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第7章 电化学1

7.1电化学中的基本概念及法拉第定律1

7.1.1原电池和电解池1

7.1.2法拉第定律2

7.2离子的电迁移和迁移数3

7.2.1离子的电迁移3

7.2.2离子的迁移数4

7.2.3离子迁移数的测定5

7.3电解质溶液的电导7

7.3.1电导、电导率、摩尔电导率7

7.3.2电导的测定8

7.3.3电导率和摩尔电导率与浓度的关系9

7.3.4离子独立运动定律和离子的摩尔电导率10

7.3.5电导测定的应用11

7.4电解质的活度和活度因子12

7.4.1电解质的平均离子活度和平均离子活度因子12

7.4.2离子强度14

7.4.3德拜-休克尔（Debye-Huckel）电解质溶液理论及其极限公式15

7.5电化学过程方向判据及其应用16

7.5.1电化学过程方向判据16

7.5.2判据的应用17

7.6可逆电池及电池电动势的测定18

7.6.1可逆电池18

7.6.2标准电池19

7.6.3电池电动势的测定19

7.7可逆电池的热力学20

7.7.1用可逆电池的数据计算反应的热力学函数20

7.7.2化学能转化为电能的效率问题21

7.7.3电池可逆放电时的反应热22

7.7.4能斯特方程22

7.8电动势的组成及电极电势23

7.8.1电池电动势的组成23

7.8.2电化学势概念简介23

7.8.3电极与其电极液之间的电势差24

7.8.4液体接界电势及其消除25

7.8.5电极电势26

7.8.6电池电动势的计算28

7.9电极的种类30

7.9.1第一类电极30

7.9.2第二类电极30

7.9.3第三类电极32

7.9.4离子选择性电极32

7.10原电池的设计及其应用33

7.10.1将氧化还原反应设计成电池34

7.10.2将中和反应设计成电池35

7.10.3将沉淀反应设计成电池35

7.10.4将扩散过程设计成电池——浓差电池36

7.10.5化学电源36

7.11分解电压39

7.11.1分解电压与理论分解电压39

7.11.2实际分解电压与析出电势40

7.12极化作用41

7.12.1极化现象41

7.12.2极化曲线的测定42

7.12.3电解池与原电池极化的区别42

7.13电解时电极上的竞争反应43

本章要求45

思考题45

习题47

第8章 统计热力学基础52

8.1概论52

8.1.1统计热力学的研究内容和方法52

8.1.2统计系统的分类52

8.1.3统计热力学的基本原理53

8.1.4统计方法的分类54

8.2微观粒子的运动形式、能级、量子态与简并度54

8.2.1微观粒子的运动形式54

8.2.2运动自由度54

8.2.3分子的平动能级54

8.2.4双原子分子的转动能级55

8.2.5双原子分子的振动能级55

8.2.6电子运动与核运动的能级56

8.3最概然分布56

8.3.1微观粒子的分布56

8.3.2最概然分布57

8.4能级分布的微态数59

8.4.1定域子系统能级分布的微态数59

8.4.2离域子系统能级分布的微态数60

8.5玻尔兹曼统计61

8.5.1经典玻尔兹曼统计61

8.5.2按量子力学修正了的玻尔兹曼统计63

8.5.3 Bose-Einstein统计63

8.5.4 Fermi-Dirac统计63

8.5.5几种统计方法的比较64

8.6粒子配分函数的定义、性质及与热力学函数的关系64

8.6.1粒子配分函数的定义64

8.6.2配分函数与热力学函数的关系65

8.6.3配分函数的析因子性质66

8.6.4能量零点的选择对配分函数的影响67

8.6.5能量零点的选择对热力学函数的影响68

8.7粒子配分函数的计算69

8.7.1平动配分函数的计算69

8.7.2转动配分函数的计算70

8.7.3振动配分函数的计算71

8.7.4电子运动与核运动配分函数的计算72

8.8统计热力学在理想气体中的应用72

8.8.1理想气体热力学函数的计算72

8.8.2理想气体反应的标准平衡常数76

8.9热力学定律的统计力学解释81

8.9.1热力学第一定律81

8.9.2热力学第二定律81

8.9.3热力学第三定律82

本章要求82

思考题82

习题83

第9章 界面现象86

9.1界面现象的本质86

9.1.1界（表）面张力86

9.1.2关于界面的描述87

9.1.3多组分、多界面系统的热力学基本方程89

9.1.4界面张力及其影响因素90

9.2气-液界面现象91

9.2.1弯曲液面的附加压力91

9.2.2弯曲液面的蒸气压93

9.2.3亚稳状态95

9.2.4溶液表面的吸附95

9.2.5表面活性剂及其性质97

9.3气-固界面现象100

9.3.1气-固界面上的吸附100

9.3.2气-固吸附理论101

9.4液-固界面现象107

9.4.1润湿现象108

9.4.2接触角与杨氏方程110

9.4.3接触角与沾湿、浸湿和铺展的关系110

9.4.4毛细现象111

9.4.5固体自溶液中的吸附112

9.5液-液界面现象113

