导语

  

内容提要

  

    《高等物理化学》主要是针对化工、应用化学、材料等专业硕士研究生教学和科研需要而编写的，内容由本科阶段的平衡态热力学扩展到非平衡态热力学；由宏观动力学扩展到多相催化动力学、相变动力学等，由传统的宏观系统热力学研究方法扩展到统计热力学研究方法。具体内容包括：热力学基础、非平衡态热力学、统计热力学基础、相变过程的热力学和动力学、化学反应动力学基础、多相催化反应动力学、物理化学前沿应用如纳米材料与电化学储能器件等内容。既涵盖基本知识和理论及应用，也包括前沿研究应用内容，具有较广泛的适用性。
    本书可作为高等工科院校化工及材料、应用化学、冶金等专业的参考教材，也可供相关专业师生和科研工作者学习高等物理化学时参考使用。

第1章  热力学基础
  1.1  热力学系统的宏观描述
    1.1.1  热力学系统及其分类
    1.1.2  描述热力学系统的状态参量
    1.1.3  平衡态与非平衡态
    1.1.4  热力学过程
  1.2  热力学第零定律
  1.3  热力学第一定律
    1.3.1  热力学能、功、热
    1.3.2  热力学第一定律的表述
  1.4  热力学第二定律
    1.4.1  热力学第二定律的经典表述
    1.4.2  热力学第二定律的熵表述
    1.4.3  热力学第二定律的统计表述
  1.5  热力学第三定律
  1.6  变化的方向和平衡条件
    1.6.1  熵判据
    1.6.2  Helmholtz函数判据
    1.6.3  Gibbs函数判据
  1.7  热力学函数基本关系式
    1.7.1  热力学基本方程
    1.7.2  对应系数方程
    1.7.3  麦克斯韦方程
    1.7.4  麦克斯韦方程的简单应用
    1.7.5  Gibbs-Helmholtz方程（吉-亥方程）
  1.8  基本热力学函数的确定
    1.8.1  以T,V为态变量
    1.8.2  以T,p为态变量
  1.9  特性函数
    1.9.1  以T,V为独立变量——亥姆霍兹函数A（T,V）
    1.9.2  以T,p为独立变量——吉布斯函数G（T,p）
    1.9.3  液体表面系统
  练习题
  参考文献
第2章  非平衡态热力学
  2.1  热力学从平衡态向非平衡态的发展
    2.1.1  经典热力学的困惑
    2.1.2  热力学发展的三个阶段
  2.2  非平衡态热力学基础
    2.2.1  局域平衡假设
    2.2.2  稳定态和平衡态
    2.2.3  热力学过程的流和力
    2.2.4  非平衡态的线性区和非线性区
  2.3  线性非平衡态热力学
    2.3.1  熵流与熵产生
    2.3.2  熵产生速率的基本方程
    2.3.3  线性关系中唯象系数的性质
    2.3.4  最小熵产生原理
  2.4  非线性非平衡态热力学
    2.4.1  有序和无序
    2.4.2  耗散结构
    2.4.3  耗散结构理论的不足
  练习题
  参考文献
第3章  统计热力学基础
  3.1  概论
    3.1.1  统计热力学的研究内容和方法
    3.1.2  统计系统的分类
    3.1.3  粒子的微观状态
    3.1.4  统计热力学的基本假定和最概然分布
  3.2  玻耳兹曼定理与摘取最大项法
    3.2.1  玻耳兹曼定理
    3.2.2  摘取最大项法
  3.3  分子各种运动形式的能级公式
    3.3.1  平动能级
    3.3.2  双原子分子转动能级
    3.3.3  双原子分子振动能级
    3.3.4  电子和核运动能级
    3.3.5  分子能级
  3.4  麦克斯韦-玻耳兹曼分布
    3.4.1  定域子系统的最概然分布
    3.4.2  斯特林（Stirling）近似公式和玻尔兹曼分布推导
    3.4.3  离域子系统的最概然分布
    3.4.4  玻耳兹曼分布的数学表达式
  3.5  分子配分函数
    3.5.1  配分函数的定义
    3.5.2  配分函数的析因子性质
    3.5.3  能量标度零点的选择与配分函数的关系
  3.6  分子配分函数的计算和应用
    3.6.1  分子配分函数的计算
    3.6.2  分子的全配分函数与热力学函数的关系
  3.7  统计热力学原理对理想气体的应用
    3.7.1  理想气体的熵的计算
    3.7.2  理想气体的标准摩尔热容的计算
    3.7.3  理想气体的基本热力学特征
    3.7.4  理想气体反应平衡常数的计算
  练习题
  参考文献
第4章  相变过程的热力学和动力学
  4.1  相变的分类
