工科基础化学

第1章气体11.1理想气体11.1.1理想气体状态方程11.1.2摩尔气体常数21.1.3理想气体模型31.1.4理想气体混合物31.2实际气体41.2.1实际气体的行为41.2.2范德华方程51.2.3其他状态方程式71.3气液间的转变-实际气体的等温线和液化71.3.1液体的饱和蒸气压71.3.2临界参数81.3.3真实气体的p-vm图及气体的液化81.3.4范德华方程式的等温线81.3.5范德华气体的临界参数81.3.6对比状态和对比状态定律91.4压缩因子图———实际气体的有关计算91.4.1普遍化压缩因子91.4.2普遍化压缩因子图91.4.3压缩因子图的应用10第2章热力学112.1热力学概论112.1.1热力学的目的和内容112.1.2热力学方法的重要性和局限性112.2热力学基本概念122.2.1体系与环境122.2.2体系的分类122.2.3体系的性质122.2.4热力学平衡态132.2.5状态和状态函数132.2.6过程和途径142.2.7热和功142.3热力学**定律152.3.1热力学**定律的文字表述152.3.2热力学能152.3.3热力学**定律的数学表达式162.4热的计算162.4.1单纯变温过程热的计算162.4.2相变过程热的计算182.5可逆过程202.5.1不同过程时的体积功202.5.2可逆过程222.5.3理想气体绝热可逆过程方程222.5.4卡诺循环232.6实际气体的δu和δh242.6.1焦耳-汤姆逊效应242.6.2实际气体的pv-p等温线262.6.3实际气体的δu和δh262.7热化学272.7.1标准态272.7.2化学反应计量式(标准式)272.7.3反应进度272.7.4标准摩尔反应焓282.7.5盖斯定律282.7.6标准摩尔生成焓282.7.7标准摩尔燃烧焓292.7.8标准摩尔反应焓与温度的关系———基尔霍夫定律302.7.9恒压热效应和恒容热效应302.8两个热力学定律简介312.9自发过程的不可逆性312.9.1自发过程的方向和限度312.9.2自发过程的不可逆性312.10热力学第二定律322.10.1热力学第二定律的经典叙述322.10.2两种经典叙述的等效性332.10.3卡诺定理332.11熵342.11.1可逆过程的热温商与熵342.11.2不可逆过程的热温商362.11.3热力学第二定律的本质和熵的统计意义382.12熵变的计算392.12.1理想气体体系熵变的计算392.12.2相变过程412.13热力学第三定律和化学反应的熵变422.13.1热力学第三定律422.13.2由标准熵计算标准摩尔反应熵432.14亥姆霍兹函数和吉布斯函数432.14.1亥姆霍兹函数及其判据432.14.2吉布斯函数及其判据442.15热力学状态函数间的关系式442.15.1热力学基本方程442.15.2对应系数关系式452.15.3其他判据式452.15.4麦克斯韦关系式462.15.5麦克斯韦关系式的应用462.15.6吉布斯-亥姆霍兹方程472.16δg的计算47第3章化学热力学493.1多组分体系的热力学493.1.1概述493.1.2组成的表示法493.1.3偏摩尔量503.1.4化学势533.1.5气体组分的化学势553.1.6稀溶液中的两个经验定律583.1.7理想液态混合物593.1.8理想稀溶液613.1.9稀溶液的依数性643.1.10活度与活度因子663.2化学平衡693.2.1化学反应的摩尔吉布斯函数703.2.2化学反应等温方程式和标准平衡常数713.2.3标准摩尔反应吉布斯函数的计算743.2.4平衡常数的测定和平衡转化率的计算743.2.5温度、压力及惰性气体对化学平衡的影响753.2.6同时平衡773.3相平衡783.3.1相律783.3.2单组分体系的相平衡813.3.3二组分体系理想液态混合物气液平衡相图833.3.4二组分真实液态混合物气液平衡相图863.3.5二组分液态部分互溶的双液系903.3.6二组分液固平衡相图95第4章化学动力学1044.1化学反应的反应速率及速率方程1044.1.1反应速率的定义1054.1.2反应速率的图解表示1064.1.3基元反应和复合