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第1章 化学反应的基本原理1

1.1 热化学与能量变化1

1.1.1 基本概念1

1.1.2 热力学第一定律3

1.1.3 化学反应的热效应和焓3

1.1.4 化学反应的标准摩尔焓变4

1.2 化学反应进行的方向和吉布斯函数变6

1.2.1 自发反应与焓变和熵变6

1.2.2 物质的标准摩尔熵6

1.2.3 反应的标准摩尔熵变的计算7

1.2.4 反应自发性的判断和吉布斯函数变7

1.2.5 反应的标准摩尔吉布斯函数变的计算8

1.2.6 恒压下温度对反应自发性的影响10

1.2.7 反应的耦合11

1.3 化学反应进行的程度和化学平衡12

1.3.1 化学平衡和平衡常数12

1.3.2 化学平衡的移动15

1.4 化学反应进行的快慢和反应速率15

1.4.1 化学反应速率16

1.4.2 浓度对化学反应速率的影响16

1.4.3 温度对化学反应速率的影响19

习题20

第2章 溶液与水溶液中的离子平衡21

2.1 溶液的通性21

2.1.1 非电解质稀溶液的通性21

2.1.2 电解质溶液的通性24

2.2 酸碱质子理论25

2.2.1 质子酸、质子碱的定义25

2.2.2 共轭酸碱概念及其相对强弱25

2.2.3 酸碱反应的实质26

2.2.4 共轭酸碱解离常数及与K？的关系27

2.3 弱酸和弱碱的解离平衡27

2.3.1 一元弱酸、弱碱的解离平衡27

2.3.2 多元弱酸、弱碱的解离平衡29

2.4 缓冲溶液30

2.4.1 同离子效应30

2.4.2 缓冲溶液31

2.4.3 缓冲溶液的pH值计算31

2.4.4 缓冲溶液的配制32

2.5 酸碱滴定分析法33

2.5.1 酸碱指示剂的变色范围34

2.5.2 酸碱滴定曲线35

2.5.3 酸碱滴定法的应用38

2.6 沉淀-溶解平衡40

2.6.1 标准溶度积40

2.6.2 溶度积和溶解度之间的换算40

2.6.3 溶度积规则41

2.6.4 同离子效应42

2.6.5 溶液的pH值对沉淀-溶解平衡的影响43

2.6.6 分步沉淀44

2.6.7 难溶电解质的转化45

2.7 重量分析法46

2.7.1 重量分析法的分析过程46

2.7.2 沉淀条件的选择47

2.8 多相离子平衡与溶度积47

2.8.1 溶度积47

2.8.2 多相离子平衡移动49

习题53

第3章 化学热力学基础56

3.1 热力学第一定律56

3.1.1 热和功56

3.1.2 可逆过程与功58

3.1.3 热力学能59

3.1.4 热力学第一定律60

3.2 热化学概论61

3.2.1 反应进度61

3.2.2 等压反应热和等容反应热62

3.2.3 标准状态64

3.2.4 热化学方程式64

3.2.5 盖斯定律65

3.2.6 热效应与温度的关系65

3.3 热力学第二定律67

3.3.1 自发过程的不可逆性67

3.3.2 热力学第二定律68

3.4 能源与化学69

3.4.1 能源概述69

3.4.2 煤、石油、天然气、氢能和燃料电池70

3.4.3 理想能源——太阳能74

3.5 化学平衡76

3.5.1 化学平衡的概念76

3.5.2 化学平衡常数77

3.5.3 转化率79

3.5.4 化学平衡的移动79

习题81

第4章 化学反应速率83

4.1 化学反应速率表示方法及基本理论83

4.1.1 化学反应速率的定义及表示方法83

4.1.2 反应速率的实验测定84

4.1.3 反应历程和基元反应85

4.1.4 化学反应速率理论86

4.2 影响化学反应速率的因素88

4.2.1 浓度对化学反应速率的影响88

4.2.2 温度对反应速率的影响89

4.3 速率方程的微积分形式及其特征92

4.3.1 简单级数反应的速率方程93

4.3.2 简单级数反应速率方程的确定97

4.3.3 典型的复合反应99

4.4 催化反应103

4.4.1 催化剂和催化反应103

4.4.2 催化反应的一般机理104

4.4.3 催化剂的特性105

习题105

第5章 物质结构基础108

5.1 原子结构理论的发展108

5.2 化学键和分子结构109

5.2.1 离子键109

5.2.2 金属键110

5.2.3 共价键110

5.3 分子间作用力和氢键120

5.4 晶体结构123

