第一模块 化学反应速率与化学平衡 2
第1章 化学反应速率与化学平衡 2
1.1 气体 2
1.1.1 气体的压力单位和压力表 2
1.1.2 高压气体钢瓶及标识 3
1.1.3 理想气体状态方程 3
1.1.4 气体分压定律 4
1.2 化学反应速率 4
1.2.1 化学反应速率的表示与测定 5
1.2.2 化学反应速率理论 6
1.2.3 影响化学反应速率的因素 8
1.3 化学平衡 11
1.3.1 化学平衡与平衡常数 11
1.3.2 化学平衡的有关计算 14
1.3.3 化学平衡的移动及应用 14
习题 17
第2章 酸碱平衡 19
2.1 溶液浓度表示 19
2.1.1 浓度表示和计算 19
2.1.2 浓度换算 20
2.1.3 溶液配制 20
2.2 酸碱平衡 21
2.2.1 酸碱质子理论 21
2.2.2 强酸、强碱溶液酸碱度计算 21
2.2.3 弱电解质的解离平衡 21
2.2.4 缓冲溶液及配制 23
2.3 沉淀与溶解平衡 26
2.3.1 溶度积 26
2.3.2 溶度积规则及其应用 28
2.3.3 沉淀分离技术 29
习题 30
实训1 缓冲溶液配制和pH的测定 31
【阅读材料】pH值快速测定技术 32
第3章 氧化还原平衡 33
3.1 氧化还原反应 33
3.1.1 氧化还原反应概念 33
3.1.2 氧化还原反应方程式的配平 34
3.2 原电池的组成和设计 35
3.2.1 电对概念 35
3.2.2 原电池的组成与符号 36
3.3 电极电势 37
3.3.1 标准电极电势 37
3.3.2 非标准电极电势的计算 39
3.3.3 电极电势的应用 40
习题 43
第4章 配位平衡 44
4.1 配合物的基本概念 44
4.1.1 配合物的组成 44
4.1.2 配合物的命名 46
4.2 配合物在溶液中的状况 47
4.2.1 配位平衡 47
4.2.2 配合物稳定常数的应用 48
4.3 配合物的应用 49
习题 51
第二模块 化工分析技术 54
第5章 物性参数测定技术 54
5.1 熔点测定技术 54
5.1.1 熔点 54
5.1.2 熔点测定的意义 55
5.1.3 熔点测定方法 55
5.2 电动势测定技术 56
5.2.1 电池电动势测定原理 56
5.2.2 SDC数字电位差综合测试仪 56
5.3 电导率测定技术 56
5.3.1 电导与电导率 57
5.3.2 摩尔电导率 57
5.3.3 电导的应用 58
5.4 液体黏度测定技术 59
5.4.1 液体黏度 59
5.4.2 黏度的测定 59
习题 61
实训2天然水及实验用水的纯度测定 61
【阅读材料】机油黏度过大过小的危害 63
第6章 物质含量分析技术 64
6.1 分析技术基本概念 64
6.1.1 滴定分析法 64
6.1.2 标准溶液及配制方法 66
6.1.3 滴定分析的计算 67
6.1.4 误差与偏差 68
6.1.5 有效数字 70
6.2 酸碱滴定技术 71
6.2.1 酸碱指示剂 71
6.2.2 酸碱滴定原理 72
6.2.3 酸碱滴定的应用 76
实训3食醋中总酸含量的测定 76
6.3 配位滴定技术 78
6.3.1 方法原理 78
6.3.2 金属指示剂 81
6.3.3 应用示例（水的总硬度测定） 82
实训4 EDTA标准溶液的标定和水的总硬度测定 83
6.4 氧化还原滴定技术 85
6.4.1 高锰酸钾法 85
6.4.2 碘量法 86
实训5高锰酸钾标准溶液的标定和亚铁盐含量的测定 87
6.5 吸光度测定技术 89
6.5.1 物质对光的选择性吸收 89
6.5.2 朗伯-比尔定律 90
实训6工业产品中微量铁含量的测定 91
习题 94
【技能拓展】Excel在化学实验数据处理中的应用 95
第三模块 物质结构和化合物基础 100
第7章 物质结构 100
7.1 核外电子运动状态 100
7.1.1 电子云的概念 101
7.1.2 核外电子运动状态的描述 101
7.1.3 核外电子排布规律 103
7.2 元素周期表 106
7.2.1 电子结构与元素周期表 106
7.2.2 元素周期律 107
7.3 共价键和分子结构 110
7.3.1 共价键理论 110
7.3.2 杂化轨道理论 113
7.3.3 分子间作用力与氢键 116
7.4 晶体结构与性能 120
7.4.1 分子晶体 120
7.4.2 离子晶体 121
7.4.3 原子晶体 123
