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第1章 绪论 1

1.1概述 1

1.1.1化学的起源、研究对象及学科地位 1

1.1.2化学变化的基本特征 2

1.1.3化学的基础分支学科 2

1.1.4化学带来的问题与未来发展趋势 6

1.2无机及分析化学课程的基本内容和任务 6

1.2.1基本内容 6

1.2.2任务 6

1.3本课程与环境和材料工程类各专业的联系 6

1.4无机及分析化学课程的学习方法 7

［阅读材料］理工科大学新生怎样自主学习 8

思考题 8

第2章 化学反应中的能量变化 9

2.1概念与术语 9

2.1.1系统与环境 9

2.1.2过程与途径 9

2.1.3状态与状态函数 9

2.1.4热Q和功W 10

2.1.5热力学能U和焓H 10

2.2热化学 11

2.2.1化学反应中的能量变化——反应热（反应热效应） 11

2.2.2热化学反应方程式 12

2.2.3热化学定律 13

2.2.4标准摩尔生成焓△f H？ m及标准摩尔燃烧焓△c H? m 14

2.3化学反应热效应的理论计算 15

2.3.1利用标准摩尔生成焓的数据计算 15

2.3.2利用标准摩尔燃烧焓的数据计算 15

2.3.3利用标准摩尔生成焓或标准摩尔反应焓变数据，根据盖斯定律计算 15

［阅读材料］锂离子电池中的热效应 16

思考题与习题 17

第3章 化学反应的基本原理 18

3.1化学反应的自发性及其判断 18

3.1.1自发过程及其特点 18

3.1.2自然界的两条基本定律 18

3.1.3混乱度与熵的概念 19

3.1.4焓变判据和熵变判据 20

3.1.5摩尔反应吉布斯自由能变和化学反应的方向 20

3.1.6吉布斯方程的应用 22

3.2化学反应的限度——化学平衡 23

3.2.1可逆反应与化学平衡 23

3.2.2分压定律和化学平衡常数 24

3.2.3吉布斯自由能变与标准平衡常数 27

3.2.4化学平衡的移动 29

3.3化学反应的速率 30

3.3.1化学反应速率及表示方法 30

3.3.2反应速率理论简介 31

3.3.3影响化学反应速率的因素 34

［阅读材料］光化学反应与光催化剂 36

思考题与习题 36

第4章 定量分析基础 39

4.1分析化学的定义、历史、任务和作用 39

4.2定量分析方法的分类与选择 39

4.2.1化学分析方法 39

4.2.2仪器分析方法 40

4.3定量分析的过程及分析结果的表示 41

4.3.1分析化学过程 41

4.3.2定量分析结果的表示 41

4.4定量分析中的误差 42

4.4.1准确度和精密度 42

4.4.2定量分析误差产生的原因 44

4.4.3提高分析结果准确度的方法 45

4.5有效数字的运算规则 46

4.5.1有效数字 46

4.5.2有效数字的运算规则 46

4.6有限实验数据的统计处理 47

4.7滴定分析法概述 49

4.7.1滴定分析法的特点 49

4.7.2滴定分析对化学反应的要求和滴定方式 50

4.7.3基准物质和标准溶液 51

4.7.4滴定分析的计算 51

［阅读材料］以数理统计法对化学分析中实验数据差异性的研究 52

思考题与习题 53

第5章 酸碱平衡与酸碱滴定法 56

5.1经典酸碱理论 56

5.2酸碱质子理论 56

5.2.1共轭酸碱 56

5.2.2酸碱反应 57

5.3弱酸、弱碱解离平衡 57

5.3.1一元弱酸、弱碱的解离平衡 57

5.3.2多元弱酸、弱碱的解离平衡 58

5.3.3同离子效应和盐效应 58

5.3.4共轭酸碱对的K？ a与K？ a的关系 58

5.4酸碱平衡体系中有关组分浓度的计算 59

5.4.1分布系数与分布曲线 60

5.4.2溶液酸度的计算 61

5.5酸碱缓冲溶液 64

5.5.1酸碱缓冲溶液的作用原理 65

5.5.2酸碱缓冲溶液的pH计算 65

5.5.3缓冲容量和缓冲范围 66

5.5.4缓冲溶液的配制 66

5.6酸碱滴定法 66

5.6.1酸碱指示剂 66

5.6.2酸碱滴定法的基本原理 69

5.7酸碱滴定法的应用 74

5.7.1酸碱标准溶液的配制与标定 74

5.7.2应用实例 74

［阅读材料］酸碱滴定分析在聚酰胺-胺表征中的应用 77

思考题与习题 79

第6章 沉淀-溶解平衡与沉淀滴定法 83

6.1难溶电解质的溶度积和溶度积规则 83

6.1.1难溶电解质的溶度积 83

6.1.2溶解度和溶度积的相互换算 83

6.1.3溶度积规则 84

6.2沉淀-溶解平衡的移动 85

6.2.1同离子效应和盐效应对沉淀-溶解平衡的影响 85

6.2.2沉淀生成 86

6.2.3沉淀的溶解 86

6.2.4分步沉淀 87

6.2.5沉淀转化 88

6.3重量分析法 88

6.3.1重量分析法简介 88

6.3.2沉淀的形成 89

6.3.3影响沉淀纯度的因素 90

6.3.4沉淀条件的选择及减少沉淀沾污的方法 91

6.3.5沉淀的过滤、洗涤、烘干或灼烧 92

6.3.6重量分析对沉淀的要求 92

6.3.7重量分析的计算和应用实例 93

6.4沉淀滴定法 93

6.4.1莫尔法 94

6.4.2佛尔哈德法 95

6.4.3法扬斯法 95

6.4.4银量法的应用 97

［阅读材料］铁基非晶合金铁硅硼中硅和硼的测定 97

思考题与习题 98

第7章 氧化还原反应与氧化还原滴定法 101

7.1氧化还原反应方程式的配平 101

7.1.1氧化数法 101

7.1.2离子-电子法 102

7.2电极电势 103

