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第1章 化学反应的调控与应用1

1.1 化学反应的基本概念与常用术语1

1.1.1 系统和环境1

1.1.2 过程和途径1

1.1.3 状态和状态函数2

1.1.4 热和功2

1.1.5 热力学能3

1.2 化学反应的能量关系3

1.2.1 热力学第一定律3

1.2.2 热化学和赫斯定律4

1.2.3 热力学的标准状态与生成焓5

1.2.4 键能6

1.3 化学反应的自发性及其判据7

1.3.1 化学反应的自发性7

1.3.2 熵8

1.3.3 吉布斯函数9

1.4 化学反应的限度及其转化率提高11

1.4.1 可逆反应与化学平衡11

1.4.2 标准平衡常数12

1.4.3 依据平衡常数的计算14

1.4.4 化学平衡的移动15

1.5 化学平衡的应用17

1.5.1 酸碱溶液中pH的计算与控制18

1.5.2 沉淀的生成与溶解25

1.5.3 配合物的生成与解离28

1.6 化学反应的速率及其控制31

1.6.1 化学反应速率及其表示法31

1.6.2 影响化学反应速率的因素32

思考题与习题37

第2章 电化学基础与应用40

2.1 原电池与电极电势40

2.1.1 原电池40

2.1.2 电极电势42

2.2 电极电势的应用45

2.2.1 能斯特方程式45

2.2.2 浓度对电极电势的影响46

2.2.3 电极电势的应用48

2.3 化学电源50

2.3.1 一次电池51

2.3.2 二次电池51

2.3.3 燃料电池52

2.3.4 绿色电池53

2.4 电解技术54

2.4.1 电解原理54

2.4.2 电解电压55

2.4.3 电解产物56

2.4.4 电解食盐水57

2.4.5 电化学技术57

2.5 金属的腐蚀与防护60

2.5.1 电化学腐蚀60

2.5.2 金属防腐技术61

思考题与习题64

第3章 物质的微观结构及其键合66

3.1 原子结构和元素周期系66

3.1.1 核外电子运动状态的量子力学描述66

3.1.2 基态原子中电子的分布原则71

3.1.3 原子的电子层结构73

3.1.4 元素周期系75

3.2 原子的键合与分子中的电子运动82

3.2.1 现代价键理论82

3.2.2 共价键的键参数89

3.2.3 分子间力和氢键91

3.3 配合物结构的价键理论96

3.3.1 价键理论的基本要点96

3.3.2 配合物的几何构型96

3.3.3 外轨配键与内轨配键99

3.3.4 配合物的稳定性与磁性99

思考题与习题101

第4章 物质的聚集与分散103

4.1 气态103

4.1.1 理想气体103

4.1.2 实际气体105

4.1.3 气体的液化与储运106

4.2 液态108

4.2.1 液体的溶解性108

4.2.2 液体的表面张力108

4.2.3 液体的毛细现象109

4.3 溶液109

4.3.1 溶液的浓度及其计算110

4.3.2 物质的溶解度及其影响因素111

4.3.3 溶液的蒸气压112

4.3.4 稀溶液的依数性113

4.4 固态115

4.4.1 晶体和非晶体115

4.4.2 晶体的类型116

4.5 胶体118

4.5.1 溶胶的制备119

4.5.2 胶体的特性119

4.5.3 胶体的结构与稳定性120

4.5.4 胶体的聚沉121

4.5.5 气溶胶121

思考题与习题122

第5章 元素及其化合物的性质与变化规律123

5.1 物质的熔点与沸点123

5.1.1 离子晶体的熔、沸点与晶格能之间的关系123

5.1.2 离子极化对固体熔、沸点的影响124

5.1.3 分子晶体的熔、沸点与分子间力的关系125

5.2 化合物的溶解性126

5.2.1 分子晶体的溶解性及其规律126

5.2.2 离子化合物的溶解性及其规律126

5.2.3 pH和配位作用对溶解性的影响128

5.3 无机物的颜色及其变化规律128

5.3.1 常见无机物的颜色128

