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上篇 大学化学3

绪论3

0.1化学是一门中心的、实用的和创造性的科学3

0.2化学变化的特点4

0.3化学的分支学科5

0.4工科大学化学的教学目的8

第1章 物质的聚集状态9

1.1气体9

理想气体的状态方程9

分压定律和分体积定律11

实际气体13

1.2液体14

液体的蒸气压14

液体的沸腾15

1.3溶液15

溶液浓度表示法16

拉乌尔定律与亨利定律18

非电解质稀溶液的依数性19

1.4胶体22

胶体的性质23

胶团的结构24

溶胶的稳定性25

溶胶的制备和净化26

1.5固体28

晶体的内部结构28

晶体的分类30

本章小结31

思考题32

习题33

第2章 化学反应进行的方向及限度35

2.1基本概念35

系统与环境35

状态与状态函数36

过程与途径36

2.2热力学第一定律36

热和功37

热力学能38

热力学第一定律38

2.3焓39

等容过程热效应39

等压过程热效应与焓39

等容过程热效应与等压过程热效应的关系40

2.4热化学——化学反应的热效应41

反应进度41

标准状态42

热化学方程式43

盖斯定律43

热化学基本数据与反应焓变的计算44

2.5熵变与过程（反应）的方向46

自发过程的方向性46

反应的熵变47

2.6吉布斯函数变与反应的方向49

吉布斯函数与反应方向的判据49

标准摩尔生成吉布斯函数52

化学反应等温方程52

2.7化学平衡53

可逆反应和化学平衡53

标准平衡常数54

书写平衡常数式的注意事项54

平衡常数的计算与应用55

2.8化学平衡的移动57

浓度对化学平衡移动的影响57

压力对化学平衡移动的影响58

惰性气体对化学平衡移动的影响60

温度对化学平衡移动的影响61

平衡移动原理62

本章小结62

思考题64

习题65

第3章 化学动力学69

3.1化学反应速率69

化学反应速率的定义及其表示方法69

反应速率的实验测定70

3.2反应历程和基元反应71

反应历程和基元反应71

简单反应与复合反应72

反应分子数72

3.3化学反应速率与浓度的关系72

质量作用定律和反应速率常数72

反应级数73

3.4速率方程的微积分形式及其特征74

简单级数反应的速率方程74

简单级数反应速率方程的确定79

3.5温度对反应速率的影响80

温度与反应速率之间的经验关系式81

活化能的物理意义82

活化能对反应速率的影响83

3.6化学反应速率理论84

简单碰撞理论84

过渡状态理论85

3.7催化反应86

催化剂和催化反应86

催化反应的一般机理86

催化剂的特性88

本章小结88

思考题89

习题90

第4章 溶液中的离子平衡92

4.1酸碱质子理论92

质子酸、质子碱的定义92

共轭酸碱概念及其相对强弱93

酸碱反应的实质93

共轭酸碱解离常数及与K ？ w的关系94

4.2弱酸和弱碱的解离平衡96

一元弱酸、弱碱的解离平衡96

多元弱酸、弱碱的解离平衡97

4.3缓冲溶液98

同离子效应98

缓冲溶液的概念99

缓冲溶液的pH值计算99

缓冲溶液的配制101

4.4沉淀-溶解平衡102

标准溶度积102

溶度积和溶解度之间的换算102

溶度积规则103

溶液的pH值对沉淀-溶解平衡的影响105

分步沉淀107

难溶电解质的转化107

4.5配位化合物的解离平衡109

配位化合物的基本概念109

配位化合物的命名111

配位化合物的标准稳定常数和标准不稳定常数112

配合平衡对沉淀反应的影响113

配位化合物的平衡移动115

本章小结116

思考题118

习题118

第5章 氧化还原反应与电化学121

5.1氧化还原反应121

氧化数121

氧化与还原122

氧化还原反应方程式的配平122

5.2原电池123

原电池的基本概念123

原电池的电动势125

5.3电极电势126

标准电极电势126

电极电势的能斯特方程129

5.4电极电势的应用133

