目錄
前言
第1章 熱化學(xué) 1
1.1 化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)及體積功 1
1.1.1 系統(tǒng)和環(huán)境 1
1.1.2 熱力學(xué)第一定律 2
1.1.3 內(nèi)能 2
1.1.4 內(nèi)能的改變量與熱和功的關(guān)系 2
1.1.5 吸熱過(guò)程和放熱過(guò)程 3
1.1.6 狀態(tài)函數(shù) 3
1.2 焓及焓變 4
1.2.1 焓 4
1.2.2 反應(yīng)的焓變 5
1.3 赫斯定律 8
1.4 標(biāo)準(zhǔn)生成焓及反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)焓變 9
1.4.1 標(biāo)準(zhǔn)生成焓 9
1.4.2 反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)焓變 10
閱讀材料I 能源 12
思考題 14
習(xí)題 15
第2章 化學(xué)反應(yīng)的基本原理 18
2.1 化學(xué)反應(yīng)速率 18
2. 1.1 基本概念 18
2.1.2 濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響 20
2.1.3 溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響 22
2.2 化學(xué)平衡 22
2.2.1 化學(xué)平衡概念 22
2.2.2 平衡常數(shù) 23
2.2.3 多相平衡 28
2.2.4 平衡常數(shù)的計(jì)算 29
2.2.5 平衡常數(shù)的應(yīng)用 30
2.2.6 勒夏特列原理 33
2.3 化學(xué)反應(yīng)的方向和吉布斯自由能變 36
2.3.1 熵和熱力學(xué)第二定律 36
2.3.2 吉布斯自由能 40
2.3.3 自由能變化與溫度的關(guān)系 41
2.3.4 非標(biāo)準(zhǔn)條件下反應(yīng)自由能變化的計(jì)算 43
2.3.5 標(biāo)準(zhǔn)摩爾自由能變和標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù) 43
2.3.6 如何推動(dòng)非自發(fā)反應(yīng) 45
閱讀材料Ⅱ 食品及其營(yíng)養(yǎng) 45
思考題 47
習(xí)題 48
第3章 水溶液化學(xué) 54
3.1 溶液的依數(shù)性 54
3.1.1 蒸氣壓降低 54
3.1.2 沸點(diǎn)升高 55
3.1.3 凝固點(diǎn)降低 56
3.1.4 滲透壓 57
3.1.5 摩爾質(zhì)量的測(cè)定 58
3.2 酸堿平衡 59
3.2.1 酸堿質(zhì)子理論 59
3.2.2 路易斯酸堿理論 62
3.2.3 強(qiáng)酸和強(qiáng)堿 64
3.2.4 弱酸和弱堿 65
3.3 緩沖溶液 74
3.3.1 同離子效應(yīng) 74
3.3.2 緩沖溶液的組成和作用 75
3.3.3 緩沖溶液pH的計(jì)算 76
3.4 贍溶強(qiáng)電解質(zhì)的溶解平衡 80
3.4.1 溶度積常數(shù) 81
3.4.2 溶解度 82
3.5 影響難溶強(qiáng)電解質(zhì)溶解度的主要因素 82
3.5.1 同離子效應(yīng) 83
3.5.2 鹽效應(yīng) 84
3.5.3 pH對(duì)溶解度的影響 85
3.5.4 生成配離子的影響 86
3.5.5* 氧化還原的影響 87
3.6 離子的沉淀和分離 87
3.6.1 溶度積規(guī)則 87
3.6.2 選擇性沉淀、分步沉淀和沉淀的轉(zhuǎn)化 88
3.7 膠體 91
3.7.1 親水溶膠和憎水溶膠 91
3.7.2 膠體的運(yùn)動(dòng) 92
閱讀材料Ⅲ 環(huán)境化學(xué) 92
思考題 100
習(xí)題 101
第4章 電化學(xué) 105
4.1 氧化還原反應(yīng)方程式的配平及原電池 105
4. 1.1 半反應(yīng)方程式 106
4.1.2 用半反應(yīng)法配平氧化還原反應(yīng)方程 106
4.1.3 原電池 108
