第7章電化學(xué)1

7.1電化學(xué)中的基本概念及法拉第定律1

7.1.1原電池和電解池1

7.1.2法拉第定律2

7.2離子的電遷移和遷移數(shù)3

7.2.1離子的電遷移3

7.2.2離子的遷移數(shù)5

7.2.3離子遷移數(shù)的測定6

7.3電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)8

7.3.1電導(dǎo)、電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率8

7.3.2電導(dǎo)的測定8

7.3.3電導(dǎo)率和摩爾電導(dǎo)率與濃度的關(guān)系9

7.3.4離子獨立運(yùn)動定律和離子的摩爾電導(dǎo)率10

7.3.5電導(dǎo)測定的應(yīng)用12

7.4電解質(zhì)的活度和活度因子13

7.4.1電解質(zhì)的平均離子活度和平均離子活度因子13

7.4.2離子強(qiáng)度15

7.4.3德拜-休克爾(Debye-Hckel)電解質(zhì)溶液理論及其極限公式16

7.5電化學(xué)系統(tǒng)的熱力學(xué)描述18

7.5.1電化學(xué)勢定義18

7.5.2不同物質(zhì)的電化學(xué)勢18

7.5.3電化學(xué)勢判據(jù)19

7.6電池電動勢產(chǎn)生的機(jī)理20

7.6.1電池的書寫方法20

7.6.2電池電動勢的組成21

7.6.3電極與其電極液之間的電勢差21

7.6.4液體接界電勢及其消除22

7.6.5接觸電勢差23

7.7可逆電池及電池電動勢的測定24

7.7.1可逆電池24

7.7.2標(biāo)準(zhǔn)電池25

7.7.3電池電動勢的測定26

7.8可逆電池的熱力學(xué)27

7.8.1可逆電池電動勢與電池中化學(xué)反應(yīng)吉布斯函數(shù)的關(guān)系27

7.8.2由電池電動勢的溫度系數(shù)計算電池中化學(xué)反應(yīng)的摩爾反應(yīng)熵27

7.8.3電池可逆放電時的摩爾反應(yīng)熱28

7.8.4由電池電動勢及其溫度系數(shù)計算電池中化學(xué)反應(yīng)的摩爾反應(yīng)焓28

7.8.5化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的效率問題*28

7.8.6能斯特方程29

7.9電極電勢30

7.9.1電極電勢30

7.9.2電池電動勢的計算33

7.10電極的種類34

7.10.1第一類電極35

7.10.2第二類電極35

7.10.3第三類電極36

7.10.4離子選擇性電極37

7.11原電池的設(shè)計及其應(yīng)用38

7.11.1將氧化還原反應(yīng)設(shè)計成電池39

7.11.2將中和反應(yīng)設(shè)計成電池40

7.11.3將沉淀反應(yīng)設(shè)計成電池41

7.11.4將擴(kuò)散過程設(shè)計成電池濃差電池41

7.11.5化學(xué)電源42

7.12分解電壓44

7.12.1分解電壓與理論分解電壓45

7.12.2實際分解電壓與析出電勢46

7.13極化作用47

7.13.1極化現(xiàn)象47

7.13.2極化曲線的測定47

7.13.3電解池與原電池極化的區(qū)別48

7.14電解時電極上的競爭反應(yīng)49

本章要求51

思考題51

習(xí)題53



第8章統(tǒng)計熱力學(xué)基礎(chǔ)58

8.1概論58

8.1.1統(tǒng)計熱力學(xué)的研究內(nèi)容和方法58

8.1.2統(tǒng)計系統(tǒng)的分類58

8.1.3統(tǒng)計熱力學(xué)的基本原理59

8.1.4統(tǒng)計方法的分類60

8.2微觀粒子的運(yùn)動形式、能級、量子態(tài)與簡并度60

8.2.1微觀粒子的運(yùn)動形式60

8.2.2運(yùn)動自由度60

8.2.3分子的平動能級61

8.2.4雙原子分子的轉(zhuǎn)動能級61

8.2.5雙原子分子的振動能級62

8.2.6電子運(yùn)動與核運(yùn)動的能級62

8.3最概然分布62

8.3.1微觀粒子的分布62

8.3.2最概然分布63

8.4能級分布的微態(tài)數(shù)65

8.4.1定域子系統(tǒng)能級分布的微態(tài)數(shù)65

8.4.2離域子系統(tǒng)能級分布的微態(tài)數(shù)66

8.5玻爾茲曼統(tǒng)計67

8.5.1經(jīng)典玻爾茲曼統(tǒng)計67

8.5.2按量子力學(xué)修正了的玻爾茲曼統(tǒng)計69

