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第一章　化学反应基本规律1

第一节　几个基本概念1

一、系统和环境1

二、相2

第二节　化学反应中的质量守恒和能量守恒2

一、化学反应质量守恒定律2

二、热力学第一定律3

三、化学反应的反应热6

四、化学反应反应热的计算8

第三节　化学反应进行的方向11

一、化学反应的自发性11

二、吉布斯函数变与化学反应进行的方向13

第四节　化学反应进行的程度——化学平衡19

一、化学平衡19

二、化学平衡的移动25

第五节　化学反应速率28

一、化学反应速率的表示方法29

二、反应速率理论和活化能30

三、影响化学反应速率的因素32

第六节　链化学反应与光化学反应39

一、链反应39

二、光化学反应40

科苑导读：物质的第四态、第五态和第六态18

科苑导读：飞秒化学——欣赏化学变化的“慢动作”镜头38

网络导航：“网络导航”开航前的话——初识重要网站41

网络导航：从网上查出所需的化学数据44

思考题与习题45

第二章　溶液与离子平衡51

第一节　溶液51

一、分散系的基本概念51

二、溶液浓度的表示方法52

第二节　稀溶液的依数性53

一、溶液的蒸气压下降54

二、溶液的沸点升高和凝固点降低56

三、溶液的渗透压58

第三节　酸碱质子理论61

一、酸、碱的定义61

二、酸碱反应的实质62

三、酸、碱的强度63

第四节　酸和碱的质子转移平衡64

一、水的质子自递平衡64

二、一元弱酸的质子转移平衡64

三、多元弱酸的质子转移平衡65

四、同离子效应66

五、缓冲溶液67

第五节　难溶电解质的溶解平衡74

一、溶度积74

二、沉淀-溶解平衡的移动76

第六节　配位平衡81

一、配位化合物的概念81

二、配位平衡83

三、配离子的稳定常数84

四、配位平衡的移动84

五、配位化合物的应用87

第七节　胶体89

一、胶体的特性89

二、胶体的稳定性和聚沉90

三、胶体的保护91

科苑导读：智商与酸度——IQ与pH63

科苑导读：水也能感染情绪？！72

网络导航：专业化学网站91

化学技术：现代化学分离分析技术——色谱法97

思考题与习题92

第三章　氧化还原反应　电化学100

第一节　氧化还原反应100

一、氧化与还原100

二、氧化数101

第二节　原电池和电极电势102

一、原电池102

二、电极电势103

三、影响电极电势的因素106

四、原电池电动势与吉布斯函数变的关系108

五、电极电势的应用109

第三节　电解113

一、电解池113

二、分解电压114

三、电解的产物115

第四节　金属的腐蚀与防护116

一、化学腐蚀117

二、电化学腐蚀117

三、金属腐蚀的防止119

科苑导读：“汞心脏”——化学震荡中存在化学混沌现象112

科苑导读：龋齿——发生在牙齿上的电化学腐蚀119

网络导航：如何检索科技文章和论文123

思考题与习题125

第四章　物质结构基础130

第一节　原子结构与周期系130

一、核外电子运动的特殊性130

二、原子轨道和电子云132

三、核外电子分布与周期系140

四、元素性质的周期性145

第二节　化学键148

一、离子键148

二、共价键151

三、分子的空间构型156

四、配离子中的化学键161

第三节　分子间力与氢键167

一、分子的极性和电偶极矩167

二、分子间力169

三、氢键170

四、分子间力和氢键对物质性质的影响171

第四节　晶体结构172

一、晶体与非晶体172

二、晶体的基本类型173

三、液晶176

四、晶体的缺陷177

五、非化学计量化合物177

六、单质的晶体类型178

科苑导读：看看g轨道角度分布图139

科苑导读：给分子做个CT检查！166

网络导航：周期表探趣179

化学技术：基于原子中电子跃迁的技术——发射和吸收光谱分析185

思考题与习题180

第五章　金属元素与金属材料190

第一节　金属元素概述190

一、金属的分类190

二、金属元素的化学性质191

三、过渡金属元素197

第二节　几种重要的金属元素及其重要化合物200

一、钛及其重要化合物200

二、铬及其重要化合物201

三、锰及其重要化合物202

四、稀土元素203

第三节　合金材料206

一、合金的结构和类型206

二、合金材料207

第四节　金属材料的化学与电化学加工210

一、化学镀210

二、电铸211

三、化学蚀刻212

四、化学抛光与电解抛光212

五、电解加工213

科苑导读：奇妙的“人造金属”199

科苑导读：金属中的魔术师209

网络导航：了解金属材料214

思考题与习题215

第六章　非金属元素与无机非金属材料219

第一节　非金属元素概述219

一、周期系中的非金属元素219

二、非金属元素单质的物理性质219

三、非金属元素单质的化学性质220

第二节　非金属元素的重要化合物222

一、卤化物222

二、氧化物224

三、含氧酸及其盐226

第三节　耐火、保温与陶瓷材料233

一、耐火、保温材料233

二、陶瓷材料235

