圖書簡介
本書為清華大學教材。全書側重於物理化學基本理論和基礎知識的介紹。分為上下兩冊，共12章。上冊包括第1章至第7章
基礎物理化學（上冊）第8章至第12章，內容有：電解質溶液，電化學平衡，套用電化學，表面化學與膠體的基本知識，化學動力學基礎。
每冊末均有附錄，各章安排了豐富的例題和習題，並附有參考答案。
本書可用做高等學校化學、化工、生物、材料等專業的教材，以及研究生入學考試參考書，並供相關科技人員參考。
圖書前言
本書是在1995年編著的《物理化學》（上、下冊）基礎上改寫而成的。《物理化學》已出版多年，經8次重印，受到讀者歡迎。近些年來物理化學課程教學，從內容到形式都進行了許多改革，《物理化學》已不能完全滿足當前的教學要求。部分讀者和出版單位都希望作者將該書進行一些修改，於是特編寫本書，以期本書能在相關專業人才培養方面發揮更好的作用。考慮到教材使用的連續性，本書保持了《物理化學》的內容結構和框架，對部分內容進行了修改。因此，本書實際上是《物理化學》的再版。就其知識內容而言，本書主要介紹物理化學的最基本知識，故將書名定為《基礎物理化學》（上、下冊）。物理化學是一門重要的化學類專業基礎課，對於學生理性思維和科研素養的培養訓練尤其重要。由於理論性較強，難於自學，許多學生往往把它看作最難的一門化學課，甚至稱之為“老虎課”。作者在清華大學從事物理化學課程教學多年，深知該課程中哪些基礎知識對化學人才培養至關重要，同時了解學生在學習過程中的困難所在。努力為本科生打好堅實的物理化學基礎，是作者多年組織教學內容的宗旨。因此，為學生編寫一套突出基礎知識且便於自學的物理化學教材是作者多年的夙願，本書正是在這種背景下編寫的，也是作者編寫本書的初衷。
本書是在總結多年來本科物理化學教學工作的基礎上編寫的，適用於以物理化學為主幹課程的化學、化工等各類專業。本書除緒論外，共分氣體、熱力學第一定律、熱力學第二定律、統計熱力學基礎及熵的統計意義、溶液熱力學、相平衡、化學平衡、電解質溶液、電化學平衡、套用電化學、表面化學與膠體的基本知識、化學動力學基礎等12章。本書對內容的難點力爭給出詳盡的解釋，以期降低讀者的學習難度。
書中標註*的章節分為兩類： 一類的內容難度較小，一般可以通過學生自學達到基本要求； 另一類的內容則超出教學要求，是為學有餘力或對本學科極有興趣的部分學生準備的。總之，以*標出的章節教師可根據學時情況和學生的具體條件進行較靈活的安排，或安排學生自學，或以講座形式講授。這對培養學生的自學能力和因材施教都是有幫助的。
書中的量和公式，一律採用國家法定計量單位及SI單位制。為了利於讀者掌握基本內容，書中的基本公式均加陰影標出。對於這些公式，建議能在理解的基礎上記憶，以便能夠熟練地套用。考慮到查閱手冊上標準數據的方便，書中的標準壓力一律採用101325Pa的規定。
本書的出版得到清華大學出版社的鼎力支持，編者在此深致謝意。
由於編者水平有限，書中難免存在不當之處甚至錯誤，熱切希望讀者多提意見，以利進一步改進和提高。
朱文濤
2011年6月於清華園
圖書目錄
緒論0.1什麼是物理化學
0.2物理化學的研究內容
0.3物理化學的學習方法
*0.4數學知識
第1章氣體
1.1理想氣體
1.1.1理想氣體狀態方程
1.1.2分壓定律
1.2實際氣體
*1.2.1實際氣體對於理想氣體的偏差
1.2.2實際氣體的狀態方程
1.2.3對比狀態原理
1.2.4用壓縮因子圖計算實際氣體
習題
第2章熱力學第一定律
2.1基本概念
2.1.1系統與環境
2.1.2熱力學平衡狀態
2.1.3平衡狀態的描述與狀態函式
2.1.4過程與途徑
2.1.5熱量和功
2.2熱力學第一定律
2.2.1內能是狀態函式
2.2.2封閉系統熱力學第一定律的數學表達式
2.3功的計算
2.3.1功的分類
