《普通化學(xué)(第二版)》全書共計14章:第1章緒論,主要介紹化學(xué)的研究對象、作用、內(nèi)容、任務(wù),并介紹學(xué)習(xí)方法,以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,第2章~第9章為基礎(chǔ)篇,重點闡述化學(xué)反應(yīng)的基本原理、物質(zhì)結(jié)構(gòu)、分析化學(xué)基礎(chǔ)及有機化學(xué)基礎(chǔ)理論;第10章~第14章為應(yīng)用篇,主要闡明化學(xué)基礎(chǔ)理論在能源工程、材料工程、土木工程、生命科學(xué)及環(huán)境保護等領(lǐng)域的應(yīng)用。全書內(nèi)容的編排遵從由易到難、由理論到應(yīng)用的漸進規(guī)律,重視理論與實踐的密切結(jié)合,將化學(xué)的基本理論和基礎(chǔ)知識進行系統(tǒng)整合,構(gòu)建全面、系統(tǒng)、完整、精煉的教材體系。此外,本書配套數(shù)字化教學(xué)資源,讀者可以通過掃描二維碼,觀看重點、難點教學(xué)視頻,實現(xiàn)了教學(xué)手段的創(chuàng)新和教學(xué)模式的多元化。
《普通化學(xué)(第二版)》可作為高等院校非化學(xué)化工類專業(yè)的本科生教材,也可供從事相關(guān)工作的專業(yè)技術(shù)人員學(xué)習(xí)和參考。
第1章緒論1
1.1化學(xué)的研究對象和重要作用1
1.2普通化學(xué)的內(nèi)容及任務(wù)4
1.3如何學(xué)習(xí)普通化學(xué)5
第一篇基礎(chǔ)篇
第2章氣體8
2.1理想氣體狀態(tài)方程9
2.1.1氣體定律9
2.1.2理想氣體狀態(tài)方程9
2.2理想氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用10
2.2.1計算p,V,T,n中的任意物理量10
2.2.2計算氣體的密度10
2.2.3計算氣體的摩爾質(zhì)量11
2.3氣體混合物、分壓定律11
2.3.1理想氣體混合物11
2.3.2道爾頓分壓定律11
思考題13
習(xí)題13
第3章化學(xué)熱力學(xué)基礎(chǔ)15
3.1熱力學(xué)基本概念與術(shù)語15
3.1.1系統(tǒng)和環(huán)境15
3.1.2狀態(tài)和狀態(tài)函數(shù)16
3.1.3過程和途徑16
3.1.4化學(xué)反應(yīng)計量式和反應(yīng)進度17
3.2熱力學(xué)第一定律18
3.2.1熱18
3.2.2功19
3.2.3熱力學(xué)能(內(nèi)能)19
3.2.4熱力學(xué)第一定律20
3.3熱化學(xué)20
3.3.1化學(xué)反應(yīng)熱20
3.3.2定容反應(yīng)熱與定壓反應(yīng)熱21
3.3.3ΔrUm和ΔrHm的關(guān)系22
3.3.4熱化學(xué)方程式22
3.3.5標準摩爾生成焓23
3.4Hess定律和化學(xué)反應(yīng)焓變的計算24
3.4.1Hess定律24
3.4.2化學(xué)反應(yīng)焓變的計算25
3.5化學(xué)反應(yīng)的方向26
3.5.1自發(fā)變化與反應(yīng)的自發(fā)性26
3.5.2反應(yīng)自發(fā)方向與焓26
3.5.3反應(yīng)自發(fā)方向與系統(tǒng)的混亂度27
3.5.4熵和化學(xué)反應(yīng)的熵變27
3.5.5Gibbs函數(shù)和化學(xué)反應(yīng)Gibbs函數(shù)變29
思考題31
習(xí)題32
第4章化學(xué)動力學(xué)基礎(chǔ)35
4.1化學(xué)反應(yīng)速率及其表示方法35
4.2濃度對反應(yīng)速率的影響——速率方程36
