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第1章 热化学与新能源1

1.1 热力学系统和状态函数1

1.1.1 系统、环境、过程1

1.1.2 状态函数3

1.1.3 热和功3

1.2 能量守恒和化学反应热5

1.2.1 内能和热力学第一定律5

1.2.2 系统的焓和等压反应热7

1.2.3 热化学反应方程式8

1.2.4 Hess定律和反应热的计算9

阅读资料 能源的合理利用12

习题18

第2章 化学反应的基本原理20

2.1 化学反应的方向和推动力20

2.1.1 自发过程及其特征20

2.1.2 自发的化学反应的推动力21

2.2 熵与混乱度21

2.2.1 熵与混乱度21

2.2.2 熵增原理22

2.3 系统的Gibbs自由能23

2.3.1 用Gibbs自由能判断化学反应方向23

2.3.2 Gibbs自由能变的计算24

2.3.3 非标准状态下Gibbs自由能变的计算25

2.4 化学反应的限度和标准平衡常数26

2.4.1 化学反应的限度与标准平衡常数概述26

2.4.2 用标准平衡常数判断自发反应的方向27

2.4.3 多重平衡27

2.4.4 化学平衡的移动27

阅读资料 环境化学和绿色化学29

习题31

第3章 水溶液化学33

3.1 分散系33

3.2 溶液的通性33

3.2.1 溶液的依数性34

3.2.2 电解质溶液的通性37

3.3 胶体39

3.3.1 胶体的表面吸附39

3.3.2 胶团的性质39

3.3.3 溶胶的结构40

3.3.4 溶胶的聚沉41

3.4 表面活性剂41

3.4.1 表面活性剂的结构41

3.4.2 表面活性剂的应用42

阅读资料 水泥缓凝剂、速凝剂简介44

习题48

第4章 酸碱平衡与酸碱滴定49

4.1 电解质溶液49

4.2 酸碱理论50

4.2.1 酸碱质子理论50

4.2.2 酸碱的相对强弱51

4.3 溶液酸度的计算55

4.3.1 质子平衡式55

4.3.2 一元弱酸（碱）溶液酸度的计算55

4.3.3 多元弱酸（碱）溶液酸度的计算57

4.3.4 酸碱平衡的移动57

4.4 缓冲溶液58

4.4.1 缓冲作用原理59

4.4.2 缓冲溶液pH的计算59

4.4.3 缓冲容量60

4.4.4 重要缓冲溶液60

4.5 溶液酸碱性和应用61

4.5.1 溶液酸度的测试61

4.5.2 缓冲溶液的应用和选择64

习题64

第5章 沉淀溶解平衡67

5.1 溶度积67

5.1.1 溶度积常数67

5.1.2 溶度积和溶解度的相互换算68

5.1.3 溶度积原理68

5.2 沉淀溶解平衡的移动69

5.2.1 影响难溶电解质溶解度的因素69

5.2.2 沉淀的溶解70

5.3 多种沉淀之间的平衡72

5.3.1 分步沉淀72

5.3.2 沉淀的转化74

阅读资料 水污染及其危害74

习题77

第6章 配位化合物79

6.1 配位化合物的组成79

6.2 配位化合物的命名80

6.3 配位化合物的结构81

6.3.1 配合物的空间构型81

6.3.2 配合物的异构现象82

6.4 配位化合物的价键理论84

6.4.1 配位原子的孤对电子84

6.4.2 中心离子的空轨道84

6.5 配位化合物的热力学稳定性和配位平衡86

6.6 配位化合物的应用88

习题90

第7章 电化学与氧化还原平衡91

7.1 氧化还原反应的基本概念91

7.1.1 氧化值91

7.1.2 氧化与还原92

7.2 电极电势92

7.2.1 原电池92

7.2.2 电极电势简介93

7.2.3 标准电极电势94

7.2.4 能斯特方程式95

7.2.5 影响电极电势的因素95

7.3 电极电势的应用96

7.3.1 计算原电池的电动势96

7.3.2 判断氧化还原反应进行的方向97

7.3.3 确定氧化还原反应的平衡常数98

7.3.4 计算Ksp或溶液的pH99

阅读资料一 电化学腐蚀在桥梁修建工程中的作用100

阅读资料二 电化学处理工业废水的技术101

习题101

第8章 现代价键理论和分子间作用力103

8.1 现代价键理论104

8.1.1 价键理论概述104

8.1.2 杂化轨道理论108

8.1.3 分子轨道理论112

8.2 分子间作用力113

8.2.1 分子的极性和分子的极化113

8.2.2 分子间作用力114

8.2.3 氢键115

习题117

第9章 化学反应速率118

9.1 化学反应速率的表示方法118

9.1.1 反应进度118

9.1.2 化学反应速率概述119

9.1.3 化学反应的平均速率120

9.1.4 化学反应的瞬时速率120

9.2 反应机理和元反应121

9.2.1 简单反应与复合反应121

9.2.2 元反应和反应分子数121

9.2.3 质量作用定律与速率方程式122

9.3 具有简单级数的反应及其特点123

9.3.1 一级反应123

