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绪论 1

第1章 化学反应中的能量转化 13

1.1 基本概念 13

1.1.1 系统与环境 13

1.1.2 状态与状态函数 14

1.1.3 过程与途径 15

1.1.4 热和功 16

1.1.5 热力学能 16

1.1.6 化学计量数与反应进度 16

1.2 热力学第一定律与反应热 18

1.2.1 热力学第一定律 18

1.2.2 化学反应热与焓 19

1.2.3 热化学方程式 21

1.3 化学反应摩尔焓变的计算 22

1.3.1 热力学标准状态与物质的标准摩尔生成焓 22

1.3.2 反应的标准摩尔焓变及计算 23

1.3.3 化学反应热的测量 25

习题一 27

第2章 化学反应的基本原理 32

2.1 化学反应的方向和吉布斯函数 32

2.1.1 自发过程 32

2.1.2 混乱度与熵 33

2.1.3 吉布斯自由能（G）与化学反应自发性的判据 35

2.2 化学反应进行的限度——化学平衡 38

2.2.1 可逆反应与化学平衡 38

2.2.2 标准平衡常数 39

2.2.3 化学反应的程度 41

2.2.4 标准平衡常数K？与自由能△rGm的关系 41

2.2.5 化学平衡的移动 43

2.3 化学反应速率 47

2.3.1 化学反应速率的定义及其表达方法 48

2.3.2 化学反应速率基本原理 50

2.3.3 影响化学反应速率的因素 52

2.3.4 链反应 60

习题二 62

第3章 水化学 67

3.1 稀溶液的通性 67

3.1.1 溶液蒸气压下降——拉乌尔定律 68

3.1.2 溶液沸点上升 69

3.1.3 溶液凝固点下降 70

3.1.4 渗透压 71

3.2 水溶液中的单相离子平衡 72

3.2.1 水的离子积和水溶液的pH值 72

3.2.2 弱酸弱碱在水溶液中的解离平衡 73

3.2.3 缓冲溶液和pH的控制 78

3.3 难溶电解质的多相离子平衡 82

3.3.1 溶度积常数 82

3.3.2 溶度积和溶解度的关系 83

3.3.3 溶度积规则 84

3.3.4 溶度积规则的应用 84

3.4 配位离子的解离平衡 87

3.4.1 配离子的解离平衡 87

3.4.2 配离子解离平衡的移动 88

3.5 胶体 90

3.5.1 胶体的定义及分类 91

3.5.2 胶体的结构与稳定性 92

3.5.3 胶体的性质 93

3.5.4 胶体的聚沉与保护 96

习题三 98

第4章 电化学 102

4.1 氧化还原反应 102

4.1.1 氧化还原反应的基本概念 102

4.1.2 氧化还原反应方程式的配平 103

4.2 原电池 106

4.2.1 原电池的组成 106

4.2.2 原电池的表达简式 107

4.2.3 原电池的种类 108

4.3 电极电势及其应用 108

4.3.1 电极和电极电势的形成 108

4.3.2 标准氢电极和标准电极电势 109

4.3.3 电极电势的能斯特方程 110

4.3.4 可逆电池的电动势与氧化还原反应的吉布斯函数变 111

4.3.5 电极电势的应用 112

4.4 电解与电化学技术 114

4.4.1 电解与电解定律 114

4.4.2 分解电压 115

4.4.3 电极的极化和超电势 116

4.4.4 电解池中两极的电解产物 117

4.4.5 电解的应用 118

4.5 金属的腐蚀与防腐 120

4.5.1 腐蚀的分类与腐蚀机理 121

4.5.2 金属的耐腐蚀性能 122

4.5.3 金属腐蚀的防护 124

习题四 128

第5章 物质结构基础 133

5.1 原子结构 133

5.1.1 氢原子光谱和玻尔氢原子结构模型 133

5.1.2 原子结构的量子力学描述 134

5.2 核外电子排布和元素周期系 138

5.2.1 多电子原子轨道的能级 138

5.2.2 核外电子分布原理 138

5.2.3 原子中核外电子的排布 139

5.2.4 元素周期表 140

5.2.5 元素性质的周期性 141

5.3 化学键与分子间力 143

5.3.1 离子键 143

5.3.2 共价键理论 144

5.3.3 杂化轨道理论 146

5.3.4 分子轨道理论 150

5.3.5 分子的极性与极化 151

5.3.6 分子间作用力和氢键 153

