本书是新能源（能源化学）战略性新兴领域教材。全书重点阐述物理化学的基本原理和研究方法，并介绍了与能源领域相关的应用研究内容。全书共九章，包括气体的性质、热力学基础、多组分系统热力学、化学平衡、电化学、相平衡、胶体与界面化学、统计热力学初步、化学动力学基础。与本书配套的数字化资源有电子课件、拓展阅读、习题答案等。
本书可作为高等学校化工类、能源类、材料类等专业的教学用书，也可供其他相关专业使用，并可作为科研和工程技术人员的参考用书。
前辅文 绪论 0.1 物理化学的主要内容及知识体系 0.1.1 化学热力学 0.1.2 化学反应动力学 0.1.3 统计热力学 0.2 物理化学在新能源领域的应用 第一章 气体的性质 1.1 理想气体 1.1.1 理想气体状态方程 1.1.2 理想气体混合物 1.2 真实气体 1.2.1 真实气体的性质 1.2.2 范德瓦耳斯方程 1.2.3 对应状态原理 1.2.4 普遍化压缩因子图 1.3 超临界流体在能源领域的应用 1.3.1 超临界流体的性质 1.3.2 超临界CO2太阳能热发电技术 1.3.3 超临界水气化制氢及超临界储氢技术 1.3.4 超临界流体在石油加工中的应用 思考题 习题 第二章 热力学基础 2.1 热力学基本概念 2.1.1 系统和环境 2.7.2 状态和状态函数 2.1.3 过程与途径 2.2 热力学第一定律 2.2.1 热与功 2.2.2 热力学能 2.2.3 热力学第一定律 2.3 热力学第一定律的应用 2.3.1 恒容热 2.3.2 恒压热和始 2.3.3 pVT变化过程热力学第一定律的应用 2.3.4 相变过程热力学第一定律的应用 2.3.5 化学反应过程热力学第一定律的应用 2.4 热力学第二定律 2.4.1 热力学第二定律 2.4.2 卡诺循环和卡诺定理 2.5 熵及熵判据 2.5.1 熵的引出 2.5.2 克劳修斯不等式 2.5.3 嫡增原理及熵判据 2.5.4 熵变的计算 2.6 亥姆霍兹函数和吉布斯函数 2.6.1 亥姆霍兹函数判据 2.6.2 吉布斯函数判据 2.6.3 ΔA和ΔG的计算 2.7 热力学基本方程及应用 2.7.1 热力学基本方程 2.7.2 克拉佩龙方程 思考题 习题 第三章 多组分系统热力学 3.1 多组分系统 3.1.1 混合物、溶液 3.1.2 多组分系统组成表示 3.2 偏摩尔量 3.3 化学势及多组分系统热力学方程 3.3.1 化学势 3.3.2 多组分系统热力学方程 3.3.3 化学势判据 3.4 气体化学势与逸度 3.4.1 理想气体化学势 3.4.2 真实气体化学势、逸度 3.5 稀溶液中的两个经验定律 3.5.1 拉乌尔定律 3.5.2 亨利定律 3.6 液态混合物的化学势与活度 3.6.1 理想液态混合物(理想混合物) 3.6.2 理想液态混合物中各组分化学势 3.6.3 真实液态混合物的化学势、活度 3.7 稀溶液的化学势 3.7.1 理想稀溶液 3.7.2 理想稀溶液中各组分的化学势 3.7.3 真实稀溶液的化学势 3.7.4 电解质溶液的化学势 3.8 多组分系统的化学势总结 3.9 稀溶液的依数性 思考题 习题 第四章 化学平衡 4.1 化学反应的方向和限度 4.2 理想气体反应的等温方程和标准平衡常数 4.2.1 理想气体反应的等温方程 4.2.2 标准平衡常数 4.2.3 理想气体反应的标准平衡常数 4.3 各类反应的等温方程和标准平衡常数 4.3.1 各类反应的等温方程 4.3.2 各类反应的标准平衡常数 4.4 标准平衡常数的计算与测定 4.4.1 标准平衡常数的计算 4.4.2 标准平衡常数的测定 4.4.3 平衡组成的计算 4.5 温度对标准平衡常数的影响 4.6 各种因素对理想气体反应平衡移动的影响 4.6.1 压力对理想气体反应平衡移动的影响 4.6.2 惰性气体对理想气体反应平衡移动的影响 4.7 同时反应的化学平衡 4.8 化学反应热力学分析 4.8.1 液态有机储氩技术 4.8.2 丙烷脱氢制丙烯反应 思考题 习题 第五章 电化学 5.1 电化学与热化学的区别 5.2 电化学反应吉布斯函数 5.2.1 电解质溶液的活度及活度因子 5.2.2 德拜-休克尔极限公式 5.2.3 电化学反应吉布斯函数的计算 5.3 原电池装置及其工作原理 5.3.1 原电池装置 5.3.2 电极反应 5.3.3 原电池电动势的产生原理 5.4 电池与电极的种类 5.4.1 电池和电极符号的表达 5.4.2 电池种类 5.4.3 电极种类及其电极反应 5.4.4 电池反应 5.5 原电池的设计 5.5.1 氧化还原反应 5.5.2 中和反应和沉淀反应 5.5.3 扩散过程 5.6 原电池电动势的计算与应用 5.6.1 可逆电池 