第四节　新型无机非金属材料239

一、半导体材料239

二、超导材料242

三、激光材料244

四、光导材料247

科苑导读：“化害为利”还是“昭雪沉冤”——硝酸盐与NO研究的新发现229

科苑导读：纳米科技237

网络导航：通向专利的便车道249

化学技术：基于分子振动-转动的技术——红外吸收光谱分析法253

思考题与习题250

第七章　有机高分子化合物及高分子材料256

第一节　高分子化合物的基本概念256

一、高分子化合物256

二、高分子化合物的制备260

三、高聚物的性能262

第二节　有机高分子材料266

一、塑料266

二、合成橡胶269

三、合成纤维271

四、功能高分子273

五、复合材料275

六、高分子材料的老化与防老化276

科苑导读：微型化学开关——朝着分子计算机迈出一大步265

科苑导读：乳酸纤维、玉米塑料——不必再开刀！273

网络导航：进入材料科学大世界278

思考题与习题279

第八章　化学与能源283

第一节　概述283

一、能量的形态与能量的转换283

二、能源的概念与分类284

第二节　燃料能源284

一、燃料的分类与组成284

二、燃烧焓（热）285

三、煤的气化和液化288

四、天然气的性质及用途289

第三节　化学电源291

一、原电池291

二、蓄电池292

三、燃料电池295

第四节　新能源296

一、氢能297

二、核能300

三、太阳能303

四、生物质能305

科苑导读：可燃冰——百幕大“魔鬼三角”释疑290

科苑导读：月球——能源开发和移民的新领地？303

网络导航：能源发展的目标306

化学技术：基于元素质荷比的分析技术——质谱法309

思考题与习题307

第九章　化学与环境保护313

第一节　人类与环境313

一、环境313

二、人类与环境的关系313

第二节　环境污染314

一、大气污染315

二、水污染321

三、土壤污染325

四、噪声污染327

五、光污染327

六、生物污染327

第三节　环境污染的防治329

一、大气污染的防治329

二、水污染的防治331

三、土壤污染的防治334

第四节　废弃物的综合利用337

一、烟尘的综合利用337

二、废气的综合利用337

三、废水的综合利用337

四、垃圾的综合利用338

五、废渣的综合利用339

科苑导读：绿色化学328

科苑导读：空气汽车336

网络导航：关心我们的环境339

思考题与习题340

第十章　化学与生命343

第一节　构成生命体的一些重要有机化合物343

一、碳水化合物（糖类）343

二、蛋白质、肽、氨基酸345

三、酶351

第二节　DNA与遗传353

一、核酸353

二、DNA的结构355

三、生物体的遗传356

第三节　人类基因组计划与基因工程357

一、人类基因组计划357

二、基因工程359

科苑导读：“剪子”——让血库里的血全是O型！352

科苑导读：讨论：转基因食品不会“转”你的基因361

网络导航：了解生命科学的最新进展363

化学技术：基于质子自旋磁矩的技术——核磁共振波谱法366

思考题与习题364

第十一章　化学与生活370

第一节　膳食营养370

一、蛋白质370

二、脂肪371

三、碳水化合物（糖类）373

四、维生素374

五、无机盐376

六、水378

第二节　安全用药380

一、药物的一般概念380

二、常用药物举例380

第三节　常用化学品387

一、表面活性剂387

二、洗涤剂392

三、牙膏394

第四节　常用油品395

一、车用汽油的使用性能395

二、车用柴油的使用性能396

三、润滑油（脂）397

第五节　生活中的色彩402

一、精美的照片402

二、多彩的玻璃404

三、瑰丽的珠宝405

四、节日的焰火406

科苑导读：从“对症下药”到制造“超人”——基因治疗的未来384

科苑导读：反物质——宇宙中还有一个“反地球”吗？401

网络导航：五彩缤纷的化学网站407

思考题与习题408

第十二章　化学与国防411

第一节　火药和“军事四弹”411

一、火药与炸药411

二、“军事四弹”412

第二节　化学武器414

一、化学武器及其危害415

二、化学武器的特点416

三、化学武器的防护417

四、禁止化学武器公约419

第三节　核武器421

一、核武器的主要杀伤因素421

二、原子弹422

三、氢弹423

四、中子弹424

第四节　现代武器装备与化学426

一、高能炸药426

二、反装备武器427

三、军用新材料428

科苑导读：未来的军服420

科苑导读：只伤武器不伤人的新化学弹425

网络导航：国防高科技与化学429

思考题与习题430

部分习题参考答案432

参考书目435

附录436

附录一　100.000kPa时一些物质的热力学性质436

附表1　一些物质的标准摩尔生成焓、标准摩尔生成吉布斯函数、标准摩尔熵436

附表2　一些参考态元素的标准摩尔熵446

附录二　一些弱电解质的解离常数447

附录三　配离子的稳定常数447

附录四　标准电极电势448

附录五　一些物质的溶度积452

附录六　常用符号表453