工程化学基础教程(刘立明)

章 热化学基础 7
1．1 热化学的基本概念 7
1．1．1 系统与相 7
1．1．2 状态与状态函数 8
1．1．3 过程与途径 9
1．2 热力学定律 9
1．2．1 热和功 10
1．2．2 热力学能 10
1．2．3 热力学定律 12
1．2．4 不可逆过程与可逆过程的功和热 12
1．3 热化学 13
1．3．1 化学反应的热效应 13
1．3．2 盖斯定律 15
1．3．3 生成焓 16
1．4 熵 18
1．4．1 熵和混乱度 19
1．4．2 热力学第二定律和熵判据 19
1．4．3 热力学第三定律和标准熵 20
1．4．4 对过程熵变情况的估计 20
1．4．5 标准摩尔熵变 21
1．5 吉布斯自由能 21
1．5．1 吉布斯自由能 22
1．5．2 标准生成吉布斯自由能 23
1．5．3 吉布斯方程的应用 23
练习题 24
第2 章 化学平衡与化学反应速率 28
2．1 化学平衡 28
2．1．1 化学平衡常数 28
2．1．2 标准平衡常数 29
2．1．3 化学平衡的移动 32
2．2 化学反应的速率 33
2．2．1 化学反应速率与反应级数 34
2．2．2 反应级数 35
2．2．3 化学反应速率的影响因素 36
2．2．4 催化剂与催化作用 38
练习题 40
第3 章 溶液 44
3．1 分散系 44
3．2 溶液浓度的表示方法 45
3．2．1 质量分数 45
3．2．2 物质的量浓度 45
3．2．3 摩尔分数 45
3．2．4 质量摩尔浓度 45
3．2．5 几种溶液浓度之间的关系 45
3．3 稀溶液的依数性 46
3．3．1 溶液的蒸气压降低 47
3．3．2 溶液的沸点升高和凝固点下降 47
3．3．3 渗透压 49
3．4 酸碱理论 50
3．4．1 酸碱质子理论 50
3．4．2 酸碱的相对强弱 51
3．5 弱酸、弱碱的解离平衡 53
3．5．1 一元弱酸、弱碱的解离平衡 53
3．5．2 多元弱酸、弱碱的解离平衡 55
3．5．3 同离子效应和盐效应 56
3．6 缓冲溶液 57
3．6．1 缓冲作用原理 58
3．6．2 缓冲溶液pH 的计算 58
3．6．3 缓冲容量 59
3．6．4 标准缓冲溶液 60
3．7 沉淀溶解平衡 60
3．7．1 溶度积和溶度积规则 61
3．7．2 沉淀的生成和溶解 63
3．7．3 分步沉淀和沉淀的转化 65
3．8 胶体 67
3．8．1 胶体的实质和分散体系的分类 67
3．8．2 胶体的性质 68
3．8．3 溶胶的稳定性和聚沉 69
3．8．4 凝胶 71
3．9 表面活性剂 71
3．9．1 表面活性剂及其分类 71
3．9．2 表面活性剂的基本性质 72
3．9．3 表面活性剂的应用 73
3．10 水和水体污染 76
3．10．1 天然水的组成 76
3．10．2 水体污染 77
3．10．3 污水的处理 79
练习题 81
第4 章 氧化还原与电化学 86
4．1 氧化还原反应的基本概念 86
4．1．1 氧化和还原 86
4．1．2 氧化数 87
4．2 原电池 87
4．2．1 原电池 87
4．2．2 原电池的能量变化 89
4．3 电极电势 90
4．3．1 标准电极电势 90
4．3．2 标准氢电极 91
4．3．3 参比电极 92
4．3．4 标准电极电势表 93
4．3．5 能斯特方程及电极电势的应用 93
4．4 化学电源 98
4．4．1 一次电池 98
4．4．2 二次电池 99
4．4．3 燃料电池 101
4．5 电解 102
4．5．1 电解原理 102
4．5．2 电解的应用 103
4．6 金属腐蚀 104
4．6．1 腐蚀的分类 105
4．6．2 金属腐蚀的防护 106
练习题 107
第5 章 物质结构基础 111
5．1 核外电子的运动状态 111
5．1．1 核外电子运动的量子化特性 111
5．1．2 核外电子运动的波粒二象性 112
5．1．3 核外电子运动状态的描述 113
5．1．4 多电子原子轨道能级 116
5．2 原子核外电子的排布与元素周期律 117
5．2．1 基态原子的核外电子排布规律 117
5．2．2 核外电子分布与元素周期律 119