5.4.1 离子晶体123

5.4.2 原子晶体125

5.4.3 分子晶体125

5.4.4 金属晶体126

5.4.5 过渡型晶体126

习题127

第6章 氧化还原和电化学129

6.1 氧化还原反应及滴定法129

6.1.1 氧化数129

6.1.2 氧化与还原129

6.1.3 氧化还原反应方程式的配平130

6.1.4 氧化还原滴定法131

6.2 原电池和电极电势136

6.2.1 原电池136

6.2.2 原电池的电动势和电极电势138

6.2.3 标准电极电势139

6.3 电极电势的应用141

6.3.1 判断氧化剂和还原剂的强弱141

6.3.2 判断氧化还原反应进行的方向142

6.3.3 判断氧化还原反应进行的程度143

6.3.4 元素的标准电极电势图及其应用143

6.3.5 水的E？-pH图144

6.4 电解及其应用145

6.4.1 电解池的组成和电极反应146

6.4.2 分解电压146

6.4.3 电解产物的一般规律148

6.4.4 电解的应用148

6.5 金属的腐蚀与防腐149

6.5.1 化学腐蚀149

6.5.2 电化学腐蚀150

6.5.3 金属腐蚀的预防152

6.6 可逆电池热力学153

6.6.1 可逆电池153

6.6.2 可逆电池电动势与吉布斯函数变化的关系153

6.6.3 可逆电池电动势E与参加反应各组分活度的关系153

6.6.4 △rSm和△rHm与电动势的关系154

6.7 影响电极电势的因素155

6.7.1 浓度对电极电势的影响——电极电势的能斯特方程式155

6.7.2 pH值对电极电势的影响156

6.7.3 沉淀和配合物的生成对电极电势的影响156

6.8 浓差电池158

6.8.1 电极浓差电池158

6.8.2 电解质浓差电池158

6.9 电池电动势测定的应用159

6.9.1 求难溶盐的标准溶度积159

6.9.2 pH值的测定159

习题160

第7章 单质及无机化合物162

7.1 主族元素单质的性质162

7.1.1 单质的晶体结构与物理性质162

7.1.2 单质的化学性质165

7.1.3 稀有气体166

7.2 过渡元素概论168

7.2.1 过渡元素的通性168

7.2.2 重要的过渡元素170

7.3 合金材料179

7.3.1 合金钢179

7.3.2 铝合金180

7.3.3 形状记忆合金180

7.3.4 非晶态金属合金181

7.4 无机非金属材料181

7.4.1 水泥181

7.4.2 陶瓷182

7.4.3 玻璃183

7.4.4 半导体材料184

习题184

第8章 高分子化合物188

8.1 高分子化合物概述188

8.1.1 高分子化合物的定义188

8.1.2 高分子化合物的分类188

8.1.3 高分子化合物的特性188

8.1.4 加聚反应和缩聚反应188

8.2 高分子化合物的合成189

8.2.1 塑料189

8.2.2 合成纤维192

8.2.3 合成橡胶193

8.3 高分子溶液194

8.3.1 渗透压与唐南平衡194

8.3.2 高分子溶液的黏度195

8.4 重要高分子材料196

8.4.1 高分子化合物196

8.4.2 塑料197

8.4.3 橡胶199

8.4.4 纤维199

8.4.5 胶粘剂201

8.4.6 涂料201

8.4.7 功能高分子材料202

习题203

第9章 材料与化学204

9.1 金属材料204

9.1.1 形状记忆合金204

9.1.2 储氢合金205

9.1.3 非晶态合金207

9.2 无机非金属材料208

9.2.1 精细陶瓷208

9.2.2 光学材料211

9.2.3 半导体材料213

9.3 高分子材料214

9.4 复合材料217

9.5 纳米材料219

习题221

第10章 环境与化学222

10.1 大气污染及其防治222

10.1.1 大气的组成222

10.1.2 大气的污染物222

10.1.3 大气污染的防治226

10.2 水体污染及其防治228

10.2.1 水体与水体污染228

10.2.2 水体污染的防治230

10.3 土壤污染及其防治231

10.3.1 土壤的主要污染物232

10.3.2 土壤污染的防治232

10.4 环境保护与可持续发展战略233

习题234

附录235

参考文献244