2.3.2體積功的計算
2.3.3功與過程
2.3.4可逆過程
2.4熱的計算
2.4.1等容熱效應
2.4.2等壓熱效應和焓
2.4.3熱容及簡單變溫過程熱的計算
2.4.4相變熱
2.4.5混合熱
2.5第一定律對於理想氣體的套用
2.5.1理想氣體的內能和焓
2.5.2理想氣體的熱容
2.5.3理想氣體的絕熱過程
*2.6第一定律對於實際氣體的套用
2.6.1節流過程及其特點
2.6.2Joule-Thomson係數及其套用
2.6.3實際氣體的內能和焓
2.7第一定律對於化學反應的套用——熱化學
2.7.1化學反應進度
2.7.2化學反應的熱效應
2.7.3反應熱的計算
2.7.4反應熱的測量
2.7.5反應熱與溫度的關係
*2.7.6非等溫反應系統
習題
第3章熱力學第二定律
3.1自發過程的共同特徵
3.1.1自發過程的方向和限度
3.1.2自發過程的共同特徵
3.2熱力學第二定律的表述和過程的方向性
3.2.1熱力學第二定律的表述
3.2.2過程方向和限度的描述方法
*3.3Carnot循環和Carnot定理
3.3.1Carnot循環的效率
3.3.2Carnot定理及其推論
3.4熵
3.4.1熵的導出
3.4.2熱力學第二定律的數學表達式——Clausius不等式
3.5熵判據
3.5.1熵增加原理
3.5.2熵的物理意義
3.6熵變的計算
3.6.1簡單物理過程的熵變
3.6.2相變過程的熵變
3.6.3混合過程的熵變
3.6.4環境熵變
3.7熱力學第三定律和規定熵
3.7.1Nernst熱定理
3.7.2熱力學第三定律
3.7.3規定熵的計算
3.7.4化學反應的熵變
3.8Helmholtz函式和Gibbs函式
3.8.1Helmholtz函式及Helmholtz函式減少原理
3.8.2Gibbs函式及Gibbs函式減少原理
3.8.3關於判據的總結
3.8.4功和熱在特定條件下與狀態函式變的關係
3.9各熱力學函式間的關係
3.9.1Gibbs公式
3.9.2對應係數關係式
3.9.3Maxwell關係式
3.9.4基本關係式的套用
3.10ΔG及ΔA的計算
3.10.1簡單物理變化過程的ΔG和ΔA
3.10.2相變過程的ΔG和ΔA
3.10.3混合過程的ΔG
3.10.4ΔG隨T的變化
習題
第4章統計熱力學基礎及熵的統計意義
4.1概論
4.1.1什麼是統計熱力學
4.1.2統計系統的分類
*4.1.3數學知識
4.2分子的運動形式和能級公式
4.2.1分子的運動形式
4.2.2平動能級
4.2.3雙原子分子的轉動能級
4.2.4振動能級
4.2.5電子運動能級和核運動能級
4.3粒子的能量分布和系統的微觀狀態數
4.3.1能量分布
4.3.2定域子系的微觀狀態數
4.3.3離域子系的微觀狀態數
4.3.4統計力學的兩個基本假定
4.4熵的統計意義
4.5Boltzmann分布定律
4.5.1Boltzmann分布定律
4.5.2分子配分函式
4.6熱力學狀態函式的配分函式表示式
4.6.1離域子系的狀態函式
4.6.2定域子系的狀態函式
4.7分子配分函式的計算
4.7.1配分函式的析因子
4.7.2平動配分函式
4.7.3轉動配分函式
4.7.4振動配分函式
4.7.5零點能的選擇所產生的影響
4.7.6電子運動配分函式
4.7.7核運動配分函式
4.8統計熱力學對於理想氣體的套用舉例
4.8.1理想氣體狀態方程的導出
4.8.2關於理想氣體內能和熱容的討論
4.9統計熵
4.9.1平動熵
4.9.2轉動熵
4.9.3振動熵
習題
第5章溶液熱力學
5.1溶液的特點及組成表示法
5.1.1溶液的特點
5.1.2溶液組成的習慣表示方法
5.2偏摩爾量
5.2.1質點數目可變系統的狀態描述
5.2.2偏摩爾量
