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第1章 化学热力学1

1.1 基本概念1

1.1.1 系统和环境1

1.1.2 相和态2

1.1.3 状态与状态函数3

1.1.4 系统的性质3

1.2 热力学第一定律4

1.2.1 热力学第一定律的内容4

1.2.2 功和热5

1.3 化学反应的热效应5

1.3.1 等容反应热Qv5

1.3.2 等压反应热Qp5

1.3.3 焓6

1.3.4 热力学标准态8

1.3.5 热化学反应方程式8

1.3.6 单质和化合物的标准（摩尔）生成焓8

1.3.7 化学反应标准（摩尔）焓变的计算9

1.3.8 应用12

1.4 化学反应进行的方向12

1.4.1 焓变与化学反应进行的方向13

1.4.2 熵变与化学反应进行的方向14

1.4.3 功与化学反应进行的方向16

1.4.4 吉布斯函数变与化学反应进行的方向17

1.5 化学反应的限度——化学平衡22

1.5.1 平衡常数23

1.5.2 标准平衡常数的计算25

1.5.3 化学平衡的移动——影响化学平衡的因素27

思考题与习题29

第2章 化学反应动力学33

2.1 化学反应速率33

2.1.1 化学反应进度33

2.1.2 化学反应速率的表示和测定34

2.2 影响化学反应速率的因素35

2.2.1 浓度对化学反应速率的影响36

2.2.2 温度对化学反应速率的影响39

2.2.3 反应速率理论41

2.2.4 催化剂对化学反应速率的影响43

思考题与习题44

第3章 溶液中离子平衡46

3.1 酸碱理论46

3.1.1 酸碱电离理论46

3.1.2 酸碱质子理论46

3.1.3 酸碱电子理论49

3.2 酸碱电离平衡50

3.2.1 水的离子积50

3.2.2 溶液的pH50

3.3 热力学与弱电解质的电离平衡51

3.3.1 一元弱酸弱碱的解离平衡51

3.3.2 多元弱酸弱碱的解离平衡54

3.4 缓冲溶液55

3.4.1 缓冲溶液作用原理55

3.4.2 缓冲溶液的组成、类型55

3.4.3 缓冲溶液pH的计算56

3.4.4 缓冲溶液的若干性质58

3.5 沉淀溶解平衡64

3.5.1 难溶电解质的溶度积和溶度积规则65

3.5.2 沉淀的生成67

思考题与习题72

第4章 氧化还原反应与电化学74

4.1 原电池75

4.1.1 原电池的组成75

4.1.2 电极76

4.2 电极电势77

4.2.1 电极电势的产生77

4.2.2 电极电势的确定78

4.3 能斯特方程78

4.3.1 电极电势的计算78

4.3.2 原电池电动势的计算79

4.4 电极电势的应用79

4.4.1 判断氧化剂、还原剂的相对强弱79

4.4.2 判断氧化还原反应进行的方向80

4.4.3 计算氧化还原反应进行的程度80

4.4.4 元素电势图及其应用81

4.5 化学电源83

4.5.1 干电池83

4.5.2 蓄电池84

4.5.3 燃料电池84

4.5.4 废电池的污染84

4.6 电解及其应用85

4.6.1 电解85

4.6.2 电镀86

4.6.3 电抛光88

4.6.4 阳极氧化88

4.7 腐蚀与防护89

4.7.1 金属的腐蚀89

4.7.2 金属的防护95

思考题与习题101

第5章 物质结构基础104

5.1 原子结构与周期系104

5.1.1 近代物质结构理论104

5.1.2 单电子原子的波函数与原子轨道110

5.1.3 核外电子排布及元素周期律117

5.1.4 元素性质的周期性122

5.2 化学键和分子结构128

5.2.1 价键理论129

5.2.2 杂化轨道理论132

5.2.3 价层电子对互斥理论136

5.2.4 分子轨道理论140

5.3 分子间力与氢键148

5.3.1 分子的极性和变形性148

5.3.2 分子间作用力150

5.3.3 氢键154

5.4 晶体结构基础156

5.4.1 晶体的特征156