4.2.1化學(xué)反應(yīng)速率方程36
4.2.2由實驗確定速率方程的方法——初始速率法38
4.3溫度對反應(yīng)速率的影響——Arrhenius方程39
4.3.1Van’tHoff經(jīng)驗規(guī)則39
4.3.2Arrhenius方程39
4.4反應(yīng)速率理論40
4.4.1碰撞理論41
4.4.2過渡態(tài)理論(活化配合物理論)41
4.5催化劑對反應(yīng)速率的影響42
4.5.1催化劑42
4.5.2催化劑的主要特征42
思考題43
習(xí)題44
第5章化學(xué)反應(yīng)與化學(xué)平衡45
5.1標準平衡常數(shù)及應(yīng)用45
5.1.1化學(xué)平衡及特征45
5.1.2標準平衡常數(shù)46
5.1.3Gibbs函數(shù)與化學(xué)平衡48
5.1.4多重平衡原理49
5.1.5標準平衡常數(shù)的應(yīng)用50
5.2影響化學(xué)平衡移動的因素——平衡移動原理54
5.2.1濃度(或分壓)對化學(xué)平衡的影響54
5.2.2壓力對化學(xué)平衡的影響55
5.2.3溫度對化學(xué)平衡的影響57
5.3酸堿反應(yīng)與酸堿平衡58
5.3.1酸堿質(zhì)子理論59
5.3.2酸堿反應(yīng)的實質(zhì)59
5.3.3弱酸、弱堿的解離平衡60
5.3.4鹽溶液的酸堿平衡66
5.3.5緩沖溶液67
5.3.6酸堿指示劑71
5.3.7酸堿電子理論73
5.4沉淀反應(yīng)與沉淀溶解平衡74
5.4.1溶解度與溶度積74
5.4.2沉淀的生成與溶解77
5.4.3分步沉淀與沉淀的轉(zhuǎn)化85
思考題87
習(xí)題88
第6章氧化還原反應(yīng)電化學(xué)基礎(chǔ)91
6.1氧化還原反應(yīng)91
6.1.1氧化數(shù)(氧化值)91
6.1.2氧化還原反應(yīng)基本概念92
6.1.3氧化還原反應(yīng)方程式的配平93
6.2原電池94
6.2.1原電池的構(gòu)造94
6.2.2原電池的電池符號94
6.2.3原電池的電動勢95
6.2.4原電池的最大功與Gibbs函數(shù)96
6.3電極電勢97
6.3.1參比電極97
6.3.2標準電極電勢99
6.3.3Nernst方程100
6.3.4影響電極電勢的因素101
6.4電極電勢的應(yīng)用104
6.4.1計算原電池的電動勢104
6.4.2判斷氧化劑、還原劑的相對強弱105
6.4.3判斷氧化還原反應(yīng)方向105
6.4.4計算氧化還原反應(yīng)的平衡常數(shù)107
6.4.5計算某些非氧化還原反應(yīng)的平衡常數(shù)107
6.5元素電勢圖及其應(yīng)用108
6.5.1元素電勢圖108
6.5.2元素電勢圖的應(yīng)用109
思考題111
習(xí)題111
第7章物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)113
7.1核外電子的運動狀態(tài)113
7.1.1氫原子光譜和Bohr理論113
7.1.2微觀粒子的波粒二象性116
7.1.3波函數(shù)和原子軌道118
7.1.4波函數(shù)和電子云的空間圖形119
7.1.5量子數(shù)與核外電子的運動狀態(tài)121
7.2多電子原子結(jié)構(gòu)123
7.2.1Pauling近似能級圖124
7.2.2核外電子排布規(guī)則124
7.2.3核外電子排布式與元素周期表126
7.2.4元素性質(zhì)的周期性129
7.3共價鍵與分子結(jié)構(gòu)134
7.3.1價鍵理論134
7.3.2雜化軌道理論與分子空間構(gòu)型140
7.4晶體結(jié)構(gòu)144
7.4.1晶體的分類144
7.4.2離子晶體146
7.4.3分子晶體151
思考題157
習(xí)題158
第8章分析化學(xué)基礎(chǔ)160