5.2.3偏摩爾量的集合公式
5.2.4Gibbs-Duhem公式
*5.2.5偏摩爾量的測量
5.3化學勢
5.3.1化學勢的定義
5.3.2敞開系統的基本關係式和化學勢的其他形式
5.3.3化學勢決定傳質過程的方向和限度
5.3.4化學勢與T和p的關係
5.4氣體的化學勢
5.4.1理想氣體的化學勢
*5.4.2化學勢的統計推導方法
5.4.3實際氣體的化學勢
5.4.4氣體的逸度和逸度係數
*5.4.5氣體熱力學函式的非理想性修正
5.5Raoult定律和理想溶液
5.5.1Raoult定律
5.5.2理想溶液及其化學勢
5.5.3理想溶液的通性
5.6Henry定律和理想稀薄溶液
5.6.1Henry定律
5.6.2理想稀薄溶液及其化學勢
5.6.3依數性
*5.6.4二元溶液中溶劑和溶質性質的相關性
5.7非理想溶液
5.7.1活度和活度係數
5.7.2非理想溶液的化學勢
5.7.3關於化學勢、標準狀態和活度的總結
5.7.4非理想溶液的混合性質和依數性
5.7.5活度的測定與計算
*5.7.6超額熱力學函式
5.8分配定律
習題
第6章相平衡
6.1相平衡的必要條件
6.1.1相和相數的確定
6.1.2相平衡的必要條件
6.2相律
6.2.1系統的物種數和組分數
6.2.2自由度和自由度數
6.2.3相律
6.3單組分系統的兩相平衡
6.3.1Clapeyron方程
6.3.2壓力對蒸氣壓的影響
6.4單組分系統的相圖
6.4.1水的相圖
*6.4.2硫的相圖
6.5二組分理想溶液的氣-液相圖及其套用
6.5.1p-x圖(蒸氣壓-組成圖)
6.5.2T-x圖(沸點-組成圖)
6.5.3槓桿規則——質量守恆的必然結果
*6.5.4分餾原理
6.6二組分非理想溶液的氣-液相圖
6.6.1偏差不大
6.6.2偏差很大
6.7部分互溶雙液系的液-液相圖
*6.8完全不互溶的雙液系統
6.9二組分系統的固-液相圖
6.9.1具有簡單低共熔混合物的相圖
6.9.2具有穩定化合物的相圖
6.9.3具有不穩定化合物的相圖
6.9.4形成固溶體的相圖
*6.10相圖的規律性
6.10.1二組分系統相圖的總結
6.10.2相圖的結構
*6.11三組分系統的相圖及其套用
6.11.1三組分系統組成的圖示法
6.11.2部分互溶三液系的相圖
6.11.3二鹽-水系統的相圖
習題
第7章化學平衡
7.1化學反應的方向和限度
*7.1.1非平衡系統的熱力學性質
7.1.2化學平衡的條件
7.1.3平衡常數的導出
7.1.4化學反應方向的判斷
7.2化學反應的標準摩爾Gibbs函式變
7.2.1ΔrGm的意義
7.2.2ΔrGm的計算
*7.2.3ΔrGm與T的近似線性關係及其套用
7.3關於平衡常數的討論
7.3.1平衡常數的意義
7.3.2影響平衡常數的因素
7.3.3平衡常數的具體形式
7.3.4求算平衡常數的基本方法
7.4平衡計算舉例
7.4.1計算平衡常數
7.4.2計算平衡組成
*7.5平衡常數的統計計算方法
7.5.1平衡常數的統計表達式
7.5.2自由能函式與計算K的表冊方法
7.5.3ΔrUm(0K)的計算方法
7.6各種因素對於化學平衡的影響
7.6.1平衡移動問題的共性
7.6.2溫度對於化學平衡的影響
7.6.3壓力對於化學平衡的影響
7.6.4惰性氣體對於化學平衡的影響
7.6.5濃度對於化學平衡的影響
習題
習題參考答案
附錄A本書中一些量的名稱和符號
A1熱力學量及分子參數
A2聚集狀態
A3化學反應及其他熱力學過程
附錄B基本常數
附錄C298.15K時一些物質的標準熱力學函式
附錄D298.15K時一些有機化合物的燃燒焓
附錄E101325Pa時一些物質的摩爾熱容
附錄F一些物質的自由能函式及298K時的熱焓函式
附錄G元素的相對原子質量表
