第1章 热化学与新能源 1
1.1 热力学系统和状态函数 1
1.1.1 系统、环境、过程 1
1.1.2 状态函数 3
1.1.3 热和功 3
1.2 能量守恒和化学反应热 5
1.2.1 内能和热力学第一定律 5
1.2.2 系统的焓和等压反应热 7
1.2.3 热化学反应方程式 8
1.2.4 Hess定律和反应热的计算 9
阅读资料 能源的合理利用 12
习题 18
第2章 化学反应的基本原理 20
2.1 化学反应的方向和推动力 20
2.1.1 自发过程及其特征 20
2.1.2 自发的化学反应的推动力 21
2.2 熵与混乱度 21
2.2.1 熵与混乱度 21
2.2.2 熵增原理 22
2.3 系统的Gibbs自由能 23
2.3.1 用Gibbs自由能判断化学反应方向 23
2.3.2 Gibbs自由能变的计算 24
2.3.3 非标准状态下Gibbs自由能变的计算 25
2.4 化学反应的限度和标准平衡常数 26
2.4.1 化学反应的限度与标准平衡常数概述 26
2.4.2 用标准平衡常数判断自发反应的方向 27
2.4.3 多重平衡 27
2.4.4 化学平衡的移动 27
阅读资料 环境化学和绿色化学 29
习题 31
第3章 水溶液化学 33
3.1 分散系 33
3.2 溶液的通性 33
3.2.1 溶液的依数性 34
3.2.2 电解质溶液的通性 37
3.3 胶体 39
3.3.1 胶体的表面吸附 39
3.3.2 胶团的性质 39
3.3.3 溶胶的结构 40
3.3.4 溶胶的聚沉 41
3.4 表面活性剂 41
3.4.1 表面活性剂的结构 41
3.4.2 表面活性剂的应用 42
阅读资料 水泥缓凝剂、速凝剂简介 44
习题 48
第4章 酸碱平衡与酸碱滴定 49
4.1 电解质溶液 49
4.2 酸碱理论 50
4.2.1 酸碱质子理论 50
4.2.2 酸碱的相对强弱 51
4.3 溶液酸度的计算 55
4.3.1 质子平衡式 55
4.3.2 一元弱酸（碱）溶液酸度的计算 55
4.3.3 多元弱酸（碱）溶液酸度的计算 57
4.3.4 酸碱平衡的移动 57
4.4 缓冲溶液 58
4.4.1 缓冲作用原理 59
4.4.2 缓冲溶液pH的计算 59
4.4.3 缓冲容量 60
4.4.4 重要缓冲溶液 60
4.5 溶液酸碱性和应用 61
4.5.1 溶液酸度的测试 61
4.5.2 缓冲溶液的应用和选择 64
习题 64
第5章 沉淀溶解平衡 67
5.1 溶度积 67
5.1.1 溶度积常数 67
5.1.2 溶度积和溶解度的相互换算 68
5.1.3 溶度积原理 68
5.2 沉淀溶解平衡的移动 69
5.2.1 影响难溶电解质溶解度的因素 69
5.2.2 沉淀的溶解 70
5.3 多种沉淀之间的平衡 72
5.3.1 分步沉淀 72
5.3.2 沉淀的转化 74
阅读资料 水污染及其危害 74
习题 77
第6章 配位化合物 79
6.1 配位化合物的组成 79
6.2 配位化合物的命名 80
6.3 配位化合物的结构 81
6.3.1 配合物的空间构型 81
6.3.2 配合物的异构现象 82
6.4 配位化合物的价键理论 84
6.4.1 配位原子的孤对电子 84
6.4.2 中心离子的空轨道 84
6.5 配位化合物的热力学稳定性和配位平衡 86
6.6 配位化合物的应用 88
习题 90
第7章 电化学与氧化还原平衡 91
7.1 氧化还原反应的基本概念 91
7.1.1 氧化值 91
7.1.2 氧化与还原 92
7.2 电极电势 92
7.2.1 原电池 92
7.2.2 电极电势简介 93
7.2.3 标准电极电势 94
7.2.4 能斯特方程式 95
7.2.5 影响电极电势的因素 95
7.3 电极电势的应用 96
7.3.1 计算原电池的电动势 96
7.3.2 判断氧化还原反应进行的方向 97
7.3.3 确定氧化还原反应的平衡常数 98
7.3.4 计算Ksp或溶液的pH 99
阅读资料一 电化学腐蚀在桥梁修建工程中的作用 100
阅读资料二 电化学处理工业废水的技术 101
习题 101
第8章 现代价键理论和分子间作用力 103
8.1 现代价键理论 104
8.1.1 价键理论概述 104
8.1.2 杂化轨道理论 108
8.1.3 分子轨道理论 112
8.2 分子间作用力 113
8.2.1 分子的极性和分子的极化 113
8.2.2 分子间作用力 114
8.2.3 氢键 115
习题 117
第9章 化学反应速率 118
9.1 化学反应速率的表示方法 118
9.1.1 反应进度 118
9.1.2 化学反应速率概述 119
9.1.3 化学反应的平均速率 120
9.1.4 化学反应的瞬时速率 120
9.2 反应机理和元反应 121
9.2.1 简单反应与复合反应 121
9.2.2 元反应和反应分子数 121
9.2.3 质量作用定律与速率方程式 122
9.3 具有简单级数的反应及其特点 123
9.3.1 一级反应 123
9.3.2 二级反应 124
9.3.3 零级反应 125
9.4 化学反应速率理论简介 125
9.4.1 碰撞理论与活化能 126
9.4.2 过渡状态理论简介 127
9.5 温度与化学反应速率的关系 128
9.6 催化剂对化学反应速率的影响 129
9.6.1 催化剂及催化作用 129
9.6.2 生物催化剂——酶 130
阅读资料 生活中的化学 130
习题 131
第10章 误差及数据处理 134
10.1 误差的基本概念 134
10.1.1 误差 134
10.1.2 偏差 136
10.1.3 标准偏差 136
10.1.4 极差 137
