第一篇基本原理 

第1章热力学1 

1.1热力学基本概念1 

1.1.1热力学的一般概念1 

1.1.2热力学第一定律的基本概念3 

1.1.3热化学基本概念6 

1.1.4热力学第二定律的基本概念9 

1.1.5热力学第三定律的基本概念11 

1.1.6经典热力学12 

1.1.7非平衡态热力学12 

1.2热力学基本定律与基本关系式14 

1.2.1热力学第零定律14 

1.2.2热力学第一定律14 

1.2.3热力学第二定律14 

1.2.4热力学第三定律15 

1.2.5焦耳定律16 

1.2.6赫斯（盖斯）定律16 

1.2.7反应热与温度的关系——基尔霍夫（G.R.Kirchhoff）定律16 

1.2.8卡诺定理17 

1.2.9克劳修斯不等式与熵增加原理17 

1.2.10玻尔兹曼公式18 

1.2.11等压热容与等容热容的关系18 

1.2.12理想气体的ΔU和ΔH18 

1.2.13理想气体的绝热过程方程18 

1.2.14等压热效应与等容热效应的关系19 

1.2.15热力学函数之间的关系式19 

1.2.16热力学基本方程19 

1.2.17特征微分方程式和特征函数19 

1.2.18对应系数关系式20 

1.2.19麦克斯韦关系式20 

1.2.20热力学判据20 

1.2.21化学反应等温式21 

1.2.22吉布斯自由能与温度的关系式——吉布斯亥姆霍兹方程22 

1.2.23ΔG与压力的关系22 

1.2.24非平衡态热力学基本关系式22 

1.3热力学量与热力学状态函数的计算25 

1.3.1不同过程的体积功We25 

1.3.2不同过程的热Q26 

1.3.3不同过程的热力学能变ΔU27 

1.3.4不同过程的焓变ΔH28 

1.3.5不同过程的熵变ΔS28 

1.3.6不同过程的吉布斯自由能变ΔG30 

1.3.7不同过程的亥姆霍兹自由能变ΔA31 

1.3.8绝热反应系统极值温度的计算31 

第2章热力学的应用32 

2.1基本概念32 

2.1.1多组分系统热力学的基本概念32 

2.1.2多组分系统的组成表示法32 

2.1.3气体混合物热力学的基本概念33 

2.1.4溶液热力学的基本概念34 

2.1.5稀溶液的依数性34 

2.1.6真实溶液（非理想溶液）35 

2.1.7相平衡的基本概念36 

2.1.8典型相图分析和应用39 

2.1.9化学平衡的基本概念53 

2.2基本定律与关系式54 

2.2.1多组分体系热力学的基本公式54 

2.2.2溶液热力学的基本定律与关系式55 

2.2.3相平衡中的基本定律与关系式58 

2.2.4化学平衡的基本定律与关系式59 

第3章化学动力学61 

3.1动力学的基本概念61 

3.1.1动力学的一般概念61 

3.1.2复杂反应的基本概念62 

3.1.3链反应的基本概念63 

3.1.4光化学反应的基本概念63 

3.1.5催化反应的基本概念66 

3.1.6在溶液中进行的反应69 

3.1.7快速反应的研究方法70 

3.1.8分子反应动态学71 

3.2化学动力学的基本原理、方法与公式71 

3.2.1质量作用定律71 

3.2.2不同级数反应的速率方程72 

3.2.3几种典型复杂反应的速率方程74 

3.2.4反应级数的测定方法75 

3.2.5范特霍夫规则77 

3.2.6阿伦尼乌斯原理77 

3.2.7基元反应的微观可逆性原理77 

3.2.8活化能的计算方法78 

3.2.9处理复杂反应的近似方法79 

3.2.10基元反应速率理论80 

3.2.11光化学基本定律83 

3.2.12光化学反应的速率方程83 

3.2.13催化反应84 

3.2.14快速反应的研究方法87 

第4章电化学91 

4.1电化学的基本概念91 

4.1.1电解质溶液的基本概念91 

4.1.2原电池的基本概念92 

4.1.3电解池的基本概念95 

4.2电化学的基本规律与公式97 

4.2.1法拉第定律97 

4.2.2电导率和浓度的关系98 

4.2.3摩尔电导率与浓度的关系98 

4.2.4离子独立移动定律98 

4.2.5强电解质溶液的离子互吸理论99 

4.2.6德拜休克尔极限定律99 

4.2.7德拜体克尔翁萨格电导理论100 

4.2.8Ostwald稀释定律101 

4.2.9可逆电池的表示方法101 

4.2.10热力学与电化学的关系式102 