8.5.3Bose-Einstein統(tǒng)計70

8.5.4Fermi-Dirac統(tǒng)計70

8.5.5幾種統(tǒng)計方法的比較70

8.6粒子配分函數(shù)的定義、性質(zhì)及與熱力學(xué)函數(shù)的關(guān)系71

8.6.1粒子的配分函數(shù)的定義71

8.6.2配分函數(shù)與熱力學(xué)函數(shù)的關(guān)系72

8.6.3配分函數(shù)的析因子性質(zhì)73

8.6.4能量零點的選擇對配分函數(shù)的影響74

8.6.5能量零點的選擇對熱力學(xué)函數(shù)的影響75

8.7粒子配分函數(shù)的計算76

8.7.1平動配分函數(shù)的計算76

8.7.2轉(zhuǎn)動配分函數(shù)的計算77

8.7.3振動配分函數(shù)的計算78

8.7.4電子運(yùn)動與核運(yùn)動配分函數(shù)的計算80

8.8統(tǒng)計熱力學(xué)在理想氣體中的應(yīng)用80

8.8.1理想氣體熱力學(xué)函數(shù)的計算80

8.8.2理想氣體反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)84

8.9熱力學(xué)定律的統(tǒng)計力學(xué)解釋89

8.9.1熱力學(xué)第一定律89

8.9.2熱力學(xué)第二定律90

8.9.3熱力學(xué)第三定律90

本章要求91

思考題91

習(xí)題92



第9章界面現(xiàn)象的熱力學(xué)94

9.1界面現(xiàn)象的本質(zhì)94

9.1.1界（表）面張力、表面功和表面吉布斯函數(shù)94

9.1.2純組分表面熱力學(xué)基本方程96

9.1.3界面張力的影響因素96

9.2氣-液界面現(xiàn)象98

9.2.1彎曲液面的附加壓力98

9.2.2彎曲液面的蒸氣壓99

9.2.3亞穩(wěn)狀態(tài)100

9.2.4溶液表面的吸附101

9.2.5溶液的表面吸附量與吉布斯吸附等溫式101

9.2.6吉布斯界面模型和吉布斯吸附等溫式的熱力學(xué)導(dǎo)出102

9.2.7表面活性劑及其性質(zhì)105

9.3氣-固界面現(xiàn)象107

9.3.1氣-固界面上的吸附107

9.3.2氣-固吸附理論109

9.4液-固界面現(xiàn)象115

9.4.1潤濕現(xiàn)象115

9.4.2接觸角與楊氏方程118

9.4.3接觸角與沾濕、浸濕和鋪展的關(guān)系118

9.4.4毛細(xì)現(xiàn)象119

9.4.5固體自溶液中的吸附120

9.5液-液界面現(xiàn)象121

9.5.1.液-液界面的鋪展121

9.5.2液-液界面張力121

9.5.3不溶性單分子表面膜122

本章要求124

思考題124

習(xí)題124



第10章化學(xué)動力學(xué)128

10.1化學(xué)反應(yīng)速率的表示和速率方程129

10.1.1反應(yīng)速率的定義129

10.1.2反應(yīng)速率的測定130

10.1.3速率方程130

10.1.4非基元反應(yīng)、基元反應(yīng)、基元反應(yīng)分子數(shù)131

10.1.5基元反應(yīng)的速率方程-質(zhì)量作用定律131

10.1.6總包反應(yīng)的速率方程132

10.1.7反應(yīng)級數(shù)和速率常數(shù)133

10.2速率方程的積分式134

10.2.1一級反應(yīng)134

10.2.2二級反應(yīng)136

10.2.3零級反應(yīng)138

10.2.4n級反應(yīng)139

10.2.5簡單級數(shù)反級動力學(xué)特征小結(jié)139

10.3速率方程的確定140

10.3.1積分法140

10.3.2微分法141

10.3.3半衰期法143

10.3.4隔離法143

10.4溫度對反應(yīng)速率的影響144

10.4.1阿倫尼烏斯（Arrhenius）方程144

10.4.2阿倫尼烏斯（Arrhenius）活化能146

10.4.3活化能與反應(yīng)熱的關(guān)系147

10.5典型的復(fù)合反應(yīng)148

10.5.1對行反應(yīng)148

10.5.2平行反應(yīng)150

10.5.3連串反應(yīng)152

10.6復(fù)合反應(yīng)速率的近似處理方法154

10.6.1速控步驟近似法154

10.6.2穩(wěn)態(tài)近似法154

10.6.3平衡態(tài)近似法155

10.6.4復(fù)合反應(yīng)的活化能159