反应1064.1.4基元反应的速率方程———质量作用定律1074.1.5反应级数1084.1.6用气体组分的分压表示的速率方程1084.2具有简单级数的化学反应1084.2.1零级反应1084.2.2一级反应1094.2.3二级反应1104.2.4n级反应1124.3温度对反应速率的影响1134.3.1范特霍夫规则1134.3.2阿伦尼乌斯方程1144.3.3活化能1164.4典型复合反应1174.4.1对行反应1174.4.2平行反应1184.4.3连串反应1194.5复合反应速率近似处理方法1204.5.1稳态近似法1204.5.2平衡态近似法1224.6链反应1224.6.1单链反应的特征1224.6.2单链反应的机理推导反应速率方程1234.6.3支链爆炸反应1234.7双分子反应的碰撞理论1264.8单分子反应理论1274.9过渡态理论1284.9.1势能面和反应途径1284.9.2过渡态理论速率常数公式的建立1304.9.3热力学关系式131第5章界面化学1335.1表面自由能与表面张力、溶液表面吸附、表面吸附剂1335.1.1表面自由能与表面张力1335.1.2溶液表面吸附和gibbs吸附公式1345.1.3表面活性剂1355.2固体表面对气体的吸附1385.2.1物理吸附与化学吸附1385.2.2朗格缪尔(langmuir)吸附1395.2.3弗罗德利希(freundlich)等温式1405.2.4bet多层吸附公式140第6章胶体化学1426.1胶体的光学性质1426.1.1丁铎尔效应1426.1.2瑞利公式1436.2胶体的动力性质1446.2.1布朗运动1446.2.2扩散和渗透压1456.2.3沉降与沉降平衡1466.3胶体的电学性质1476.3.1电动现象1476.3.2电泳1476.3.3电渗1486.3.4沉降电势和流动电势1496.4溶胶的稳定性与聚沉作用1496.4.1溶胶的经典稳定理论———dlvo理论1496.4.2溶胶的聚沉151第7章光化学1547.1单分子电子激发态衰变的相关光物理过程1547.1.1光化学基本定律1547.1.2单分子电子激发态衰变———雅布伦斯基(jablonski)图1557.2光化学反应动力学量子产率光敏与猝灭1567.2.1量子产率1567.2.2光化学反应动力学1577.2.3光敏和猝灭157第8章催化作用1598.1催化剂与催化作用1598.1.1概念1598.1.2催化反应机理1598.1.3催化剂的基本特征1608.2均相催化复相催化酶催化1618.2.1均相催化1618.2.2复相催化1618.2.3酶催化162第9章原子结构与元素周期性1639.1原子结构的近代概念1639.1.1玻尔氢原子模型1639.1.2电子的波粒二象性1649.1.3微观粒子运动的统计性规律1649.1.4测不准原理1649.2核外电子运动状态的描述1659.2.1波函数与原子轨道1659.2.2原子轨道角度分布图1669.2.3电子云1679.2.4量子数1689.3原子中电子的分布1699.3.1多电子原子轨道能级1699.3.2基态原子中电子的分布1719.3.3元素周期系与核外电子分布的关系1749.4元素性质的周期性1769.4.1原子半径1769.4.2电离能1779.4.3电子亲和能1779.4.4元素的电负性179第10章共价键与分子的结构18010.1价键理论18010.1.1共价键的形成18010.1.2价键理论的要点18010.1.3共价键的特征18110.1.4共价键的类型18110.1.5价键理论的局限性18310.2杂化轨道理论18310.2.1杂化轨道理论的要点18310.2.2杂化类型与分子构型183*10.3价层电子对互斥理论18610.3.1价层电子对互斥理论要点18610.3.2分子的空间结构18710.4分子轨道理论18810.4.1分子轨道的形成18910.4.2分子轨道能级18910.4.3电子在分子轨道中的分布18910.5分子间力与氢键19010.5.1分子的极性与偶极矩19010.5.2分子的变形性19110.5.3分子间力19110.5.4氢键19310.6晶体结构19410.6.