4.2 電池電動(dòng)勢(shì) 110
4.2.1 標(biāo)準(zhǔn)還原電極電勢(shì) 110
4.2.2 氧化劑和還原劑的相對(duì)強(qiáng)弱 114
4.3 氧化還原反應(yīng)的自發(fā)性 115
4.3.1 氧化還原反應(yīng)方向的判斷 115
4.3.2 電動(dòng)勢(shì)與自由能變化的關(guān)系 117
4.4 濃度對(duì)電動(dòng)勢(shì)的影響 118
4.4.1 能斯特方程 118
4.4.2 氧化還原反應(yīng)的平衡常數(shù) 119
閱讀材料Ⅳ 金屬的腐蝕與防護(hù)商業(yè)電池 120
思考題 124
習(xí)題 126
第5章 物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ) 130
5.1 氡原子結(jié)構(gòu) 130
5. 1.1 原子軌道和四個(gè)量子數(shù) 131
5.1.2 氫原子的結(jié)構(gòu)及其電子云分布 133
5.1.3 氫原子的電子角度分布 136
5.2 多電子原子的結(jié)構(gòu) 137
5.2.1 屏蔽效應(yīng)和鉆穿效應(yīng) 137
5.2.2 多電子原子的軌道能級(jí)交錯(cuò) 137
5.2.3 多電子原子的核外電子排布 138
5.2.4 核外電子排布的周期性 140
5.3 元素周期律及元素某些性質(zhì)的周期性 142
5.3.1 原子半徑 143
5.3.2 電離能 145
5.3.3 電子親和能 146
5.3.4 電負(fù)性 147
5.4 金屬鍵與金屬晶體 l48
5.5 離子鍵與離子晶體 150
5.6 共價(jià)鍵與分子的結(jié)構(gòu) 151
5.6.1 共價(jià)鍵及其特性 151
5.6.2 VB理論 154
5.6.3 雜化軌道理論 156
5.7 分子間作用力 160
5.7.1 范德華力 160
5.7.2 氫鍵 161
閱讀材料V 核旋轉(zhuǎn)和磁共振成像 163
思考題 164
習(xí)題 164
第6章 單質(zhì)及一些重要無(wú)機(jī)化合物 167
6.1 金屬、非金屬和準(zhǔn)金屬 167
6. 1.1 金屬單質(zhì) 167
6.1.2 非金屬單質(zhì) 170
6.1.3 準(zhǔn)金屬單質(zhì) l72
6.2 幾種特殊的無(wú)機(jī)化合物 174
6.2.1 含鹵化合物 174
6.2.2 氧化物 176
6.2.3 硼化物和碳化物 179
6.2.4 硅酸鹽 180
閱讀材料Ⅵ 金屬材料和無(wú)機(jī)非金屬材料 182
恩考題 185
習(xí)題 186
第7章 高分子化合物 189
7.1 高分子化合物概述 189
7. 1.1 高分子化合物的基本概念和特征 189
7.1.2 高分子化合物的命名和分類 190
7.1.3 高分子化合物的合成 195
7.2 高分子化合物的基本結(jié)構(gòu)和基本特性 l96
7.2.1 彈性和塑性 197
7.2.2 力學(xué)性能 199
7.2.3 電絕緣性 200
7.2.4 溶解性 200
7.2.5 化學(xué)穩(wěn)定性和老化 202
7.3 有機(jī)高分子材料及其應(yīng)用 203
閱讀材料Ⅶ 高分子材料 206
思考題 212
習(xí)題 213
第8章 生命化學(xué) 215
8.1 生命的元素組成和無(wú)機(jī)分子 215
8. 1.1 生命的元素組成 215
8.1.2 生命的無(wú)機(jī)分子 216
8.2 生物大分子 217
8.2.1 糖類 217
8.2.2 脂類 220
8.2.3 蛋白質(zhì) 222
8.2.4 酶 227
8.2.5 核酸 230
8.2.6 新陳代謝 233
閱讀材料Ⅷ 基因工程 239
思考題 243
習(xí)題 243
習(xí)題參考答案 245
附錄 253
附錄1 水的性質(zhì) 253
附錄2 一些物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)熱力學(xué)數(shù)據(jù) 254
附錄3 離解平衡常數(shù) 260
附錄4 標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì) 263