大学化学及实验PDF电子书下载

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Qv 5

1.3.2 等压反应热Qp 5

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pH 50

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