1晶体及其内部结构19410.6.2离子晶体19510.6.3原子晶体和分子晶体19810.6.4金属晶体19810.6.5混合型晶体19910.6.6离子极化对物质性质的影响200第11章分析质量保证与控制20411.1分析误差理论20411.1.1误差与偏差20411.1.2准确度与精密度20611.1.3误差的来源(sourcesoferror)20711.1.4提高分析准确度的方法20811.1.5有效数字的意义及位数20911.1.6有效数字的修约规则21011.1.7计算规则21111.1.8分析化学中数据记录及结果表示21111.2分析化学中的数据处理21211.2.1随机误差的正态分布21211.2.2提高分析结果准确度的方法21311.3分析质量控制21411.3.1质量保证与质量控制概述21411.3.2分析全过程的质量保证与质量控制21711.3.3标准方法与标准物质218第12章样品采集与处理22012.1采样方法22112.1.1固体试样的采集22112.1.2液体试样的采集22212.1.3生物样品的采集与制备22312.1.4气体样品的采集22512.2样品预处理方法22512.2.1溶解法22612.2.2熔融法22712.2.3半熔法22712.2.4干法灰化法22812.2.5微波消解法22812.3分离和富集方法23112.3.1沉淀分离法23212.3.2液-液萃取分离法23412.3.3离子交换分离法23812.3.4液相色谱分离法242第13章化学定量分析24413.1滴定分析基本原理、基准物质与标准溶液、多组分选择滴定24413.1.1滴定分析法概述24413.1.2标准溶液和基准物质24613.1.3酸碱滴定法25013.1.4配位滴定法26213.2重量分析基本原理沉淀溶解平衡27413.2.1重量分析法的分类和特点27413.2.2重量分析法的分析过程及对沉淀的要求27513.2.3重量分析法应用选例27613.2.4沉淀溶解平衡276第14章电化学原理及应用27814.1电化学原理27814.1.1电解质溶液的导电机理27814.1.2离子在电场中的迁移27914.1.3电解质溶液的电导28114.1.4强电解质的活度和活度系数28514.1.5可逆电池与不可逆电池28814.1.6电池电动势的产生及测定29014.1.7可逆电池的热力学29314.1.8电极电势29514.1.9电解与极化29914.1.10析出电位及金属的分离30114.1.11金属的腐蚀与防腐30214.2电位分析法30314.2.1电位分析法的基本原理30414.2.2离子选择性电极的分类30514.2.3电位分析法30814.3氧化还原滴定法30914.3.1氧化还原反应平衡30914.3.2氧化还原反应进行的程度31014.3.3氧化还原反应的速率与影响因素31114.3.4氧化还原滴定曲线及终点的滴定31214.3.5氧化还原滴定指示剂31314.3.6高锰酸钾法31414.3.7重铬酸钾法31514.3.8碘量法316第15章吸光光度法31915.1吸光光度法基本原理31915.1.1物质对光的选择性吸收32015.1.2光的吸收基本定律32115.1.3朗伯-比耳定律32115.2光度计及其基本部件32215.2.1分光光度计的主要部件32215.2.2吸光度的测量原理32315.3显色反应及显色条件的选择32315.3.1显色反应和显色剂32315.3.2显色反应条件的选择32415.3.3吸光度测量条件的选择32615.4吸光光度法的应用32615.4.1定量分析32615.4.2配合物组成和酸碱离解常数的测定32815.4.3酸碱离解常数的测定32815.5紫外吸收光谱法简介32915.5.1基本原理33015.5.2紫外可见分光光度计33215.5.3紫外可见吸收光谱法的应用333第16章色谱33616.1色谱基础理论33616.1.1色谱法的分类33616.1.2色谱法基础知识及术语33716.1.3色谱动力学基础理论33916.2气相色谱34416.2.1气相色谱固定相34516.2.2典型的气相色谱检测器34716.3液相色谱与高效液相