7.4.4 金属晶体 124
7.4.5 晶体比较 124
习题 125
【阅读材料】揭秘晶体的常见用途 125
第8章 常见金属元素及其化合物 128
8.1 铬及其重要化合物 128
8.1.1 铬的元素电势图 128
8.1.2 单质及其性质 129
8.1.3 铬（Ⅲ）的化合物 129
8.1.4 铬（Ⅵ）的化合物 130
8.1.5 含铬废水的处理 131
8.2 锰及其重要化合物 131
8.2.1 锰的元素电势图 132
8.2.2 单质及其性质 132
8.2.3 锰（Ⅱ）的化合物 132
8.2.4 锰（Ⅳ）的化合物 133
8.2.5 锰（Ⅶ）的化合物 133
8.2.6 高锰酸钾的应用 134
8.3 铁及其重要化合物 134
8.3.1 铁的元素电势图 135
8.3.2 单质及其性质 135
8.3.3 铁的氧化物和氢氧化物 135
8.3.4 铁（Ⅱ）盐 136
8.3.5 铁（Ⅲ）盐 136
8.3.6 铁的配位化合物 137
8.3.7 重铬酸钾容量法测定铁矿石中的全铁 138
8.4 锌族元素及其化合物 138
8.4.1 锌族的元素电势图 138
8.4.2 锌族元素单质 138
8.4.3 氧化物和氢氧化物 139
8.4.4 盐类 139
8.4.5 配合物 141
8.4.6 化学沉淀法处理废水中的汞 141
8.5 铜族元素及其化合物 142
8.5.1 铜族的元素电势图 142
8.5.2 铜族元素单质 142
8.5.3 氧化物 143
8.5.4 氢氧化物 144
8.5.5 盐类 144
8.5.6 配合物 147
8.5.7 从废液中回收银 148
实训7硫酸亚铁铵的制备和产品质量检测 148
习题 150
【阅读材料】合金材料 151
第四模块 有机化合物 154
第9章 认识有机化合物 154
9.1 烃的结构与命名 154
9.1.1 烷烃结构与命名 154
9.1.2 烯烃结构与命名 158
9.1.3 炔烃的结构与命名 163
9.1.4 芳烃的结构与命名 164
9.1.5 卤代烃的结构与命名 167
9.2 含氧有机化合物的结构与命名 169
9.2.1 醇的结构与命名 169
9.2.2 酚的结构与命名 171
9.2.3 醚的结构与命名 172
9.2.4 醛和酮的结构与命名 173
9.2.5 羧酸及其衍生物的结构与命名 174
9.3 含氮及杂环有机化合物的结构与命名 177
9.3.1 胺的结构与命名 177
9.3.2 偶氮及重氮化合物的结构与命名 178
9.3.3 杂环有机化合物的结构与命名 178
习题 180
【技能拓展】 化学软件ChemOffice的应用（物质结构、反应方程式、反应装置的绘制） 183
第10章 烃 186
10.1 烷烃 186
10.1.1 物性概述 186
10.1.2 烷烃的取代反应和应用 188
10.1.3 烷烃的来源和制备 190
10.1.4 环烷烃的结构与性质 191
10.2 烯烃 193
10.2.1 物性概述 193
10.2.2 烯烃的加成反应和应用 193
10.2.3 烯烃的取代反应和应用 197
10.2.4 烯烃的氧化反应与应用 197
10.2.5 双烯合成反应 199
10.2.6 烯烃的制备 199
10.2.7 烯烃的聚合物 200
10.3 炔烃 201
10.3.1 物性概述 201
10.3.2 炔烃的加成反应和应用 201
10.3.3 炔烃的氧化反应和应用 203
10.3.4 端基炔烃的反应与应用 204
10.3.5 炔烃的制备 204
习题 205
【阅读材料】塑料制品及性能 207
第11章 芳烃 210
11.1 物性概述 211
11.2 芳烃的取代反应和应用 211
11.2.1 苯环上的取代反应 211
11.2.2 苯环侧链上的反应 214
11.2.3 苯环上亲电取代反应的历程 215
11.3 芳烃的定位规律和应用 215
11.3.1 两类定位基 215
11.3.2 二取代苯的定位规律 216
11.3.3 定位规律的应用 217
11.4 对二甲苯的制备与应用 217
习题 218
【阅读材料】可燃气体爆炸极限及防爆措施 219
第12章 卤代烃 221
12.1 卤代烃的分类和物性概述 221
12.1.1 卤代烃的分类 221
12.1.2 卤代烃的物理性质 222
12.2 卤代烷的化学反应及应用 223
12.2.1 取代反应 223