8.1分析化學(xué)概述160
8.1.1分析化學(xué)的任務(wù)和作用160
8.1.2分析方法的分類161
8.1.3分析化學(xué)的發(fā)展趨勢162
8.2定量分析基礎(chǔ)163
8.2.1定量分析的過程163
8.2.2定量分析中的誤差164
8.2.3誤差的減免165
8.2.4誤差和偏差的表示方法165
8.2.5分析結(jié)果的數(shù)據(jù)處理168
8.3滴定分析法172
8.3.1滴定分析法的基本概念172
8.3.2滴定分析對化學(xué)反應(yīng)的要求172
8.3.3滴定分析法的分類173
8.3.4滴定分析中的滴定方式174
8.3.5基準物質(zhì)和標準溶液176
8.3.6滴定分析結(jié)果的計算178
思考題180
習(xí)題181
第9章有機化學(xué)基礎(chǔ)182
9.1有機化合物的特征和分類182
9.1.1有機化學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展182
9.1.2有機化合物的特征182
9.1.3有機化合物的分類184
9.2有機化合物的命名185
9.2.1烷烴、烯烴和炔烴的命名186
9.2.2單環(huán)芳烴的命名188
9.2.3鹵代烴的命名189
9.2.4醇、酚和醚的命名189
9.2.5醛、酮的命名191
9.2.6羧酸及其衍生物的命名191
9.3有機化合物的重要反應(yīng)192
9.4有機化合物的性質(zhì)194
9.4.1烷烴194
9.4.2烯烴196
9.4.3炔烴198
9.4.4芳烴200
9.4.5鹵代烴202
9.4.6醇、酚、醚203
9.4.7醛、酮、羧酸和酯205
思考題208
習(xí)題209
第二篇應(yīng)用篇
第10章化學(xué)與能源工程212
10.1能源概況及其分類212
10.1.1能源212
10.1.2能源的分類212
10.1.3能源危機與環(huán)境污染213
10.1.4世界能源及我國能源概況214
10.2能量產(chǎn)生和轉(zhuǎn)化的化學(xué)原理217
10.2.1能量的產(chǎn)生—化學(xué)熱效應(yīng)217
10.2.2能量的轉(zhuǎn)化和利用效率—熱力學(xué)第一、第二定律217
10.3常規(guī)能源的綜合利用218
10.3.1煤炭218
10.3.2石油221
10.3.3天然氣222
10.4新能源的開發(fā)和利用222
10.4.1太陽能222
10.4.2生物質(zhì)能224
10.4.3氫能227
10.4.4核能228
10.4.5綠色電池231
10.4.6其他可再生能源232
思考題236
習(xí)題237
第11章化學(xué)與材料工程238
11.1材料的分類及特性238
11.1.1金屬材料及其特性238
11.1.2無機非金屬材料及其特性239
11.1.3高分子材料及其特性240
11.1.4復(fù)合材料及其特性242
11.2金屬材料244
11.2.1鋼鐵244
11.2.2銅及其合金245
11.2.3鈦及其合金246
11.2.4鋁及其合金246
11.2.5特種功能合金材料247
11.3無機非金屬材料248
11.3.1新型無機非金屬材料248
11.3.2傳統(tǒng)無機非金屬材料252
11.4金屬腐蝕與防護255
11.4.1金屬的腐蝕255
11.4.2金屬腐蝕的防護257
思考題263
習(xí)題263
第12章化學(xué)與土木工程265
12.1水硬性膠凝材料——水泥265
12.1.1水泥的分類265
12.1.2水泥的組成266
12.1.3硅酸鹽水泥原料及生產(chǎn)過程267
12.1.4硅酸鹽水泥的凝結(jié)與硬化267
12.2氣硬性膠凝材料之一——石膏269
12.2.1石膏的生產(chǎn)和品種269
12.2.2建筑石膏270
12.3氣硬性膠凝材料之二——石灰271
