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1 化学反应的基本规律1

1.1 化学反应中的能量关系1

1.1.1 基本概念1

1.1.2 热力学第一定律2

1.2 化学反应的热效应2

1.2.1 热化学方程式3

1.2.2 盖斯定律3

1.2.3 标准摩尔生成焓与标准焓变4

1.3 化学反应的方向5

1.3.1 自发反应5

1.3.2 熵和熵变5

1.3.3 化学反应自发过程的判断和吉布斯函数变7

1.4 化学平衡9

1.4.1 可逆反应与化学平衡9

1.4.2 标准平衡常数10

1.4.3 气体分压定律10

1.4.4 标准吉布斯函数和标准平衡常数之间的关系11

1.4.5 有关平衡常数的计算11

1.4.6 化学平衡的移动12

1.5 化学反应速率14

1.5.1 反应速率的表示方法14

1.5.2 影响反应速率的因素15

1.5.3 反应速率理论简介17

问题与习题19

2 溶液中的化学平衡25

2.1 稀溶液的通性25

2.1.1 蒸气压下降25

2.1.2 沸点上升和凝固点下降26

2.1.3 渗透压27

2.2 酸碱理论29

2.2.1 酸碱质子理论29

2.2.2 酸碱电子理论31

2.2.3 软硬酸碱理论31

2.3 弱电解质的解离平衡32

2.3.1 解离平衡及解离常数32

2.3.2 多元弱酸的解离平衡34

2.3.3 缓冲溶液35

2.4 强电解质的电离36

2.4.1 强电解质的电离36

2.4.2 活度37

2.5 沉淀与溶解平衡37

2.5.1 溶度积和溶解度38

2.5.2 溶度积规则及其应用39

2.6 氧化还原反应41

2.6.1 氧化数41

2.6.2 氧化还原反应方程式的配平42

2.6.3 氧化还原反应的应用44

2.7 配合物和配离子的解离平衡45

2.7.1 配合物的组成45

2.7.2 配离子的解离平衡46

问题与习题47

3 电化学51

3.1 原电池51

3.1.1 原电池51

3.1.2 电极52

3.2 电极电势53

3.2.1 电极电势的产生53

3.2.2 电极电势的确定54

3.3 Nernst方程55

3.3.1 原电池电动势的计算55

3.3.2 电极电势的计算56

3.4 电极电势的应用57

3.4.1 判断氧化剂、还原剂的相对强弱57

3.4.2 判断氧化还原反应进行的方向57

3.4.3 计算氧化还原反应进行的程度58

3.4.4 元素电势图及其应用59

3.5 化学电源61

3.5.1 干电池61

3.5.2 蓄电池61

3.5.3 燃料电池62

3.6 电解及其应用62

3.6.1 电解62

3.6.2 电镀63

3.6.3 电抛光63

3.6.4 阳极氧化63

3.7 腐蚀与防护64

3.7.1 金属的腐蚀64

3.7.2 金属的防护65

问题与习题66

4 物质结构70

4.1 原子结构70

4.1.1 玻尔理论70

4.1.2 波粒二象性70

4.1.3 薛定谔方程71

4.1.4 4个量子数71

4.1.5 原子轨道73

4.1.6 电子云73

4.1.7 多电子原子核外电子排布74

4.1.8 元素周期表76

4.1.9 元素周期律76

4.2 分子结构79

4.2.1 化学键参数79

4.2.2 共价键81

4.2.3 离子键85

4.2.4 金属键86

4.3 分子间作用力87

4.3.1 分子的极性和变形性88

4.3.2 分子间力90

4.3.3 氢键91

4.4 晶体结构92

4.4.1 晶体基本类型92

4.4.2 离子晶体92

4.4.3 混合型晶体95

4.4.4 实际晶体96

问题与习题97

5 单质与无机化合物101

5.1 单质的存在和制取101

5.1.1 单质的存在101

5.1.2 单质的制取102

5.2 单质的性质102

5.2.1 s区元素的单质103

5.2.2 p区元素的单质104

5.2.3 d区和ds区元素的单质107

5.2.4 镧系和锕系金属110

5.3 二元无机化合物111

5.3.1 氢化物112

5.3.2 卤化物113

5.3.3 氧化物116

5.3.4 硫化物118

5.3.5 碳、氮、硼化合物119

5.4 含氧酸及其盐121

5.4.1 含氧酸121

5.4.2 含氧酸盐的热稳定性122

5.4.3 含氧酸盐的氧化还原性123

5.4.4 硅酸及其盐125

问题与习题126

6 材料与化学130

6.1 金属材料130

6.1.1 金属单质130

6.1.2 合金131

6.2 无机非金属材料133

6.2.1 传统的无机材料133

6.2.2 先进的无机材料136

6.3 有机高分子材料及复合材料138

6.3.1 高分子化合物的结构和特性138

6.3.2 合成高分子材料141

6.3.3 功能高分子142

6.3.4 复合材料143

6.4 纳米材料145

6.4.1 纳米材料的定义及发展概况145

6.4.2 纳米材料的特性146

6.4.3 纳米材料的化学制备方法147

6.4.4 纳米材料的应用148

问题与习题150

7 工业化学152

7.1 能源152

7.1.1 能源分类152

7.1.2 化石能源152

7.1.3 氢能源154

7.1.4 新型能源154

7.2 摩擦与润滑155

7.2.1 摩擦的分类156

7.2.2 摩擦产生的机理156

7.2.3 磨损157

7.2.4 润滑157

7.2.5 润滑剂158

7.3 胶粘剂与涂料159

7.3.1 胶粘剂159

7.3.2 涂料160

7.4 日用品163

7.4.1 衣物163

7.4.2 洗涤剂166

7.4.3 化妆品167

问题与习题169

8 环境与生命科学171

8.1 环境污染及防治171

8.1.1 大气污染及其防治171

8.1.2 水体污染及其防治174

8.1.3 土壤污染及其防治175

8.2 食物与健康176

8.2.1 食物营养176

8.2.2 营养成分176

8.2.3 食品中的化学制品178

8.3 生命科学179

8.3.1 生物体中的化学元素179

8.3.2 氨基酸、蛋白质和酶179

8.3.3 核酸、DNA与RNA181

8.3.4 基因工程与遗传信息182

8.3.5 药物183

8.3.6 毒品184

问题与习题186

附录187

附表1 常用物理常数187

附表2 标准生成焓、标准生成吉布斯函数和标准熵187

附表3 弱酸弱碱在水溶液中的解离常数189

附表4 溶度积常数190

附表5 标准电极电势190

附表6 配合物的稳定常数192

参考文献193