    4.1.1  按热力学分类
    4.1.2  按相变方式分类
    4.1.3  按质点迁移特征分类
    4.1.4  马氏体相变
    4.1.5  有序-无序转变
  4.2  相变过程的热力学条件
    4.2.1  相变过程的不平衡状态及亚稳定状态
    4.2.2  相变过程的推动力
  4.3  液-固相变过程动力学
    4.3.1  晶核形成的动力学
    4.3.2  晶体生长过程动力学
    4.3.3  析晶过程的影响因素
    4.3.4  玻璃的析晶
  练习题
  参考文献
第5章  化学反应动力学基础
  5.1  基本概念
    5.1.1  化学反应速率的表示
    5.1.2  质量作用定律
  5.2  简单反应级数的速率方程及其确定
    5.2.1  简单反应级数的速率方程
    5.2.2  速率方程的确定
  5.3  典型复合反应及速率方程的近似处理方法
    5.3.1  平行、对行和连串反应
    5.3.2  稳态近似法和平衡态近似法
  5.4  化学反应动力学理论
    5.4.1  阿伦尼乌斯理论
    5.4.2  碰撞理论
    5.4.3  过渡态理论
  练习题
  参考文献
第6章  多相催化反应动力学
  6.1  多相催化基础
    6.1.1  转化数和转化频率
    6.1.2  多相催化反应的基本步骤
    6.1.3  扩散
    6.1.4  吸附与多相催化
  6.2  吸附等温式及吸附热
    6.2.1  理想吸附等温式
    6.2.2  非理想吸附等温式
  6.3  表面反应动力学
    6.3.1  表面反应为决速步骤
    6.3.2  反应物的吸附为决速步骤
    6.3.3  无决速步骤
  6.4  扩散动力学
    6.4.1  内扩散限制效应
    6.4.2  外扩散限制效应
    6.4.3  内外扩散限制的测定和消除
    6.4.4  多相催化反应动力学方程建立过程举例
  6.5  光催化和酶催化反应动力学
    6.5.1  光催化反应动力学
    6.5.2  酶催化反应动力学
  练习题
  参考文献
第7章  纳米材料
  7.1  纳米材料的分类和特点
    7.1.1  纳米材料的分类
    7.1.2  纳米材料的特点
  7.2  纳米材料的制备方法
    7.2.1  化学气相沉积法
    7.2.2  沉淀法
    7.2.3  喷雾法
    7.2.4  水热法
    7.2.5  溶胶-凝胶法
    7.2.6  微乳液法
  7.3  物理化学方法在纳米材料水处理研究中的应用
    7.3.1  动力学方法的应用
    7.3.2  热力学方法的应用
  练习题
  参考文献
第8章  电化学储能器件
  8.1  电化学储能器件简介
  8.2  超级电容器分类、工作原理及性能特点
    8.2.1  超级电容器分类
    8.2.2  超级电容器工作原理
    8.2.3  超级电容器性能特点
  8.3  超级电容器电极材料
    8.3.1  碳材料
    8.3.2  金属化合物材料
    8.3.3  导电聚合物材料
    8.3.4  复合电极材料
  8.4  超级电容器电解液
    8.4.1  水系电解液
    8.4.2  有机电解液
    8.4.3  离子液体
  8.5  超级电容器应用
    8.5.1  消费类电子产品
    8.5.2  电动汽车
    8.5.3  国防军事
  8.6  锂离子电池原理、特点及分类
    8.6.1  锂离子电池工作原理
    8.6.2  锂离子电池特点及分类
    8.6.3  锂离子电池组成与材料
  8.7  锂离子电池正极材料
    8.7.1  层状结构正极材料
    8.7.2  尖晶石结构正极材料
    8.7.3  橄榄石结构磷酸盐正极材料
    8.7.4  其它类型的正极材料
  8.8  锂离子电池负极材料
    8.8.1  碳材料
    8.8.2  合金材料
    8.8.3  过渡金属氧化物
    8.8.4  金属盐
  8.9  锂离子电池电解液
    8.9.1  有机溶剂
    8.9.2  锂盐
    8.9.3  功能性添加剂
  8.10  锂离子电池隔膜
  8.11  锂离子电池应用
    8.11.1  消费类电子产品
    8.11.2  动力锂离子电池
    8.11.3  储能锂离子电池
  8.12  常用电化学测试方法
    8.12.1  恒电流充放电法
    8.12.2  循环伏安法
    8.12.3  交流阻抗法
  练习题
  参考文献