5.4 晶体的结构和类型 155

5.4.1 晶体结构 155

5.4.2 离子晶体 156

5.4.3 原子晶体 158

5.4.4 分子晶体 158

5.4.5 金属晶体和金属键 159

5.4.6 混合型晶体 161

5.4.7 晶体的缺陷 161

5.4.8 液晶 162

习题五 164

第6章 化学与材料 168

6.1 材料概述 168

6.1.1 材料发展历程 168

6.1.2 材料的分类 170

6.1.3 化学与材料发展的关系 171

6.2 金属元素化学与金属材料 173

6.2.1 金属单质的物理性质 173

6.2.2 金属单质的化学性质 176

6.2.3 金属的钝化 178

6.2.4 金属和合金材料概述 179

6.2.5 常见金属和合金材料 180

6.2.6 新型金属材料 183

6.3 非金属元素化学与无机非金属材料 184

6.3.1 非金属单质的物理性质 184

6.3.2 非金属单质的化学性质 186

6.3.3 无机化合物的物理性质 187

6.3.4 无机化合物的化学性质 188

6.3.5 导电性与固体能带理论 193

6.3.6 无机非金属材料 195

6.4 高分子化合物与高分子材料 197

6.4.1 高分子化合物概述 198

6.4.2 高分子化合物的结构和性能 201

6.4.3 高分子化合物的合成、改性与再利用 206

6.4.4 合成高分子材料 209

6.4.5 功能高分子材料 215

6.5 复合材料 217

6.5.1 复合材料概述 217

6.5.2 复合材料增强体 220

6.5.3 聚合物基复合材料 222

6.5.4 金属基复合材料 223

6.5.5 陶瓷基复合材料 223

6.5.6 碳／碳复合材料 225

6.6 纳米材料 225

6.6.1 纳米科学与技术的基本概念 225

6.6.2 纳米材料的结构和优异性能 227

6.6.3 纳米材料的性能 228

6.6.4 纳米材料的制备 230

6.6.5 纳米材料的应用 232

习题六 235

第7章 化学与环境保护 240

7.1 大气污染及其控制 240

7.1.1 几种主要大气污染物及其影响 241

7.1.2 全球大气环境问题 245

7.1.3 大气污染的防治 249

7.1.4 室内空气污染及防治 251

7.2 水污染及其控制 253

7.2.1 水体污染物种类、来源及危害 253

7.2.2 水体污染的控制和治理 258

7.3 固体废弃物污染及其资源化 262

7.3.1 固体废弃物污染的分类及危害 263

7.3.2 固体废弃物、垃圾的处理利用 263

7.4 环境保护与可持续发展 266

7.4.1 清洁生产 266

7.4.2 绿色化学 267

7.4.3 环境保护与可持续发展战略 269

习题七 271

第8章 化学与能源 274

8.1 化学电源 274

8.1.1 一次电池 275

8.1.2 二次电池 276

8.1.3 连续电池 278

8.1.4 其他新型电池 279

8.2 化石燃料 280

8.2.1 煤炭 280

8.2.2 石油 283

8.2.3 天然气 284

8.3 太阳能 285

8.3.1 太阳能的特点 285

8.3.2 太阳能的利用 286

8.4 氢能 287

8.4.1 氢的特点 287

8.4.2 氢的制备 288

8.4.3 氢能储存和运输 289

8.4.4 氢能的利用 290

8.5 生物质能 291

8.5.1 生物质能的分类 291

8.5.2 生物质能的特点 292

8.5.3 生物质能转化利用技术 292

8.6 核能 295

8.6.1 核能的特点 295

8.6.2 原子核 295

8.6.3 核能的利用 296

习题八 298

附录 301

附录1 我国法定计量单位 301

附录2 一些基本物理常数 303

附录3 标准热力学函数（p？=100kPa,T=298.1 5K） 303

附录4 一些弱电解质的解离常数（T=298.1 5K） 307

附录5 一些共轭酸碱的解离常数（p？=100kPa,T=298.1 5K） 308

附录6 一些配离子的稳定常数Kf和不稳定常数Ki 308

附录7 一些物质的溶度积常数Ksp（T=298.1 5K） 309

附录8 标准电极电势 311

主要参考文献 313