色谱34916.3.1高效液相色谱仪35016.3.2高效液相色谱的固定相、流动相35316.4色谱-质谱联用35416.5毛细管电泳355第17章有机化合物的分类、命名、结构和物理性质35717.1有机化合物的分类35717.1.1按照碳的骨架分类35717.1.2按官能团分类35817.2有机化合物的表示方法35917.3有机化合物的命名35917.3.1俗名和普通命名法36017.3.2衍生物命名法36017.3.3系统命名法36017.4有机化合物的同分异构37017.4.1同分异构观象37017.4.2构造异构37117.5有机化合物物理性质及与结构的关系37117.5.1沸点与分子结构的关系37117.5.2熔点与分子结构的关系37217.5.3溶解度与分子结构的关系373第18章基本有机化合物37418.1饱和烃37418.1.1链烷烃37418.1.2环烷烃38118.1.3饱和烃的主要来源和用途38618.2不饱和烃38718.2.1单烯烃38818.2.2炔烃39818.2.3二烯烃40418.3芳烃40818.3.1单环芳烃40918.3.2多环芳烃42218.3.3芳香性,休克尔(hückel)规则42718.3.4芳烃的来源、制法与应用42918.4立体化学43018.4.1异构体的分类43018.4.2对映异构43018.4.3偏振光和比旋光度43218.4.4分子的手性和对称因素43518.4.5含一个手性碳的化合物43618.4.6构型和构型标记43718.4.7含两个手性碳原子化合物43818.4.8环状化合物的立体异构43918.4.9不含手性碳原子化合物的旋光异构44018.4.10旋光异构在研究反应历程中的应用44118.4.11立体专一性44518.5卤代烃44518.5.1卤代烃的分类与结构44518.5.2物理性质44618.5.3化学性质44618.5.4不饱和卤代烃和卤代芳烃46118.5.5重要的卤代烃46318.6有机化合物的波谱分析46618.6.1核磁共振波谱46618.6.2红外吸收光谱47218.7醇、酚、醚和环氧化合物47718.7.1醇47818.7.2酚49018.7.3醚和环氧化合物49718.8醛和酮50318.8.1醛、酮的定义和分类50318.8.2羰基的结构50318.8.3醛、酮的物理性质50418.8.4醛、酮的化学性质50518.8.5醛和酮的制法52018.9羧酸及羧酸衍生物52118.9.1羧酸52118.9.2羧酸衍生物53018.10有机含氮化合物53918.10.1硝基化合物53918.10.2胺类54318.10.3重氮及偶氮化合物55418.11杂环化合物56218.11.1杂环化合物的分类56218.11.2单杂环化合物的结构与芳香性56318.11.3单杂环化合物的化学性质56418.11.4重要五元杂环及衍生物569第19章元素化学57119.1氢、氢能源57119.1.1氢原子的性质及其成键特征57119.1.2氢气的物理性质与化学性质57219.1.3氢气的制备57319.1.4氢能源57419.2ⅰa、ⅱa族元素及其化合物57719.2.1概述57719.2.2单质的性质57819.2.3重要化合物57919.2.4盐类58219.2.5对角线规则58319.3ⅲa-ⅶa族元素及其化合物58419.3.1硼族元素的特性58419.3.2碳族元素59019.3.3氮族元素59719.3.4氧族元素60519.3.5卤族元素61819.4稀有气体62819.4.1稀有气体的存在、结构、性质和用途62919.4.2稀有气体化合物63019.5ⅰb、ⅱb族元素及其常见化合物63219.5.1铜族(ⅰb)元素63219.5.2锌族(ⅱb)元素63619.6过渡元素及其常见化合物64119.6.1过渡元素概述64119.6.2钛族、钒族元素64419.6.3铬族元素64819.6.4锰族元素65219.6.5铁系元素和铂系元素65419.7稀土元素66019.7.1镧系元素概述66119.7.2镧系元素的重要化合物66319.7.3镧系元素的提取66419.7.4稀土元素的应用665参考文献