4.2.11能斯特方程——可逆电极电势与各组分活度的关系103 

4.2.12能斯特方程——可逆电池电动势与各组分活度的关系103 

4.2.13金属在电极上的析出规律103 

4.2.14塔费尔方程式104 

4.3电化学的应用104 

4.3.1电导测定的应用104 

4.3.2电动势测定的应用107 

4.3.3电解池电极反应的应用112 

4.3.4金属腐蚀与防腐117 

4.3.5化学电源的种类122 

4.3.6超级电容器130 

4.3.7电化学传感器134 

第5章界面化学136 

5.1界面化学的基本概念136 

5.1.1界面与表面136 

5.1.2表面功、表面自由能、表面张力136 

5.1.3弯曲表面下的附加压力137 

5.1.4弯曲表面上的蒸气压137 

5.1.5毛细管现象138 

5.1.6亚（介）稳状态138 

5.1.7溶液的表面吸附与表面超量139 

5.1.8液-液界面的铺展139 

5.1.9表面膜与表面压140 

5.1.10液-固界面的润湿作用141 

5.1.11润湿作用与接触角142 

5.1.12表面活性剂142 

5.1.13固体表面的吸附——化学吸附和物理吸附145 

5.2界面化学的基本原理、方法与公式148 

5.2.1界面的热力学性质148 

5.2.2表面张力与温度的关系149 

5.2.3溶液表面张力与浓度的关系149 

5.2.4Young-Laplace公式-弯曲表面下的附加压力150 

5.2.5毛细管中液体升高或降低公式150 

5.2.6Kelvin公式-弯曲表面上的蒸气压151 

5.2.7Yung方程-接触角与各界面张力的关系151 

5.2.8润湿方程151 

5.2.9吉布斯（Gibbs）吸附等温式152 

5.2.10单分子截面积和单分子层厚度计算公式152 

5.2.11表面压与表面张力的关系152 

5.2.12Langmuir吸附理论与等温吸附方程式153 

5.2.13Freundlich吸附理论与吸附方程153 

5.2.14Temkin equation（焦姆金）吸附方程154 

5.2.15BET吸附理论与BET多分子层吸附等温式154 

5.3表面活性剂155 

5.3.1表面活性剂的作用155 

5.3.2表面活性剂的应用157 

第6章胶体和高分子分散系统159 

6.1胶体和高分子系统基本概念159 

6.1.1分散体系和胶体159 

6.1.2溶胶的胶团结构159 

6.1.3胶体的动力学性质160 

6.1.4胶体的光学性质161 

6.1.5胶体的电学性质162 

6.1.6溶胶的稳定性162 

6.1.7高分子化合物165 

6.1.8乳状液与泡沫166 

6.1.9牛顿流体与非牛顿流体167 

6.1.10触变性流体167 

6.1.11黏弹性流体167 

6.1.12凝胶167 

6.1.13气凝胶168 

6.2胶体和高分子分散系统的基本理论，方法与公式168 

6.2.1布朗运动的位移公式168 

6.2.2扩散系数公式169 

6.2.3沉降与沉降平衡169 

6.2.4瑞利散射公式169 

6.2.5电动电位计算公式169 

6.2.6高分子的摩尔质量170 

6.2.7DLVO溶胶稳定理论171 

6.2.8胶体的流变性质173 

6.2.9凝胶174 

6.2.10乳状液174 

第二篇基本操作技术与仪器 

第7章热化学测试技术与仪器177 

7.1热化学测试技术基础177 

7.1.1温标177 

7.1.2温度计的种类与适用范围179 

7.1.3常见的温度计179 

7.1.4温度控制-恒温槽的组装与适用范围196 

7.1.5超级恒温槽200 

7.2热化学测量技术及仪器202 

7.2.1量热技术202 

7.2.2量热计及其测量技术204 

7.2.3热分析测量技术及仪器212 

7.3相图绘制232 

7.3.1热分析法（步冷曲线法）绘制二组分固-液相图232 

7.3.2沸点仪绘制双液系气液平衡相图234 

7.3.3溶解度法绘制二元水盐相图236 

7.3.4溶解度法绘制三组分体系等温相图236 

7.4相对分子质量（分子量）测定方法238 

7.4.1凝固点降低法测定物质的相对分子质量239 

7.4.2沸点升高法测化合物的相对分子质量241 

7.4.3渗透压法测定聚合物分子量243 

7.4.4光散射法测定聚合物的重均分子量及分子尺寸247 

7.4.5黏度法测定高聚物的黏均分子量252 