5．2．3 原子参数的周期性 121
5．3 价键理论 123
5．3．1 离子键理论 123
5．3．2 共价键本质 124
5．3．3 价键理论的基本要点与共价键的特点 125
5．3．4 杂化轨道理论 129
5．4 分子的极性 132
5．4．1 分子间的吸引作用 133
5．4．2 氢键 135
5．5 晶体性质与常见晶体结构类型 137
5．5．1 晶体的性质 137
5．5．2 晶体的类型 138
练习题 141
第6 章 无机物单质及化合物 144
6．1 元素化学概述 144
6．1．1 元素的发现 144
6．1．2 元素在自然界中的分布 144
6．1．3 元素的分类 145
6．1．4 元素在自然界的存在形式 145
6．2 金属概论 146
6．2．1 金属物理通性与分类 146
6．2．2 金属在自然界中存在状态 147
6．2．3 金属的一般制备方法 147
6．3 非金属单质 149
6．3．1 周期系中非金属元素 149
6．3．2 非金属单质的结构与物理性质 149
6．3．3 非金属单质的化学性质 149
6．3．4 非金属单质的一般制备方法 151
6．4 主族元素化合物 152
6．4．1 主族元素化合物的物理性质 152
6．4．2 主要主族元素化合物的化学性质及一般反应规律 153
6．5 过渡元素及配位化合物 156
6．5．1 过渡元素通论 156
6．5．2 几种过渡元素化合物的简介 156
6．5．3 配位化合物及应用 160
6．6 镧系元素和锕系元素及稀土元素的应用 166
6．6．1 镧系元素和锕系元素简介 166
6．6．2 稀土元素的应用 167
6．7 稀有气体 170
6．7．1 稀有气体及其发现史 170
6．7．2 稀有气体的应用 171
6．8 无机化学工业的地位和作用 172
练习题 173
第7 章 金属材料与无机非金属材料 175
7．1 常见的金属与其合金材料 175
7．1．1 钢铁 175
7．1．2 铜及其合金 176
7．1．3 铝及其合金 176
7．1．4 新型功能合金材料 177
7．2 新型无机非金属材料 178
7．2．1 光导纤维 178
7．2．2 超导材料 178
7．2．3 生物陶瓷 179
7．2．4 光电材料 180
7．2．5 压电材料 180
7．3 建筑胶凝材料 181
7．3．1 石灰 181
7．3．2 石膏 182
7．3．3 水泥 183
7．3．4 钢筋混凝土的腐蚀与防腐 185
练习题 189
第8 章 有机化学和有机化合物 190
8．1 有机化合物和有机化学 190
8．1．1 有机化合物的特点 190
8．1．2 有机化合物的分类 190
8．1．3 有机化合物的命名 191
8．2 有机化合物的结构特点 194
8．3 有机化合物分子同分异构体 194
8．4 有机物的重要反应 195
8．5 有机物的结构、基本性质及用途 195
8．5．1 烷烃 195
8．5．2 烯烃 196
8．5．3 炔烃 199
8．5．4 芳烃 200
8．5．5 卤代烃 202
8．5．6 醇 203
8．5．7 酚 205
8．5．8 醛和酮 207
8．5．9 羧酸 211
8．5．10 酯 213
练习题 214
第9 章 合成高分子材料 217
9．1 高分子化合物概论 217
9．1．1 高分子化合物的基本概念 217
9．1．2 高分子化合物的合成 218
9．1．3 高分子化合物的结构与性能 219
9．2 三大经典高分子材料简介 221
9．2．1 塑料 221
9．2．2 合成橡胶 223
9．2．3 纤维 224
9．3 其它高分子材料简介 226
9．3．1 合成胶黏剂 226
9．3．2 涂料 228
9．3．3 离子交换树脂 230
练习题 231
附录 233
附录1 物质的热力学数据(25℃) 233
附录2 弱电解质在水溶液中的解离常数(25℃) 240
附录3 一些共轭酸碱的解离常数(25℃) 240
附录4 物质的溶度积常数(25℃) 241
附录5 配离子的稳定常数(18~25℃) 241
附录6 标准电极电势(25℃) 241
参考文献 245
元素周期表