12.2.2 消除反应 225
12.2.3 与金属镁反应——格氏试剂的生成 226
12.3 卤代烯烃和卤代芳烃 227
12.3.1 卤代烯烃与卤代芳烃的分类 227
12.3.2 不同结构的卤代烯烃和卤代芳烃反应活性的差异 228
12.3.3 双键位置对卤原子活泼性影响的理论解释 228
12.4 卤代烃的制备 230
12.4.1 烃类的卤代 230
12.4.2 不饱和烃与卤素或卤化氢的加成 230
12.4.3 由醇制备 231
12.4.4 芳环上的氯甲基化 231
习题 231
第13章 醇、酚、醚 233
13.1 醇酚醚的分类和物性概述 233
13.1.1 醇的分类 233
13.1.2 醇的物性概述 234
13.1.3 酚的分类 235
13.1.4 酚的物性概述 236
13.1.5 醚的分类 237
13.1.6 醚的物性概述 237
13.2 醇的化学反应及应用 238
13.2.1 醇与活泼金属的反应——醇的酸性 239
13.2.2 羟基被卤原子取代的反应 239
13.2.3 酯化反应 240
13.2.4 脱氢和氧化 241
13.2.5 脱水反应 243
13.3 酚的化学反应及应用 244
13.3.1 酚羟基的反应 244
13.3.2 芳环上的取代反应 246
13.3.3 氧化和加氢反应 248
13.4 醚的化学反应及应用 249
习题 250
【阅读材料】一种相转移剂——冠醚 251
第14章 醛和酮 253
14.1 物性概述 253
14.2 羰基的加成反应和应用 254
14.2.1 与氢氰酸（HCN）的加成 254
14.2.2 与NaHSO3的加成 255
14.2.3 与格利雅试剂的加成 256
14.2.4 与醇的加成 256
14.2.5 与氨的衍生物加成 257
14.3 醛、酮的α-H原子反应和应用 259
14.3.1 卤代与卤仿反应 259
14.3.2 羟醛缩合反应 259
14.4 醛、酮的氧化还原反应和应用 261
14.4.1 氧化反应 261
14.4.2 还原反应 261
14.4.3 歧化反应［康尼查罗（Cannizzaro）反应］ 263
习题 263
【阅读材料】家装中甲醛的污染与预防 265
第15章 羧酸及其衍生物 266
15.1 物性概述 266
15.2 羧酸的酸性及变化 267
15.2.1 羧酸的酸性 268
15.2.2 羧酸的α-H卤代反应 270
15.2.3 脱羧反应 271
15.2.4 还原反应 271
15.3 羧酸衍生物的制备 271
15.3.1 酰卤的生成 271
15.3.2 酸酐的生成 272
15.3.3 酯的生成 273
15.3.4 酰胺的生成 273
15.4 羧酸衍生物的性质和应用 274
15.4.1 水解 274
15.4.2 醇解 274
15.4.3 氨解 275
15.4.4 还原反应 275
1 5.4.5 酰胺的特殊反应 275
15.5 乙酰乙酸乙酯、丙二酸二乙酯合成法和应用 276
15.5.1 乙酰乙酸乙酯合成法和应用 276
1 5.5.2 丙二酸二乙酯合成法和应用 278
习题 279
【阅读材料】百特事件——塑料增塑剂的利与弊 280
第16章 含氮及杂环有机化合物 282
16.1 胺类化合物 283
16.1.1 胺的性质及应用 283
16.1.2 季铵盐和季铵碱及应用 287
16.1.3 重要的胺 287
16.2 重氮和偶氮化合物 288
16.2.1 重氮化合物的制备 289
16.2.2 重氮盐的性质及其在有机合成上的应用 289
16.3 五元杂环化合物 291
16.3.1 含一个杂原子的五元杂环 291
16.3.2 含两个杂原子的五元杂环化合物 293
16.4 六元杂环化合物 295
16.4.1 含一个杂原子的六元杂环 295
16.4.2 含两个杂原子的六元杂环 297
16.5 氨基酸与味精 298
16.5.1 氨基酸 298
16.5.2 味精 299
习题 299
实训8 1-溴丁烷的制备 301
实训9 乙酸乙酯的制备 303
实训10 环己酮的制备 305
实训11 乙酰苯胺的制备 306
实训12 肥皂的制备 308
第五模块 物质的聚集态和化学热力学基础 312
第17章 化学热力学基础 312
17.1 热力学基本概念 312
17.1.1 系统和环境 312
17.1.2 系统的性质 313