5.3.2 无机物显色的原因129

5.4 酸碱性130

5.4.1 化合物的酸碱性130

5.4.2 酸碱的应用132

5.5 氧化还原性134

5.5.1 单质的氧化还原性134

5.5.2 化合物的氧化还原性135

5.5.3 常用的氧化剂和还原剂137

5.6 化合物的热稳定性139

5.6.1 卤化物的热稳定性规律139

5.6.2 含氧酸盐的热稳定性139

思考题与习题140

第6章 能源工程中的化学142

6.1 能源概论142

6.1.1 能量及其能量转化142

6.1.2 能源的定义与分类143

6.1.3 新能源的概念143

6.2 化石燃料的有效利用和清洁生产144

6.2.1 化石燃料的定义、分类和组成144

6.2.2 煤的气化、液化和干馏145

6.3 氢能的开发与利用147

6.3.1 氢气的制备147

6.3.2 氢气的储存149

6.3.3 氢气的应用151

6.4 可再生能源的开发152

6.4.1 生物质能源的利用153

6.4.2 太阳能利用155

思考题与习题158

第7章 机械和建筑工程中的化学159

7.1 工程材料的结构与性能159

7.1.1 工程材料的分类159

7.1.2 工程材料的键合特征160

7.1.3 工程材料的性能特征161

7.2 工程材料的腐蚀与防护162

7.2.1 金属的腐蚀与防护162

7.2.2 钢筋混凝土的腐蚀与防护164

7.2.3 高分子材料的腐蚀与防护166

7.3 材料的摩擦与润滑171

7.3.1 机械与化学抛光171

7.3.2 纳米润滑剂173

7.3.3 高分子摩擦材料173

7.4 材料的清洗与表面处理174

7.4.1 材料的表面处理技术174

7.4.2 钢的表面强化的化学方法176

7.4.3 高分子材料表面处理的化学方法178

7.5 建筑材料中的助剂化学181

7.5.1 水泥外加剂的种类181

7.5.2 化学外加剂的发展181

思考题与习题184

第8章 信息工程中的化学185

8.1 信息感知化学185

8.1.1 温度传感器186

8.1.2 气体传感器187

8.1.3 湿度的表示与湿度传感器189

8.2 信息转换功能材料191

8.2.1 压电转换材料191

8.2.2 光电转换材料193

8.2.3 热电转换材料195

8.3 信息存储材料198

8.3.1 信息记录与存储的一般原理198

8.3.2 磁记录材料200

8.3.3 光信息存储材料201

8.4 信息传输材料202

8.4.1 光纤的结构203

8.4.2 石英光纤203

8.4.3 塑料光纤（POF）203

思考题与习题204

第9章 环境工程中的化学205

9.1 大气污染及其防治205

9.1.1 大气污染物205

9.1.2 大气污染的防治211

9.1.3 CO2的排放与循环利用211

9.2 水体污染及其防治213

9.2.1 水体污染213

9.2.2 水体污染的防治215

9.3 土壤污染及其防治216

9.3.1 土壤的主要污染物217

9.3.2 土壤污染的防治219

思考题与习题220

第10章 危险化学品的管理与消防221

10.1 危险化学品安全管理基础知识221

10.1.1 危险化学品的分类与特性221

10.1.2 危险化学品的储存和运输224

10.2 危险化学品事故的预防和事故处理224

10.2.1 操作时的预防224

10.2.2 常用危险化学品事故处置226

10.3 危险化学品的消防227

10.3.1 燃烧的条件227

10.3.2 危险化学品火灾防治措施228

10.3.3 灭火方法与灭火剂229

思考题与习题232

参考文献233

附录234

附表1 一些常见弱酸、弱碱的标准解离常数（298.15K）234

附表2 水溶液中的标准电极电势（298.15K）234

附表3 一些物质的溶度积常数（298.15K）236

附表4 一些常见配离子的稳定常数K？稳237

附表5 一些物质的热力学函数值（298.15K）237