7.4.6高聚物相对分子质量的其他测定方法简介255 

7.5液体饱和蒸气压和摩尔汽化热的测定256 

7.5.1实验原理256 

7.5.2测定方法257 

7.6反应平衡常数的测定方法257 

7.6.1液相反应平衡常数的测定257 

7.6.2气相反应或复相反应平衡常数的测定260 

7.6.3借助动力学研究得到化学反应平衡常数262 

7.6.4碘和碘离子反应平衡常数的测定264 

7.6.5分配系数的测定265 

7.7活度系数测定方法266 

7.7.1蒸气压法266 

7.7.2凝固点降低法268 

7.7.3渗透压法268 

7.7.4电化学法268 

7.7.5利用盐效应紫外分光法测定萘在硫酸铵水溶液中的活度系数270 

7.7.6色谱法测定无限稀释溶液的活度系数271 

第8章动力学测试技术与仪器274 

8.1反应速率测定274 

8.1.1化学法274 

8.1.2物理法275 

8.2反应速率常数测定275 

8.2.1一级反应速率常数测定275 

8.2.2二级反应速率常数测定278 

8.2.3pH法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数280 

8.2.4毛细管电泳法测定阿魏酸转化反应速率常数281 

8.2.5弛豫法测定铬酸根重铬酸根离子反应的速率常数281 

8.2.6分光光度法测定丙酮碘化反应的速率方程285 

8.2.7BZ振荡反应288 

8.2.8碘钟反应289 

8.3反应级数确定方法291 

8.3.1积分法292 

8.3.2微分法292 

8.3.3半衰期法293 

8.3.4改变物质数量比例法293 

8.4活化能测定293 

8.5催化反应技术294 

8.5.1均相催化294 

8.5.2多相催化294 

8.5.3酶催化297 

第9章电化学测试技术与仪器300 

9.1电化学常用配套设备与技术300 

9.1.1常用电极300 

9.1.2盐桥311 

9.1.3标准电池312 

9.1.4检流计313 

9.1.5万用电表314 

9.1.6电解槽314 

9.1.7导体焊接技术316 

9.2离子迁移数的测定317 

9.3电导及电导率的测量及仪器320 

9.3.1电导的测定320 

9.3.2常用电导率仪321 

9.3.3电导率测定的应用324 

9.4电池电动势的测定328 

9.4.1常用电位差计328 

9.4.2原电池电动势测定的应用332 

9.5电镀、电解和电池技术339 

9.5.1电镀339 

9.5.2电解340 

9.5.3电池制备技术341 

9.5.4超级电容器的工艺流程347 

9.5.5电化学工作站348 

第10章光学测量技术与仪器375 

10.1折射率的测定与应用375 

10.1.1折射率375 

10.1.2阿贝折射仪375 

10.1.3折射率测定的应用 378 

10.2旋光度的测定与应用378 

10.2.1旋光现象和旋光度378 

10.2.2旋光仪基本结构379 

10.2.3旋光仪的测定与应用 383 

10.3分光光度计383 

10.3.1分光光度法基本原理383 

10.3.2分光光度计384 

10.3.3分光光度测定的应用385 

10.4紫外-可见吸收光谱仪385 

10.4.1紫外-可见吸收光谱法385 

10.4.2紫外-可见吸收光谱仪386 

10.4.3紫外-可见吸收光谱法的应用386 

第11章压力的测量与控制388 

11.1大气压测定388 

11.1.1福廷式气压计388 

11.1.2定槽式气压计390 

11.2常压测量仪器391 

11.2.1液柱式压力计391 

11.2.2弹性式压力计391 

11.3真空系统392 

11.3.1真空度分类392 

11.3.2真空的获得与真空泵分类392 

11.3.3真空的测量395 

11.4高压气体钢瓶及其使用399 

11.4.1气体钢瓶的分类399 

11.4.2气体钢瓶的使用400 

11.4.3常用气体钢瓶的外部颜色标志401 

11.4.4氧气减压阀403 

11.5液体饱和蒸气压的测定技术405 

11.5.1静态法405 

11.5.2动态法406 

11.5.3饱和气流法407 

11.5.4Knudsen隙透法409 

11.5.5蒸发率法409 

11.5.6现代蒸气压测量方法409 