12.3.1石灰的原料及燒制271
12.3.2石灰的熟化與硬化272
12.3.3石灰的特性272
12.3.4石灰在建筑工程中的應(yīng)用273
12.4混凝土外加劑273
12.4.1混凝土外加劑的發(fā)展273
12.4.2混凝土外加劑的分類274
12.4.3混凝土外加劑的功能275
12.4.4減水劑275
12.4.5早強劑276
12.4.6其他混凝土外加劑279
12.5鋼筋混凝土的腐蝕與防腐280
12.5.1混凝土的組成280
12.5.2混凝土的腐蝕281
12.5.3混凝土中鋼筋的腐蝕284
12.5.4鋼筋混凝土的防腐措施285
12.6化學(xué)在土木工程檢測中的應(yīng)用286
12.6.1工程砂組成成分檢測286
12.6.2水泥組成成分檢測287
思考題287
習(xí)題288
第13章化學(xué)與生命科學(xué)289
13.1化學(xué)與飲食289
13.1.1糖類289
13.1.2蛋白質(zhì)293
13.1.3油脂297
13.1.4維生素298
13.1.5礦物質(zhì)300
13.2化學(xué)與藥物301
13.2.1常用的化學(xué)藥物301
13.2.2癌癥與基因治療302
13.3生命體中的無機元素303
13.3.1必需常量元素在人體中的作用304
13.3.2必需微量元素在人體中的作用305
13.4生命系統(tǒng)中的仿生材料307
13.4.1生物醫(yī)用金屬材料307
13.4.2生物醫(yī)用高分子材料308
13.4.3生物陶瓷310
13.4.4生物醫(yī)用復(fù)合材料311
思考題311
習(xí)題312
第14章化學(xué)與環(huán)境保護313
14.1環(huán)境與污染313
14.1.1環(huán)境313
14.1.2人類與環(huán)境314
14.1.3化學(xué)與環(huán)境314
14.1.4環(huán)境問題與環(huán)境污染315
14.2大氣污染與防治316
14.2.1懸浮顆粒物317
14.2.2含硫化合物、硫酸霧318
14.2.3一氧化碳和二氧化碳318
14.2.4碳氫化合物(烴類化合物)319
14.2.5氮氧化合物319
14.2.6大氣中的綜合性污染物320
14.2.7大氣污染的危害322
14.2.8大氣污染的防治323
14.3水污染防治326
14.3.1水和水體326
14.3.2水污染326
14.3.3水污染產(chǎn)生的原因326
14.3.4常見的水污染327
14.3.5水污染的化學(xué)治理329
14.3.6城市生活污水脫氮除磷的方法330
14.4固體廢物污染與治理331
14.4.1固體廢物331
14.4.2固體廢物的危害331
14.4.3固體廢物的治理332
14.5廢棄物的綜合利用333
14.5.1煙塵的綜合利用333
14.5.2廢氣的綜合利用333
14.5.3廢水的綜合利用333
14.5.4垃圾的綜合利用334
14.5.5廢渣的綜合利用335
14.6環(huán)境保護與可持續(xù)發(fā)展335
14.6.1化學(xué)對環(huán)境保護的其他作用335
14.6.2清潔生產(chǎn)336
14.6.3綠色化學(xué)337
14.6.4環(huán)境保護與可持續(xù)發(fā)展338
思考題340
習(xí)題341
附錄342
附錄1國際原子量表342
附錄2化合物的分子量343
附錄3一些物質(zhì)的標準熱力學(xué)數(shù)據(jù)(p=100kPa,25℃)347
附錄4常用酸溶液和堿溶液的相對密度和濃度356
附錄5弱酸、弱堿在水中的解離常數(shù)(298K,I=0)357
附錄6常用的緩沖溶液的配制359
附錄7難溶化合物的溶度積常數(shù)(18℃)360
附錄8常見電極的標準電極電勢(298.15K)362
附錄9某些配離子的標準穩(wěn)定常數(shù)(25℃)365
參考文獻367