5.4.2 晶体的微观结构157

5.4.3 晶体的分类158

思考题与习题163

第6章 重要元素及化合物167

6.1 s区元素及其化合物167

6.1.1 s区元素概述167

6.1.2 氢167

6.1.3 碱金属168

6.1.4 碱土金属及其化合物170

6.2 p区元素及其化合物171

6.2.1 p区元素概述171

6.2.2 硼族元素172

6.2.3 碳族元素173

6.2.4 氮族元素175

6.2.5 氧族元素179

6.2.6 卤族元素181

6.2.7 稀有气体184

6.3 ds区元素及其化合物185

6.3.1 ds区元素概述185

6.3.2 铜族元素185

6.3.3 锌族元素188

6.4 d区元素及其化合物189

6.4.1 d区元素概述189

6.4.2 锰族元素190

6.4.3 铁系元素192

6.5 f区元素及其化合物194

6.5.1 镧系元素194

6.5.2 锕系元素195

思考题与习题195

第7章 化学中常见的分离、分析方法196

7.1 分析化学简介196

7.1.1 分析化学的任务和作用196

7.1.2 分析方法的分类197

7.1.3 分析方法的选择199

7.1.4 分析化学的发展200

7.2 分析过程概述201

7.2.1 试样的采集与制备201

7.2.2 试样的预处理202

7.2.3 测定和分析结果的计算与评价207

思考题208

第8章 化学与生活209

8.1 药物化学209

8.1.1 中药209

8.1.2 西药211

8.2 洗涤用品化学214

8.2.1 洗涤过程214

8.2.2 表面活性剂215

8.2.3 洗涤剂中的助剂216

8.3 化妆品化学217

8.3.1 表面活性剂219

8.3.2 基质材料221

8.3.3 保湿剂221

8.3.4 防晒剂222

8.3.5 美白剂222

8.3.6 抗氧化剂223

8.3.7 防腐剂223

8.3.8 营养剂223

8.3.9 感官性添加剂224

8.3.10 着色剂225

8.3.11 化妆品中化学物质的危害性225

思考题226

第9章 化学与材料228

9.1 引言228

9.1.1 材料的发展概况228

9.1.2 材料的分类230

9.2 金属材料230

9.2.1 概述230

9.2.2 金属单质231

9.2.3 合金231

9.3 无机非金属材料235

9.3.1 概述235

9.3.2 重要的无机非金属材料及其应用235

9.4 有机高分子材料239

9.4.1 概述239

9.4.2 重要的有机高分子材料及其应用240

9.5 复合材料243

9.5.1 概述243

9.5.2 复合材料的分类243

9.5.3 重要的复合材料及其应用244

思考题246

第10章 化学与能源248

10.1 能源的分类248

10.2 化石燃料249

10.2.1 煤炭250

10.2.2 石油和天然气253

10.3 新能源255

10.3.1 核能255

10.3.2 氢能259

10.3.3 太阳能260

10.3.4 生物质能261

思考题264

第11章 化学与环境保护265

11.1 环境概述265

11.1.1 环境与环境污染265

11.1.2 环境污染物266

11.1.3 环境化学267

11.2 空气污染及其防治268

11.2.1 大气组分的源、汇和气体循环268

11.2.2 大气污染物268

11.2.3 常见的大气污染及其防治268

11.3 水污染及其防治271

11.3.1 水资源概述271

11.3.2 水体污染271

11.3.3 水资源保护273

11.4 土壤污染及其防治274

11.4.1 土壤概述274

11.4.2 土壤污染化学275

11.4.3 土壤污染的控制和消除276

思考题279

第12章 化学与生命280

12.1 重要的生命体有机化合物280

12.1.1 糖类——基础营养的提供者280