9.5.1液-液界面的铺展113

9.5.2液-液界面张力113

9.5.3不溶性单分子表面膜114

本章要求115

思考题116

习题116

第10章 化学动力学120

10.1化学反应速率的表示和速率方程121

10.1.1反应速率的定义121

10.1.2反应速率的测定122

10.1.3速率方程123

10.1.4非基元反应，基元反应，基元反应分子数123

10.1.5基元反应的速率方程——质量作用定律123

10.1.6总包反应的速率方程125

10.1.7反应级数和速率常数125

10.2速率方程的积分式126

10.2.1一级反应126

10.2.2二级反应128

10.2.3零级反应130

10.2.4 n级反应131

10.2.5简单级数反应动力学特征小结132

10.3速率方程的确定132

10.3.1尝试法132

10.3.2半衰期法133

10.3.3初速率法134

10.3.4隔离法134

10.4温度对反应速率的影响134

10.4.1阿伦尼乌斯（Arrhenius）方程134

10.4.2阿伦尼乌斯（Arrhenius）活化能136

10.4.3活化能与反应热的关系137

10.4.4理想气体反应时两种速率常数对应的活化能间的关系138

10.5典型的复合反应138

10.5.1对行反应139

10.5.2平行反应141

10.5.3连串反应142

10.6复合反应速率的近似处理方法144

10.6.1速控步骤近似法144

10.6.2稳态近似法144

10.6.3平衡态近似法145

10.6.4复合反应的活化能148

10.7链反应149

10.7.1链反应的特征149

10.7.2直链反应的机理及速率方程150

10.7.3支链反应与爆炸151

10.8气体反应的碰撞理论154

10.8.1气体反应的碰撞理论154

10.8.2阿伦尼乌斯活化能（实验活化能）与临界能的关系155

10.8.3碰撞理论导出的阿伦尼乌斯公式指前因子155

10.8.4简单碰撞理论的校正156

10.9过渡态理论156

10.9.1势能面157

10.9.2由过渡态理论计算反应速率常数——艾琳方程158

10.9.3艾琳方程的热力学表示形式160

10.9.4过渡态理论导出的阿伦尼乌斯活化能和指前因子161

10.10溶液中的反应164

10.10.1笼效应164

10.10.2原盐效应——离子强度的影响166

10.11光化学反应168

10.11.1光化学反应的初级过程、次级过程168

10.11.2光化学反应的基本定律169

10.11.3量子效率和量子产率169

10.11.4光化学反应动力学170

10.11.5温度对光化学反应速率的影响172

10.11.6光化学平衡172

10.11.7化学发光173

10.11.8激光化学简述174

10.12催化作用175

10.12.1催化剂和催化作用175

10.12.2催化反应的一般机理和催化反应活化能175

10.12.3催化剂的基本特征177

10.13均相催化反应178

10.13.1酸碱催化178

10.13.2配位催化179

10.13.3酶催化反应180

10.14多相催化反应182

10.14.1固体催化剂表面上的吸附183

10.14.2表面反应控制的气-固相反应动力学184

10.14.3气-固催化反应的表观活化能186

10.15分子反应动态学简介186

本章要求188

思考题188

习题189

第11章 胶体化学197

11.1分散系统及胶体系统概述197

11.1.1分散系统的定义及分类197

11.1.2胶体系统的分类197

11.1.3溶胶系统的特点198

11.2溶胶的制备及净化198

11.2.1制备溶胶的一般条件198

11.2.2制备溶胶的方法199

11.2.3溶胶的净化199

11.3溶胶的动力性质200

11.3.1.布朗运动200

11.3.2扩散201

11.3.3沉降与沉降平衡202

11.4溶胶的光学性质203

11.4.1丁铎尔（Tyndall）效应203

11.4.2雷利（Rayleigh）公式203

11.4.3溶胶的颜色204

11.4.4超显微镜与粒子形状、大小的测定204

11.5溶胶的电学性质和胶团结构205

11.5.1溶胶粒子表面电荷的来源205

11.5.2电动现象206

11.5.3溶胶双电层结构模型与ζ电势208

11.5.4胶团结构209

11.6溶胶的稳定与聚沉210

11.6.1溶胶稳定性理论——DLVO理论210

11.6.2溶胶的聚沉211

11.7高分子溶液与唐南平衡213

11.7.1高分子溶液的渗透压213

11.7.2唐南平衡214

11.8乳状液、微乳液215

11.8.1乳状液的定义及分类215

11.8.2乳化剂和乳状液的稳定性216

11.8.3乳状液的破坏216

11.8.4微乳液216

11.9凝胶217

11.9.1凝胶及其通性217

11.9.2凝胶的分类218

11.9.3凝胶的形成219

11.9.4凝胶的性质220

本章要求222

思考题222

习题223

参考文献225