11.6分解压的测定及其应用411 

第12章界面化学测量技术与仪器414 

12.1液体表面张力测定方法414 

12.1.1静态法414 

12.1.2半静态法415 

12.1.3动态法416 

12.2固体表面张力的测定方法417 

12.2.1临界表面张力测定法417 

12.2.2熔融外推法417 

12.2.3应力拉伸法417 

12.2.4解理劈裂法417 

12.2.5溶解热法418 

12.2.6估算法418 

12.3接触角测定技术418 

12.3.1固体表面的接触角测定方法418 

12.3.2粉体表面接触角测定方法419 

12.4吸附量测定技术 420 

12.4.1动态法421 

12.4.2静态法421 

12.4.3液相吸附量的测量方法422 

12.5吸附模型确定422 

12.5.1绘制吸附等温线422 

12.5.2确定吸附模型 423 

12.6固体比表面积测定方法——BET法 423 

12.7多孔性物质孔径、孔径分布以及固体表面分维值测定424 

12.7.1平均孔半径r测定 424 

12.7.2孔径分布的简单测定 424 

12.7.3固体表面分维值测定 424 

12.8表面压测定及其应用426 

12.8.1表面压测定 426 

12.8.2利用表面压测物质的摩尔的质量426 

12.9临界胶束浓度的实验测定427 

12.9.1表面张力法 427 

12.9.2电导法 427 

12.9.3增溶法427 

12.9.4光散射法427 

12.10分子截面积测定427 

12.11单分子膜厚度测定428 

第13章胶体大分子体系测量技术与仪器429 

13.1胶体的制备技术429 

13.1.1分散法429 

13.1.2凝聚法429 

13.2溶胶的净化430 

13.3胶体电动电位测定430 

13.3.1宏观电泳法430 

13.3.2微电泳法432 

13.3.3电渗法432 

13.4大分子溶液黏度测定技术432 

13.4.1不同黏度计的介绍432 

13.4.2黏度法测定水溶性高聚物相对分子质量437 

13.5纳米材料制备440 

13.5.1液相法440 

13.5.2气相法441 

13.5.3固相法441 

13.5.4SPD法442 

13.5.5超声场中湿法442 

13.5.6自组装法443 

第14章大型测试仪器简介444 

14.1红外光谱仪444 

14.1.1红外光区的划分444 

14.1.2红外光谱及其谱图特征444 

14.1.3红外光谱的产生条件445 

14.1.4基团特征频率和特征吸收峰445 

14.1.5频率位移的影响因素449 

14.1.6仪器的分类和基本构造451 

14.1.7红外光谱测定技术452 

14.1.8红外光谱图解析步骤453 

14.1.9仪器的使用与维护454 

14.1.10典型例题图谱分析454 

14.2拉曼光谱仪459 

14.2.1瑞利散射和拉曼散射459 

14.2.2拉曼光谱的物理学原理459 

14.2.3拉曼位移的定义460 

14.2.4拉曼光谱图460 

14.2.5拉曼光谱的特征谱带及强度461 

14.2.6拉曼光谱的一些基本特征461 

14.2.7红外光谱与拉曼光谱比较462 

14.2.8拉曼光谱的优缺点463 

14.2.9拉曼光谱仪的介绍464 

14.2.10拉曼光谱仪的操作465 

14.2.11仪器的使用与维护465 

14.2.12谱图解析实例465 

14.3荧光光谱仪469 

14.3.1荧光与磷光的产生过程470 

14.3.2荧光光谱类型471 

14.3.3荧光光谱的特征471 

14.3.4荧光寿命471 

14.3.5荧光量子产率Φ471 

14.3.6荧光与物质分子结构的关系471 

14.3.7影响荧光的环境因素472 

14.3.8荧光光谱仪的主要构造473 

14.3.9样品的准备473 

14.3.10测试步骤473 

14.3.11滤光片以及光路狭缝和扫描速度的选择474 

14.3.12荧光光谱仪的使用与维护474 

14.3.13荧光光谱的应用475 

14.4X射线粉末衍射仪476 

14.4.1X射线衍射的原理477 

14.4.2X射线的产生477 

14.4.3仪器基本构造477 

14.4.4实验参数的选择478 

14.4.5X射线粉末衍射谱图特征480 