10.1.5 公差 137
10.1.6 准确度与精密度的关系 138
10.2 误差的传递 139
10.2.1 系统误差的传递 140
10.2.2 随机误差的传递 140
10.2.3 极值误差 140
10.3 有效数字的表示与运算规则 141
10.3.1 有效数字 141
10.3.2 数字的修约规则 142
10.3.3 有效数字运算规则 142
10.3.4 分析结果有效数字位数的确定 143
10.4 随机误差的正态分布 143
10.4.1 频数分布 143
10.4.2 正态分布 144
10.4.3 随机误差的区间概率 145
10.5 少量数据的统计处理 147
10.5.1 t分布曲线 147
10.5.2 平均值的置信区间 148
10.6 数据的评价——显著性检验、异常值的取舍 149
10.6.1 显著性检验 149
10.6.2 异常值的取舍 152
10.7 回归分析 154
10.7.1 一元线性回归方程 154
10.7.2 相关系数 154
10.8 提高分析结果准确度的方法 155
习题 157
第11章 现代分离和分析方法介绍 158
11.1 膜分离技术 158
11.1.1 膜分离技术的分类与基本原理 158
11.1.2 膜分离材料的分类 160
11.1.3 膜分离技术的应用 160
11.2 超声分离 162
11.2.1 超声萃取的原理 162
11.2.2 超声萃取的特点 163
11.2.3 影响因素 163
11.2.4 应用 164
11.3 固相萃取 164
11.3.1 固相萃取的原理 164
11.3.2 固相萃取（SPE）装置与操作步骤 165
11.3.3 固相萃取的应用 166
11.4 超临界流体萃取 167
11.4.1 基本原理 167
11.4.2 超临界流体的选择 168
11.4.3 萃取过程与装置 169
11.4.4 超临界萃取技术的应用 169
11.5 加速溶剂萃取 170
11.5.1 加速溶剂萃取的原理 170
11.5.2 加速溶剂萃取的装置与流程 170
11.5.3 萃取过程的主要影响因素与特点 171
11.5.4 应用 171
11.6 微波辅助萃取 171
11.6.1 微波辅助萃取的原理与特点 172
11.6.2 微波辅助萃取的影响因素 172
11.6.3 微波辅助萃取设备概况简介 172
11.6.4 微波辅助萃取的应用 173
11.7 紫外可见吸收光谱 173
11.7.1 方法概述 173
11.7.2 基本原理 174
11.7.3 紫外可见分光光度计 179
11.7.4 其他定量光度分析法 187
11.7.5 其他应用 188
第12章 复杂物质分析示例 192
12.1 水泥熟料的分析 192
12.1.1 概述 192
12.1.2 不同水泥熟料成分的分析 193
12.2 农药残留的分析 195
12.2.1 样品前处理技术 195
12.2.2 样品检测技术 195
12.2.3 试样分析示例 195
12.3 废水试样的分析 199
12.3.1 金属离子的分析 199
12.3.2 非金属无机污染物的分析 200
12.3.3 有机污染物的分析 200
12.3.4 痕量有机污染物的测定 201
12.4 水的净化与废水处理 201
第13章 化学在土木工程中的应用 206
13.1 桥梁的腐蚀和防护 206
13.1.1 桥梁的电化学腐蚀的原理及条件 206
13.1.2 桥梁耐久性检测的主要内容及研发的相应传感器 207
13.1.3 桥梁的腐蚀防护措施 207
13.2 市政工程中常用的保温材料 208
13.2.1 保温材料概述 208
13.2.2 保温材料主要分类 208
13.2.3 材料类型 210
13.3 工程中常用的防水层材料 211
13.3.1 材料类型 211
13.3.2 防水层材料的原理 213
13.3.3 三种防水层的比较区别 214
13.4 沥青等材料配比及原理 214
13.5 其他跟化学相关的土木工程材料及应用 217
13.5.1 化学原理在岩土工程中的应用 217
13.5.2 工程砂组成成分检测 219
13.5.3 水泥组分成分检测 219
第14章 实验 220
14.1 化学实验的目的和任务 220
14.2 大学化学实验的学习方法 220
14.3 学生实验守则 221
14.4 实验室安全规则 222
14.5 意外事故的紧急处理 222
14.6 常见仪器使用方法 223
14.6.1 试管操作 223
14.6.2 滴定管及其使用 224
14.6.3 吸管及其使用 227
14.6.4 容量瓶及其使用 228
实验一 仪器的认领、洗涤和干燥 229
实验二 电子天平称量练习 230
实验三 酸碱标准溶液的配制和标定 231
实验四 醋酸解离度和解离常数的测定 233
实验五 沉淀溶解平衡 235
实验六 熔点和沸点的测定 237
实验七 简单蒸馏和分馏 240
实验八 重结晶及过滤 243
实验九 氯化物的测定 245
实验十 化学需氧量的测定 247
实验十一 铁的测定 249
实验十二 氨氮的测定 251
附录 254
附录1 水的离子积常数 254
附录2 弱电解质在水中的解离常数 254
附录3 难溶化合物的溶度积常数（25℃） 256
附录4 金属配合物的稳定常数 257
附录5 298.15K的标准摩尔生成焓、标准摩尔生成自由能和标准摩尔熵的数据 258
附录6 一些有机化合物的标准摩尔燃烧热 260
附录7 常见电极的标准电极电势（298.15K） 261
附录8 常用缓冲溶液的pH范围 261
附录9 常用指示剂 262
参考文献 265