17.1.3 状态和状态函数 313
17.1.4 热力学平衡态 314
17.1.5 变化过程 314
17.1.6 状态函数法 315
17.2 热力学第一定律 315
17.2.1 热与功 315
17.2.2 热力学能 316
17.2.3 热力学第一定律 316
17.2.4 焦耳实验 317
17.3 体积功的计算 317
17.3.1 体积功计算通式 317
17.3.2 不同过程的功 318
17.4 恒容热、恒压热及焓 319
17.4.1 恒容热（QV） 319
17.4.2 恒压热（Qp）及焓 319
17.4.3 热容 320
17.4.4 显热计算 321
17.5 热力学第一定律对理想气体的应用 321
17.5.1 理想气体内能和焓 322
17.5.2 热力学第一定律对理想气体pVT变化过程的应用 322
17.5.3 热力学第一定律对相变过程的应用 324
17.6 化学反应热 325
17.6.1 反应进度 325
17.6.2 化学反应热 326
17.6.3 热化学方程式 327
17.7 标准摩尔反应焓变的计算 328
17.7.1 盖斯定律 328
17.7.2 由标准摩尔生成焓计算标准摩尔反应焓变 328
17.7.3 由标准摩尔燃烧焓计算标准摩尔反应焓变 329
17.8 熵和熵变 330
17.8.1 熵函数与熵增原理 331
17.8.2 熵变的计算 331
17.9 吉布斯函数 335
17.10 化学反应方向的判断 336
17.10.1 化学反应方向判据式 336
17.10.2 标准摩尔反应吉布斯函数 336
17.10.3 标准摩尔生成吉布斯函数 337
实训13燃烧热的测定 337
习题 339
第18章 溶液及相平衡 342
18.1 拉乌尔定律和亨利定律 342
18.1.1 拉乌尔定律 343
18.1.2 亨利定律 343
18.1.3 理想稀溶液 344
18.2 稀溶液的依数性 345
18.2.1 蒸气压下降 345
18.2.2 沸点升高 345
18.2.3 凝固点降低 346
18.2.4 渗透压 347
18.3 理想液态混合物 348
18.3.1 理想液态混合物 348
18.3.2 理想双液系气-液平衡时蒸气总压及气-液组成 349
18.4 相平衡基本概念 350
18.4.1 相和相数 350
18.4.2 物种数和组分数 350
18.4.3 自由度和自由度数 351
18.4.4 相律 351
18.5 单组分系统的相图 352
18.5.1 单组分系统相律分析 352
18.5.2 水的相图分析 353
18.5.3 纯物质两相平衡时压力与温度的关系 353
18.6 二组分理想溶液的气-液平衡相图 355
18.6.1 二组分理想溶液的蒸气压-组成图 355
18.6.2 二组分理想溶液的沸点-组成图 357
18.6.3 杠杆规则 357
18.7 二组分实际溶液的气-液平衡相图 358
18.7.1 具有一般正（负）偏差的系统 358
18.7.2 具有最大正偏差的系统 358
18.7.3 具有最大负偏差的系统 359
18.7.4 精馏原理 359
18.8 液态完全不互溶双液系的蒸气压 360
18.8.1 液态完全不互溶双液系的蒸气压 360
18.8.2 水蒸气蒸馏 361
【知识拓展】分配定律 362
实训14双液系的气液平衡相图的绘制 362
习题 364
第19章 胶体及应用 367
19.1 胶体及其主要特性 367
19.1.1 胶体的分类 367
19.1.2 胶团的结构 368
19.1.3 溶胶的光学性质 368
19.1.4 溶胶的动力学性质 369
19.1.5 溶胶的电学性质 370
19.1.6 溶胶的聚沉作用 371
19.1.7 胶体的性质与意义 372
19.2 乳状液 372
19.2.1 乳状液的定义及分类 372
19.2.2 乳状液的不稳定性 373
19.2.3 乳状液的应用 374
习题 375
【阅读材料】胶体化学的发展前景 375
附 录 377
附录1 常见物质的热力学数据 377
附录2 弱酸、弱碱的离解常数（298.15K） 379
附录3 难溶化合物的溶度积常数（298.15K） 379
附录4 标准电极电势（298.15K） 380
附录5 常见配离子的稳定常数（298.15K） 382
附录6 常见化合物的相对分子质量表 382
参考文献 384