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第1章 化学反应的基本原理 1

1.1 热化学与能量变化 1

1.1.1 基本概念 1

1.1.2 热力学第一定律 3

1.1.3 化学反应的热效应和焓 3

1.1.4 化学反应的标准摩尔焓变 4

1.2 化学反应进行的方向和吉布斯函数变 6

1.2.1 自发反应与焓变和熵变 6

1.2.2 物质的标准摩尔熵 6

1.2.3 反应的标准摩尔熵变的计算 7

1.2.4 反应自发性的判断和吉布斯函数变 7

1.2.5 反应的标准摩尔吉布斯函数变的计算 8

1.2.6 恒压下温度对反应自发性的影响 10

1.2.7 反应的耦合 11

1.3 化学反应进行的程度和化学平衡 12

1.3.1 化学平衡和平衡常数 12

1.3.2 化学平衡的移动 15

1.4 化学反应进行的快慢和反应速率 15

1.4.1 化学反应速率 16

1.4.2 浓度对化学反应速率的影响 16

1.4.3 温度对化学反应速率的影响 19

习题 20

第2章 溶液与水溶液中的离子平衡 21

2.1 溶液的通性 21

2.1.1 非电解质稀溶液的通性 21

2.1.2 电解质溶液的通性 24

2.2 酸碱质子理论 25

2.2.1 质子酸、质子碱的定义 25

2.2.2 共轭酸碱概念及其相对强弱 25

2.2.3 酸碱反应的实质 26

2.2.4 共轭酸碱解离常数及与K？的关系 27

2.3 弱酸和弱碱的解离平衡 27

2.3.1 一元弱酸、弱碱的解离平衡 27

2.3.2 多元弱酸、弱碱的解离平衡 29

2.4 缓冲溶液 30

2.4.1 同离子效应 30

2.4.2 缓冲溶液 31

2.4.3 缓冲溶液的pH值计算 31

2.4.4 缓冲溶液的配制 32

2.5 酸碱滴定分析法 33

2.5.1 酸碱指示剂的变色范围 34

2.5.2 酸碱滴定曲线 35

2.5.3 酸碱滴定法的应用 38

2.6 沉淀-溶解平衡 40

2.6.1 标准溶度积 40

2.6.2 溶度积和溶解度之间的换算 40

2.6.3 溶度积规则 41

2.6.4 同离子效应 42

2.6.5 溶液的pH值对沉淀-溶解平衡的影响 43

2.6.6 分步沉淀 44

2.6.7 难溶电解质的转化 45

2.7 重量分析法 46

2.7.1 重量分析法的分析过程 46

2.7.2 沉淀条件的选择 47

2.8 多相离子平衡与溶度积 47

2.8.1 溶度积 47

2.8.2 多相离子平衡移动 49

习题 53

第3章 化学热力学基础 56

3.1 热力学第一定律 56

3.1.1 热和功 56

3.1.2 可逆过程与功 58

3.1.3 热力学能 59

3.1.4 热力学第一定律 60

3.2 热化学概论 61

3.2.1 反应进度 61

3.2.2 等压反应热和等容反应热 62

3.2.3 标准状态 64

3.2.4 热化学方程式 64

3.2.5 盖斯定律 65

3.2.6 热效应与温度的关系 65

3.3 热力学第二定律 67

3.3.1 自发过程的不可逆性 67

3.3.2 热力学第二定律 68

3.4 能源与化学 69

3.4.1 能源概述 69

3.4.2 煤、石油、天然气、氢能和燃料电池 70

3.4.3 理想能源——太阳能 74

3.5 化学平衡 76

3.5.1 化学平衡的概念 76

3.5.2 化学平衡常数 77

3.5.3 转化率 79

3.5.4 化学平衡的移动 79

习题 81

第4章 化学反应速率 83

4.1 化学反应速率表示方法及基本理论 83

4.1.1 化学反应速率的定义及表示方法 83

4.1.2 反应速率的实验测定 84

4.1.3 反应历程和基元反应 85

4.1.4 化学反应速率理论 86

4.2 影响化学反应速率的因素 88

4.2.1 浓度对化学反应速率的影响 88

4.2.2 温度对反应速率的影响 89

4.3 速率方程的微积分形式及其特征 92

4.3.1 简单级数反应的速率方程 93

4.3.2 简单级数反应速率方程的确定 97

4.3.3 典型的复合反应 99

4.4 催化反应 103

4.4.1 催化剂和催化反应 103

4.4.2 催化反应的一般机理 104

4.4.3 催化剂的特性 105

习题 105

第5章 物质结构基础 108

5.1 原子结构理论的发展 108

5.2 化学键和分子结构 109

5.2.1 离子键 109

5.2.2 金属键 110

5.2.3 共价键 110

5.3 分子间作用力和氢键 120

5.4 晶体结构 123