5.6.2 能斯特方程 5.6.3 电极电势 5.6.4 电池电动势的计算 5.6.5 电池电动势的测定 5.6.6 电池电动势的应用 5.7 电解质溶液 5.7.1 法拉第定律 5.7.2 离子的电迁移和离子迁移数 5.7.3 电导 5.7.4 摩尔电导率 5.7.5 离子独立运动定律 5.7.6 电导测定的应用 5.8 电解与极化 5.8.1 分解电压 5.8.2 极化与极化电势 5.8.3 极化电势的应用 5.9 金属的电化学腐蚀与防护 5.9.1 金属的电化学腐蚀 5.9.2 金属的防腐 5.10 电解水制氢 5.10.1 电解水析氢概述 5.10.2 析氩反应(HER)机理 5.10.3 析氧反应(OER)机理 5.10.4 电解水制氲的技术及应用 思考题 习题 第六章 相平衡 6.1 相律 6.1.1 基本概念 6.1.2 相律 6.2 单组分系统相图 6.3 二组分系统的气-液平衡相图 6.3.1 二组分理想液态混合物系统的气-液平衡相图 6.3.2 精馏原理 6.3.3 二组分真实液态混合物系统的气-液平衡相图 6.3.4 二组分液态部分互溶系统的气-液平衡相图 6.3.5 二组分液态完全不互溶系统的气-液平衡相图 6.4 二组分系统的液-固平衡相图 6.4.1 固态完全不互溶系统的简单低共熔相图 6.4.2 形成化合物的液-固平衡相图 6.4.3 二组分固态互溶系统的液-固平衡相图 6.5 三组分系统液-液平衡相图 6.6 相平衡关系在单元操作过程中的应用 6.6.1 蒸馏过程的相平衡关系应用 6.6.2 萃取过程的相平衡关系应用 思考题 习题 第七章 胶体与界面化学 7.1 表面张力及表面热力学 7.1.1 表面张力和表面吉布斯函数 7.1.2 表面热力学 7.1.3 影响表面张力的因素 7.2 弯曲液面的附加压力和蒸气压 7.2.1 弯曲液面的附加压力 7.2.2 弯曲液面的饱和蒸气压 7.2.3 亚稳状态 7.3 固体表面的吸附 7.3.1 物理吸附和化学吸附 7.3.2 吸附等温线和吸附等温式 7.4 液-固界面的润湿现象 7.4.1 接触角和杨氏方程 7.4.2 润湿现象 7.5 溶液表面的吸附 7.5.1 溶液表面的吸附现象 7.5.2 表面过剩和吉布斯吸附等温式 7.5.3 表面活性剂 7.6 分散系统及其分类 7.7 溶胶的制备 7.8 溶胶的性质 7.8.1 溶胶的光学性质 7.8.2 溶胶的动力性质 7.8.3 溶胶的电学性质 7.8.4 溶胶的稳定性和聚沉 7.9 乳状液、泡沫和凝胶 7.9.1 乳状液 7.9.2 泡沫 7.9.3 凝胶 7.10 胶体与界面化学在能源领域中的应用 7.10.1 胶体与界面化学在石油领域中的应用 7.10.2 胶体与界面化学在能源转换中的应用 思考题 习题 第八章 统计热力学初步 8.1 能级分布与系统的微态数 8.1.1 独立定域子系统 8.1.2 独立离域子系统 8.2 玻耳兹曼分布及配分函数 8.2.1 最概然分布 8.2.2 玻耳兹曼分布 8.2.3 粒子的配分函数 8.3 配分函数的计算 8.3.1 粒子的能量与配分函数的析因子性质 8.3.2 平动配分函数的计算 8.3.3 转动配分函数的计算 8.3.4 振动配分函数的计算 8.3.5 电子运动与核运动配分函数的计算 8.4 宏观系统热力学函数的计算 8.4.1 热力学能与配分函数的关系 8.4.2 热力学能的求算 8.4.3 熵与配分函数的关系 8.4.4 统计熵的计算 8.5 H、A、G与配分函数的关系思考题 习题 第九章 化学动力学基础 9.1 化学动力学的基本概念 9.1.1 化学反应速率的定义 9.1.2 基元反应与非基元反应 9.1.3 化学反应的速率方程 9.2 简单级数反应速率方程及特点 9.2.1 零级反应 9.2.2 一级反应 9.2.3 二级反应 9.2.4 n级反应 9.3 速率方程的确定 9.3.1 尝试法(积分法) 9.3.2 半衰期法 9.3.3 微分法 9.3.4 隔离法 9.4 反应速率与温度、活化能的关系 9.4.1 温度对反应速率的影响 9.4.2 活化能 9.5 反应速率理论 9.5.1 碰撞理论 9.5.2 过渡态理论 9.5.3 单分子理论 9.6 几种典型的复杂反应 9.6.1 对行反应 9.6.2 连串反应 9.6.3 平行反应 9.7 反应机理与反应速率的近似处理方法 9.7.1 平衡态近似法 9.7.2 稳态近似法 9.8 不同类型反应的动力学 9.8.1 链反应 9.8.2 光化学反应 9.8.3 催化反应 9.9 反应动力学的应用实例解析 9.9.1 生物质、煤和油页岩的热解反应动力学 9.9.2 丙烷脱氩反应微观反应动力学的研究 思考题 习题 附录 参考书目