14.4.6试样的要求及制备481 

14.4.7仪器操作步骤481 

14.4.8X射线粉末衍射分析的应用482 

14.4.9X射线粉末衍射仪的日常维护和使用487 

14.5扫描电子显微镜487 

14.5.1扫描电子显微镜的工作原理488 

14.5.2扫描电子显微镜的基本结构488 

14.5.3扫描电子显微镜的特点489 

14.5.4扫描电子显微镜的样品制备489 

14.5.5分析测试步骤490 

14.5.6影响电子显微镜影像品质的因素491 

14.5.7仪器的维护和使用491 

14.5.8扫描电子显微镜应用实例491 

14.6透射电子显微镜493 

14.6.1成像原理493 

14.6.2透射电镜的基本结构493 

14.6.3试样的制备494 

14.6.4透射扫描的一般操作步骤495 

14.6.5透射电子显微镜的优缺点496 

14.6.6透射电镜的日常维护与使用496 

14.6.7透射电镜操作注意事项497 

14.6.8透射电镜的应用497 

14.7原子力显微镜498 

14.7.1原子力显微镜的基本原理498 

14.7.2仪器结构499 

14.7.3原子力显微镜的基本工作模式500 

14.7.4原子力显微镜的工作环境500 

14.7.5原子力显微镜的主要特点501 

14.7.6样品的要求501 

14.7.7实验操作步骤502 

14.7.8原子力显微镜的使用与维护502 

14.7.9原理力显微镜的应用503 

第三篇常用数据 

第15章国际单位制507 

15.1国际单位制（SI）基本单位及其定义507 

15.2国际单位制的辅助单位及其定义508 

15.3具有专门名称和符号的国际制导出单位508 

15.4可与国际制单位并用的其他单位509 

15.5一些习惯使用单位与国际制单位的换算509 

15.6构成倍数或分数的国际制词冠510 

第16章基本物理化学常数511 

16.1物理化学常数511 

16.2物理化学中主要物理量符号名称（拉丁文）511 

16.3物理化学中的物理量符号名称（希腊文）513 

16.4水在不同温度下的密度，折射率，黏度，介电常数和离子积常数Kw513 

16.5一些有机化合物的折射率（298.15 K）及温度系数515 

16.6一些常见液体的介电常数515 

16.7一些有机物的黏度522 

16.8常用流体材料的黏度值531 

16.9常见气体的液化温度（沸点）Tb和固化温度（熔点）Tm531 

第17章热化学数据533 

17.1常见有机物、无机物的热力学数据533 

17.1.1常见无机化合物的标准生成焓、标准生成吉布斯自由能、标准熵和等压摩尔热容533 

17.1.2常见有机化合物的标准生成焓、标准生成吉布斯自由能、标准熵556 

17.2其他558 

17.2.1一些无机物的等压摩尔热容与温度的关系558 

17.2.2一些有机物的等压摩尔热容与温度的关系 564 

17.2.3部分有机化合物的标准摩尔燃烧焓（298.15K）566 

17.2.4无机化合物在水中的标准摩尔溶解焓和标准溶解吉布斯自由能567 

17.2.5一些离子在水中的标准摩尔生成焓、标准摩尔生成吉布斯自由能、标准熵和等压摩尔热容568 

17.2.6一些键能数据（298.15K）570 

17.2.7常见物质的饱和蒸气压与温度的关系571 

17.2.8纯水的饱和蒸气压与温度的关系572 

第18章溶液热力学和相平衡热力学数据574 

18.1溶液热力学数据574 

18.1.1不同温度下气体在水中的亨利常数574 

18.1.2常用酸、碱、盐溶液的活度系数（298.15 K）580 

18.1.3稀溶液的依数性常数583 

18.2相平衡数据584 

18.2.1常见有机溶剂间的共沸混合物584 

18.2.2一些溶剂与水形成的二元共沸物584 

18.2.3某些水-盐的最低共熔温度585 

18.2.4部分金属单质的低共熔混合物585 

18.2.5部分无机化合物的共熔586 

18.2.6部分单质气体的临界常数586 

18.2.7某些有机化合物的临界常数588 

18.2.8某些无机化合物的临界常数592 

第19章电化学数据594 

19.1电解质溶液594 

19.1.1常见离子水溶液中无限稀释时的摩尔电导率594 

19.1.2一些电解质水溶液在不同浓度时的摩尔电导率594 

19.1.3不同浓度的KCl溶液在不同温度下的电导率κ5