10.7鏈反應(yīng)160

10.7.1鏈反應(yīng)的特征160

10.7.2直鏈反應(yīng)的機(jī)理及速率方程161

10.7.3支鏈反應(yīng)與爆炸162

10.8氣體反應(yīng)的碰撞理論164

10.8.1氣體反應(yīng)的碰撞理論165

10.8.2阿倫尼烏斯活化能（實驗活化能）與臨界能的關(guān)系166

10.8.3碰撞理論導(dǎo)出的阿倫尼烏斯公式指前因子166

10.8.4簡單碰撞理論的校正167

10.9過渡態(tài)理論168

10.9.1勢能面168

10.9.2由過渡態(tài)理論計算反應(yīng)速率常數(shù)艾琳方程170

10.9.3艾琳方程的熱力學(xué)表示形式172

10.9.4過渡態(tài)理論導(dǎo)出的阿倫尼烏斯活化能和指前因子173

10.10溶液中的反應(yīng)174

10.10.1籠效應(yīng)174

10.10.2原鹽效應(yīng)離子強(qiáng)度的影響176

10.11光化學(xué)反應(yīng)178

10.11.1光化學(xué)反應(yīng)的初級過程、次級過程178

10.11.2光化學(xué)反應(yīng)的基本定律179

10.11.3量子效率和量子產(chǎn)率180

10.11.4光化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)181

10.11.5溫度對光化學(xué)反應(yīng)速率的影響183

10.11.6光化學(xué)平衡183

10.11.7化學(xué)發(fā)光*185

10.11.8激光化學(xué)簡述*185

10.12催化作用186

10.12.1催化劑和催化作用186

10.12.2催化反應(yīng)的一般機(jī)理和催化反應(yīng)活化能186

10.12.3催化劑的基本特征188

10.13均相催化反應(yīng)189

10.13.1酸堿催化190

10.13.2絡(luò)合催化191

10.13.3酶催化反應(yīng)192

10.14多相催化反應(yīng)194

10.14.1固體催化劑表面上的吸附195

10.14.2表面反應(yīng)控制的氣-固相反應(yīng)動力學(xué)196

10.14.3氣-固催化反應(yīng)的表觀活化能198

10.15分子反應(yīng)動態(tài)學(xué)簡介*199

本章要求200

思考題201

習(xí)題202



第11章膠體化學(xué)209

11.1分散系統(tǒng)及膠體系統(tǒng)概述209

11.1.1分散系統(tǒng)的定義及分類209

11.1.2膠體系統(tǒng)的分類209

11.1.3溶膠系統(tǒng)的特點210

11.2溶膠的制備及凈化210

11.2.1制備溶膠的一般條件210

11.2.2制備溶膠的方法211

11.2.3溶膠的凈化211

11.3溶膠的動力性質(zhì)212

11.3.1布朗運(yùn)動212

11.3.2擴(kuò)散213

11.3.3沉降與沉降平衡214

11.4溶膠的光學(xué)性質(zhì)215

11.4.1丁鐸爾（Tyndall）效應(yīng)215

11.4.2雷利（Rayleigh）公式216

11.4.3溶膠的顏色216

11.4.4超顯微鏡與粒子形狀、大小的測定217

11.5溶膠的電學(xué)性質(zhì)和膠團(tuán)結(jié)構(gòu)217

11.5.1溶膠粒子表面電荷的來源217

11.5.2電動現(xiàn)象218

11.5.3溶膠雙電層結(jié)構(gòu)模型與電勢220

11.5.4膠團(tuán)結(jié)構(gòu)222

11.6溶膠的穩(wěn)定與聚沉223

11.6.1溶膠穩(wěn)定性理論DLVO理論223

11.6.2溶膠的聚沉及電解質(zhì)的聚沉作用224

11.6.3高分子化合物（聚合物）對溶膠的穩(wěn)定及聚沉作用225

11.6.4正負(fù)溶膠間的相互作用226

11.7高分子溶液與唐南平衡226

11.7.1高分子化合物溶液的滲透壓227

11.7.2唐南平衡227

11.8乳狀液、微乳液229

11.8.1乳狀液的定義及分類229

11.8.2乳化劑和乳狀液的穩(wěn)定性229

11.8.3乳狀液的破壞230

11.8.4微乳液230

11.9凝膠231

11.9.1凝膠及其通性231

11.9.2凝膠的分類232

11.9.3凝膠的形成232

11.9.4凝膠的性質(zhì)234

本章要求236

思考題236

習(xí)題237



下冊習(xí)題參考答案239

參考文獻(xiàn)245