判断氧化剂和还原剂的强弱134

判断氧化还原反应进行的方向134

判断氧化还原反应进行的程度136

元素的标准电极电势图及其应用136

5.5实用电化学138

电解138

金属的电化学腐蚀与防护139

化学电源141

本章小结143

思考题144

习题145

第6章 物质结构基础148

6.1原子结构148

原子结构的早期模型148

微观粒子的波粒二象性150

现代原子结构模型151

核外电子的排布156

6.2原子的电子结构和元素周期系160

原子的电子层结构与周期160

原子的电子层结构与族161

原子的电子层结构与元素的分区162

6.3元素的性质与原子结构的关系163

原子半径163

电离能I165

电子亲和能E167

元素的电负性x168

6.4离子键169

离子键理论169

离子的极化作用和变形性171

离子极化对物质结构和性质的影响172

6.5价键理论173

价键理论的基本概念174

共价键的特征174

共价键的类型175

6.6杂化轨道理论177

杂化轨道理论的基本要点177

s-p型杂化178

s-p-d型杂化180

不等性杂化181

6.6分子轨道理论182

分子轨道理论的要点182

分子轨道的类型及能级次序183

双原子分子的结构184

6.7配位化合物的结构186

配位化合物的价键理论186

配位化合物的晶体场理论189

6.8金属与金属键195

自由电子理论196

能带理论196

6.9分子间作用力和氢键198

分子间作用力198

氢键200

本章小结201

思考题203

习题204

第7章 单质及无机化合物208

7.1元素的存在状态和分布208

7.2主族元素单质的性质209

单质的晶体结构与物理性质210

单质的化学性质212

稀有气体214

7.3过渡元素概论216

过渡元素的通性216

重要的过渡元素218

7.4镧系元素与锕系元素227

镧系元素227

锕系元素227

7.5氧化物和氢氧化物228

氧化物的物理性质228

氧化物的酸碱性及其变化规律229

氢氧化物的酸碱性230

7.6卤化物232

卤化物的物理性质232

卤化物的化学性质234

7.7硫化物235

硫化物的溶解性235

硫化物的还原性237

硫化物的酸性237

7.8含氧酸及其盐237

含氧酸的酸性238

含氧酸及其盐的热稳定性238

含氧酸及其盐的氧化还原性240

含氧酸盐的溶解性242

硅酸盐243

本章小结244

思考题245

习题245

第8章 化学与社会248

8.1化学与能源248

煤249

石油252

天然气254

燃料电池254

核能255

太阳能和氢能256

生物质能258

8.2化学与环境258

大气化学259

水的环境化学261

化学与可持续发展264

8.3化学与新材料265

信息功能材料266

结构新材料268

能源材料271

纳米材料272

8.4化学与生命274

生命中的化学元素274

氨基酸、蛋白质、酶276

核酸280

本章小结285

思考题286

下篇 化学实验289

第9章 化学实验289

实验一 标准物质的称量、配制与酸碱滴定290

实验二 醋酸解离度和解离常数的测定293

实验三 电解质溶液296

实验四 氧化还原反应与电化学299

实验五 反应级数及活化能测定303

实验六 磺基水杨酸铁（Ⅲ）配离子的组成和稳定常数的测定307

实验七 水的净化与软化处理311

实验八 常见阳离子的分离和检出315

实验九 铁矿石中铁含量的测定319

附录322

附录A 一些基本物理常数322

附录B 某些物质的标准摩尔生成焓、标准摩尔生成吉布斯函数和标准摩尔熵（298.15K）323

附录C 某些物质的标准摩尔燃烧焓（298.15K）328

附录D 一些弱电解质在水溶液中的解离常数（298.15K）329

附录E 一些配离子的稳定常数（298.15K）330

附录F 一些物质的溶度积（298.15K）331

附录G 一些电极反应的标准电极电势（298.15K）332

参考答案334

主要参考文献342