7.2.1原电池 103

7.2.2电极电势 104

7.3电极电势的应用 107

7.3.1判断原电池的正、负极及计算原电池的电动势 107

7.3.2判断氧化还原反应自发进行的方向 107

7.3.3判断氧化还原反应进行的次序 108

7.3.4判断氧化还原反应进行的完全程度 108

7.4元素标准电极电势图及其应用 109

7.4.1元素标准电极电势图 109

7.4.2元素标准电极电势图的应用 110

7.5氧化还原反应的速率及其影响因素 110

7.6氧化还原滴定法 111

7.6.1方法概述 111

7.6.2条件电极电势 111

7.6.3氧化还原滴定曲线 112

7.6.4氧化还原指示剂 114

7.6.5氧化还原预处理 115

7.7常用氧化还原滴定法 115

7.7.1高锰酸钾法 115

7.7.2重铬酸钾法 117

7.7.3碘量法 117

［阅读材料］氧化还原法处理冶金综合电镀废水 120

思考题与习题 121

第8章 原子结构和元素周期表 125

8.1原子核外电子的运动状态 125

8.1.1氢原子光谱和玻尔理论 125

8.1.2微观粒子的波粒二象性和测不准原理 127

8.1.3波函数和原子轨道 129

8.1.4波函数和电子云的空间图形 130

8.1.5四个量子数及其对原子核外电子运动状态的描述 132

8.2多电子原子结构 134

8.2.1近似能级图 134

8.2.2核外电子排布的规律 136

8.2.3核外电子排布和元素周期系 136

8.3元素基本性质的周期性 138

8.3.1原子半径 138

8.3.2电离势 139

8.3.3电子亲和势 140

8.3.4电负性 141

［阅读材料］原子态与金属态贵金属化学稳定性的差异 142

思考题与习题 143

第9章 化学键与分子结构 145

9.1离子键 145

9.1.1离子键的形成与特点 145

9.1.2晶格能 146

9.1.3离子的电荷、电子构型和半径 147

9.1.4离子的极化 148

9.2共价键 149

9.2.1现代价键理论 149

9.2.2分子轨道理论 153

9.3共价键的极性和分子的极性 158

9.3.1极性键和非极性键 158

9.3.2极性分子和非极性分子 158

9.4金属键理论 159

9.5分子间力和氢键 160

9.5.1分子间力 160

9.5.2氢键 162

［阅读材料］功能高分子微球选择性清除环境毒素 164

思考题与习题 165

第10章 配位平衡与配位滴定法 167

10.1配合物的基本知识 167

10.1.1配合物的基本概念及组成 167

10.1.2配合物的命名 168

10.1.3配合物的类型 169

10.2配合物的价键理论 171

10.2.1配合物中的化学键 171

10.2.2配合物的空间构型 171

10.2.3外轨型配合物与内轨型配合物 173

10.3配位平衡 173

10.3.1配合物的离解平衡 173

10.3.2配离子的稳定常数 174

10.3.3配位平衡的移动 175

10.4配位化合物的应用 177

10.4.1在分析化学中的用途 177

10.4.2在冶金工业中的应用 178

10.4.3在医学方面的应用 178

10.5配位滴定法 179

10.5.1配位滴定法概述 179

10.5.2EDTA与金属离子配合物的稳定性 180

10.5.3金属指示剂 184

10.5.4配位滴定原理 187

10.5.5配位滴定的方式及其应用 192

［阅读材料］浅谈EDTA在水泥化学分析中的应用 194

思考题与习题 195

第11章 元素选述 199

11.1环境污染和常见有毒无机物 199

11.1.1砷及其无机化合物 199

11.1.2铬及其无机化合物 202

11.1.3汞及其无机化合物 206

11.1.4镉及其化合物 210

11.1.5铅及其化合物 211

11.2材料关键元素及其无机化合物 216

11.2.1铁及其化合物 216

11.2.2碳及其无机化合物 220

［阅读材料］石墨烯和碳纳米管的结构与性能简介 226

11.2.3硅及其无机化合物 229

［阅读材料］光伏材料 234

思考题与习题 235

第12章 紫外-可见分光光度法 238

12.1概述 238

12.1.1电磁波谱 238

12.1.2物质的颜色与光的关系 239

12.2光吸收的基本定律 240

12.2.1朗伯-比尔定律 240

12.2.2偏离朗伯-比尔定律的原因 241

12.3显色反应及其影响因素 242

12.3.1显色反应与显色剂 242

12.3.2影响显色反应的因素 242

12.4光度分析法及其仪器 243

12.4.1目视比色法 243

12.4.2分光光度法及分光光度计 243

12.4.3吸光光度法测量条件的选择 246

12.5紫外-可见分光光度法测定方法 247

12.6吸光光度法的应用 249

［阅读材料］比值-导数法同时测定污水中的苯酚和苯胺 250

思考题与习题 251

附录 253

附录一 本书采用的法定计量单位 253

附录二 基本物理常量、化学分析术语和本书使用的其他符号与名称 254

附录三 常见物质的△f H？m、△f G？ m和S？ m 261

附录四 弱酸、弱碱的解离平衡常数Ke 275

附录五 几种常用缓冲溶液的配制 276

附录六 常见难溶化合物的溶度积常数 276

附录七 标准电极电势（298.15K）及一些电对的条件电极电势 278

附录八 金属-有机配位体配合物的稳定常数 282

附录九 常用化合物的相对分子质量 285