12.1.2 蛋白质——特定功能的载荷者282

12.1.3 酶288

12.1.4 核酸——遗传密码的携带者289

12.2 基因和遗传信息的传递291

12.3 细胞膜——生物体的“海关”292

12.4 化学元素与人体健康293

12.4.1 生物体内化学元素的分类294

12.4.2 几种必需元素的主要功能295

12.4.3 化学元素与健康298

思考题300

第13章 化学实验基础知识302

13.1 化学实验和实验室规则302

13.1.1 化学实验规则302

13.1.2 实验室安全知识302

13.1.3 实验室事故的处理和急救常识303

13.1.4 实验室废物处理304

13.2 常用器皿及用具304

13.2.1 化学实验常用仪器介绍304

13.2.2 微型化学实验及仪器介绍310

13.3 化学实验试剂一般知识312

13.3.1 化学试剂的分类312

13.3.2 化学试剂的储存313

13.3.3 试剂的配制314

13.4 试纸、指示剂、滤纸315

13.4.1 试纸315

13.4.2 指示剂315

13.4.3 滤纸318

13.5 实验室用水319

13.6 化学实验误差和数据处理319

13.6.1 测量误差及其分类319

13.6.2 误差表示方法320

13.6.3 系统误差的发现与消除320

13.6.4 过失误差的发现与消除321

13.7 实验数据记录、分析结果的表示及实验报告的一般要求322

13.7.1 实验记录322

13.7.2 实验结果的表示方法323

13.7.3 实验报告的基本格式324

第14章 化学实验的基本操作326

14.1 玻璃仪器的洗涤和干燥326

14.1.1 洗涤方法326

14.1.2 仪器的干燥方法327

14.2 加热、冷却与搅拌327

14.2.1 加热仪器327

14.2.2 热浴328

14.2.3 加热操作与温度测量328

14.2.4 冷却方法329

14.3 试剂的取用329

14.3.1 固体药品的取用330

14.3.2 液体药品的取用330

14.4 玻璃量器的基本操作330

14.4.1 滴定管330

14.4.2 移液管和吸量管333

14.5 称量334

14.5.1 台秤335

14.5.2 分析天平335

14.5.3 称量方法336

14.6 分离与提纯337

14.6.1 溶解与结晶337

14.6.2 沉淀分离338

14.6.3 化学实验中常用的分离技术342

14.7 化学实验中常用的精密仪器342

14.7.1 酸度计342

14.7.2 DDS—11D型电导率仪344

第15章 大学化学实验346

15.1 基础实验346

实验1 化学平衡与反应速率346

实验2 乙酸解离度和解离常数的测定352

实验3 硫酸亚铁铵的制备及组成分析357

实验4 摩尔气体常量的测定360

实验5 热化学实验362

实验6 酸碱平衡、沉淀溶解平衡367

实验7 氧化还原反应371

实验8 配合物的制备、性质和配位数的测定374

15.2 综合实验378

实验9 络合反应在文物表面沉淀和锈蚀物清洗中的应用378

实验10 凝固点下降法测定相对分子质量381

实验11 碳酸钠的制备及其总碱度的测定383

15.3 设计实验387

实验12 废干电池的综合利用387

实验13 水处理絮凝剂——聚碱式氯化铝的制备390

实验14 废含钼催化剂中钼的化学回收391

参考文献392

附录393

附录1 一些基本物理常数393

附录2 常见物质的标准摩尔生成焓、标准摩尔生成吉布斯函数及标准摩尔熵（298.15K）393

附录3 弱酸在水中的解离常数（298.15K）398

附录4 弱碱在水中的解离常数（298.15K）400

附录5 金属离子与EDTA配合物的lgK？f（298.15K）401

附录6 标准电极电势表（298.15K）401

附录7 部分氧化还原电对的条件电极电势（298.15K）404

附录8 难溶化合物的溶度积常数（298.15K）407