓 247
附录Ⅶ 一些物质的热力学数据 248
附录Ⅷ 一些物质的自由能函数 254
附录Ⅸ 水溶液中某些离子的热力学数据 255
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| 內容試閱：
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前言
近年来，随着教育理念的不断更新以及信息化、人工智能技术的迅速发展，融合线上线下教学优势的混合教育模式备受重视，并逐渐成为大学教学的发展方向。为了适应大学教育的发展和高校教学的多层次需求，我们对《物理化学》(化学工业出版社，2014年出版) 教材进行了修订，将纸质教材发展成为立体化教材，即把教材、线下课堂和教学资源一体化。重新修订的教材突出以“学生为中心”的教学理念，对所有学习重点、难点进行了针对性地微课讲解，部分例题和习题也配有视频讲解，以便学生课前预习、课后复习或自学；形式上突出立体化，教材中的图标代表此处有重难点讲解，图标代表此处有例题、习题讲解，读者可扫描封底二维码按提示获取并学习。在微课视频内容中突出对知识点的深度剖析，增加部分对物理化学核心知识点的应用实例，以激发学生的学习兴趣，引导其学以致用，从而适应不同层次学生的学习需求，以提高课程的高阶性、创新性和挑战度。同时我校的物理化学课程也在爱课程（网址https://www.icourse163.org/course/ZJUT-1205771813、https://www.icourse163.org/course/ZJUT-1205880802?tid=1206163207）以及浙江省精品在线开放课程（网址http://www.zjooc.cn/course/2c918084701add5e01701fb7892c3df1）网站中建有线上课程，欢迎大家积极参与我们的在线课堂。
本立体化教材修订过程分成两个部分。一部分是对原有纸质版教材进行订正，主要由刘宗健老师（第1、3、4、5、7、8、9和10章）、姚楠老师（第6章）、卢春山老师（第11章）和衢州学院的刘佳老师（第2章）完成；另一部分是微课视频等资源的制作，主要由唐浩东老师（第2、3、4和6章）、张歌珊老师（第5章）、刘宗健老师（第7章）、丰枫老师（第8、9章）以及李小年老师（第10章）完成。全书纸质版部分和微课视频等立体资源部分分别由刘宗健老师和唐浩东老师统稿，吕德义老师审阅。
本书在编写过程中得到了吕德义、李瑛、韩文锋、张群峰、祝一锋、朱英红、宁文生等老师的大力支持，在视频剪辑、整理等环节，田有文、关健、王瑶、葛玮健等同学做了大量工作，在此谨向他们表示诚挚的谢意。
由于水平有限，时间仓促，不足及疏漏之处难免，恳请广大读者批评指正。
编者
2021年国庆于杭州
版前言
物理化学是化学中重要的学科之一，是探求化学变化中具有普遍性规律的学科。它所研究的内容普遍适用于各个化学分支的理论问题，因而成为化学化工和诸多近化学化工专业的重要专业基础课，是两个一级学科(化学和化学工程与技术)的核心骨干课程，处于承上（公共理论层次）启下（专业理论层次）的重要枢纽地位。深入理解并掌握物理化学的基本理论知识不仅对化学、化工、环境、材料、生化、制药、食品等专业类学生构建其化学化工理论知识体系具有非常重要的作用，而且对训练学生逻辑思维、提高观察和分析事物的能力、掌握获取新知识的方法至关重要。因此，物理化学课程历来深受化学、化工、环境、材料、生化、制药、食品等专业师生的重视。
本书是根据2010年教育部高等学校化学与化工学科教学指导委员会制定的近化学专业化学基础课教学基本要求，承浙江工业大学物理化学教研室历代先贤的经验，集全教研室老师的集体智慧，结合编者多年的教学实践和体会编著而成的。全书包括化学热力学、电化学、化学动力学、统计热力学、界面现象和胶体化学等共计11章（其中带*内容供老师选用）。鉴于结构化学在大多数工科学校单独开设，外加限于课时和篇幅，书中未包含结构化学内容。在编写过程中，我们力求简洁明了，多举日常生活中所观察到的、科研生产中所碰到的典型实例，并对其用物理化学基本知识、原理和方法进行剖析。尽可能做到：深入浅出，融抽象的定律、概念于宏观模型的形象思维之中；删繁就简，化纷繁的公式及严格的使用条件于日常现象和生产实例的解释之间，使学生在探究客观现象和解决生产实践问题的过程中，学懂、学好物理化学，从而提高观察现象，发现问题、分析问题和解决问题的能力。
全书所有物理量的符号和单位一律采用国际单位制（SI）。物理名词则尽可能与全国自然科学名词审定委员会所公布的《化学名词》一致。尽管编者作了很大努力，仍不免有疏忽之处，希望读者随时指正。
作为浙江省新世纪高等教育教学改革（物理化学课程模块化教学的改革与实践）项目的配套教材，我们在选材和内容编排上尽可能地体现近年来国内外物理化学的教学理念、教学模式的发展趋势和教学改革成功的经验。
本书得到了浙江省“十二五”重点建设教材项目的资助，化学工业出版社的编辑以及浙江工业大学教务处、化学工程学院和物理化学教研室的许多老师为本书的付梓做了大量工作，在此，感谢他们的支持和帮助。同时，还要感谢为本书的出版（打字、绘图等）付出辛勤劳动的吴仙斌、陈阳、仲淑彬、朱红娜、孙慧同学和赵晓红、黄冠花女士。
全书包括绪论共计11章，各章执笔人分别为浙江工业大学吕德义教授（绪论，第2、3、4、8、9、10章），李小年教授（第11章），刘宗健教授（第5章），唐浩东副教授（第6章）和衢州学院许建帼副教授（第1、7章），全书由吕德义教授统稿。在编写和统稿过程中，参考了国内外许多经典物理化学教材，在此，对书中被引用的教材和文献的作者表示衷心的感谢。已故老一辈化学家傅鹰教授在他所编著的《化学热力学导论》的前言中写道：“编写课本即非创作，自不得不借助于前人，编者只在安排取舍之间略抒己见而已，若此书偶有可取，主要归功于上列诸家，若有错误、点金成铁之咎责在编者”。诚哉斯言，限于编者的水平，书中欠妥之处敬请读者指正。
编者
2013年中秋于杭州
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