5.4.1 离子晶体 123

5.4.2 原子晶体 125

5.4.3 分子晶体 125

5.4.4 金属晶体 126

5.4.5 过渡型晶体 126

习题 127

第6章 氧化还原和电化学 129

6.1 氧化还原反应及滴定法 129

6.1.1 氧化数 129

6.1.2 氧化与还原 129

6.1.3 氧化还原反应方程式的配平 130

6.1.4 氧化还原滴定法 131

6.2 原电池和电极电势 136

6.2.1 原电池 136

6.2.2 原电池的电动势和电极电势 138

6.2.3 标准电极电势 139

6.3 电极电势的应用 141

6.3.1 判断氧化剂和还原剂的强弱 141

6.3.2 判断氧化还原反应进行的方向 142

6.3.3 判断氧化还原反应进行的程度 143

6.3.4 元素的标准电极电势图及其应用 143

6.3.5 水的E？-pH图 144

6.4 电解及其应用 145

6.4.1 电解池的组成和电极反应 146

6.4.2 分解电压 146

6.4.3 电解产物的一般规律 148

6.4.4 电解的应用 148

6.5 金属的腐蚀与防腐 149

6.5.1 化学腐蚀 149

6.5.2 电化学腐蚀 150

6.5.3 金属腐蚀的预防 152

6.6 可逆电池热力学 153

6.6.1 可逆电池 153

6.6.2 可逆电池电动势与吉布斯函数变化的关系 153

6.6.3 可逆电池电动势E与参加反应各组分活度的关系 153

6.6.4 △rSm和△rHm与电动势的关系 154

6.7 影响电极电势的因素 155

6.7.1 浓度对电极电势的影响——电极电势的能斯特方程式 155

6.7.2 pH值对电极电势的影响 156

6.7.3 沉淀和配合物的生成对电极电势的影响 156

6.8 浓差电池 158

6.8.1 电极浓差电池 158

6.8.2 电解质浓差电池 158

6.9 电池电动势测定的应用 159

6.9.1 求难溶盐的标准溶度积 159

6.9.2 pH值的测定 159

习题 160

第7章 单质及无机化合物 162

7.1 主族元素单质的性质 162

7.1.1 单质的晶体结构与物理性质 162

7.1.2 单质的化学性质 165

7.1.3 稀有气体 166

7.2 过渡元素概论 168

7.2.1 过渡元素的通性 168

7.2.2 重要的过渡元素 170

7.3 合金材料 179

7.3.1 合金钢 179

7.3.2 铝合金 180

7.3.3 形状记忆合金 180

7.3.4 非晶态金属合金 181

7.4 无机非金属材料 181

7.4.1 水泥 181

7.4.2 陶瓷 182

7.4.3 玻璃 183

7.4.4 半导体材料 184

习题 184

第8章 高分子化合物 188

8.1 高分子化合物概述 188

8.1.1 高分子化合物的定义 188

8.1.2 高分子化合物的分类 188

8.1.3 高分子化合物的特性 188

8.1.4 加聚反应和缩聚反应 188

8.2 高分子化合物的合成 189

8.2.1 塑料 189

8.2.2 合成纤维 192

8.2.3 合成橡胶 193

8.3 高分子溶液 194

8.3.1 渗透压与唐南平衡 194

8.3.2 高分子溶液的黏度 195

8.4 重要高分子材料 196

8.4.1 高分子化合物 196

8.4.2 塑料 197

8.4.3 橡胶 199

8.4.4 纤维 199

8.4.5 胶粘剂 201

8.4.6 涂料 201

8.4.7 功能高分子材料 202

习题 203

第9章 材料与化学 204

9.1 金属材料 204

9.1.1 形状记忆合金 204

9.1.2 储氢合金 205

9.1.3 非晶态合金 207

9.2 无机非金属材料 208

9.2.1 精细陶瓷 208

9.2.2 光学材料 211

9.2.3 半导体材料 213

9.3 高分子材料 214

9.4 复合材料 217

9.5 纳米材料 219

习题 221

第10章 环境与化学 222

10.1 大气污染及其防治 222

10.1.1 大气的组成 222

10.1.2 大气的污染物 222

10.1.3 大气污染的防治 226

10.2 水体污染及其防治 228

10.2.1 水体与水体污染 228

10.2.2 水体污染的防治 230

10.3 土壤污染及其防治 231

10.3.1 土壤的主要污染物 232

10.3.2 土壤污染的防治 232

10.4 环境保护与可持续发展战略 233

习题 234

附录 235

参考文献 244