9.3.2 二级反应124

9.3.3 零级反应125

9.4 化学反应速率理论简介125

9.4.1 碰撞理论与活化能126

9.4.2 过渡状态理论简介127

9.5 温度与化学反应速率的关系128

9.6 催化剂对化学反应速率的影响129

9.6.1 催化剂及催化作用129

9.6.2 生物催化剂——酶130

阅读资料 生活中的化学130

习题131

第10章 误差及数据处理134

10.1 误差的基本概念134

10.1.1 误差134

10.1.2 偏差136

10.1.3 标准偏差136

10.1.4 极差137

10.1.5 公差137

10.1.6 准确度与精密度的关系138

10.2 误差的传递139

10.2.1 系统误差的传递140

10.2.2 随机误差的传递140

10.2.3 极值误差140

10.3 有效数字的表示与运算规则141

10.3.1 有效数字141

10.3.2 数字的修约规则142

10.3.3 有效数字运算规则142

10.3.4 分析结果有效数字位数的确定143

10.4 随机误差的正态分布143

10.4.1 频数分布143

10.4.2 正态分布144

10.4.3 随机误差的区间概率145

10.5 少量数据的统计处理147

10.5.1 t分布曲线147

10.5.2 平均值的置信区间148

10.6 数据的评价——显著性检验、异常值的取舍149

10.6.1 显著性检验149

10.6.2 异常值的取舍152

10.7 回归分析154

10.7.1 一元线性回归方程154

10.7.2 相关系数154

10.8 提高分析结果准确度的方法155

习题157

第11章 现代分离和分析方法介绍158

11.1 膜分离技术158

11.1.1 膜分离技术的分类与基本原理158

11.1.2 膜分离材料的分类160

11.1.3 膜分离技术的应用160

11.2 超声分离162

11.2.1 超声萃取的原理162

11.2.2 超声萃取的特点163

11.2.3 影响因素163

11.2.4 应用164

11.3 固相萃取164

11.3.1 固相萃取的原理164

11.3.2 固相萃取（SPE）装置与操作步骤165

11.3.3 固相萃取的应用166

11.4 超临界流体萃取167

11.4.1 基本原理167

11.4.2 超临界流体的选择168

11.4.3 萃取过程与装置169

11.4.4 超临界萃取技术的应用169

11.5 加速溶剂萃取170

11.5.1 加速溶剂萃取的原理170

11.5.2 加速溶剂萃取的装置与流程170

11.5.3 萃取过程的主要影响因素与特点171

11.5.4 应用171

11.6 微波辅助萃取171

11.6.1 微波辅助萃取的原理与特点172

11.6.2 微波辅助萃取的影响因素172

11.6.3 微波辅助萃取设备概况简介172

11.6.4 微波辅助萃取的应用173

11.7 紫外可见吸收光谱173

11.7.1 方法概述173

11.7.2 基本原理174

11.7.3 紫外可见分光光度计179

11.7.4 其他定量光度分析法187

11.7.5 其他应用188

第12章 复杂物质分析示例192

12.1 水泥熟料的分析192

12.1.1 概述192

12.1.2 不同水泥熟料成分的分析193

12.2 农药残留的分析195

12.2.1 样品前处理技术195

12.2.2 样品检测技术195

12.2.3 试样分析示例195

12.3 废水试样的分析199

12.3.1 金属离子的分析199

12.3.2 非金属无机污染物的分析200

12.3.3 有机污染物的分析200

12.3.4 痕量有机污染物的测定201

12.4 水的净化与废水处理201

第13章 化学在土木工程中的应用206

13.1 桥梁的腐蚀和防护206

13.1.1 桥梁的电化学腐蚀的原理及条件206

13.1.2 桥梁耐久性检测的主要内容及研发的相应传感器207

13.1.3 桥梁的腐蚀防护措施207

13.2 市政工程中常用的保温材料208

13.2.1 保温材料概述208

13.2.2 保温材料主要分类208

13.2.3 材料类型210

13.3 工程中常用的防水层材料211

13.3.1 材料类型211

13.3.2 防水层材料的原理213

13.3.3 三种防水层的比较区别214

13.4 沥青等材料配比及原理214

13.5 其他跟化学相关的土木工程材料及应用217

13.5.1 化学原理在岩土工程中的应用217

13.5.2 工程砂组成成分检测219

13.5.3 水泥组分成分检测219

第14章 实验220

14.1 化学实验的目的和任务220

14.2 大学化学实验的学习方法220

14.3 学生实验守则221

14.4 实验室安全规则222

14.5 意外事故的紧急处理222

14.6 常见仪器使用方法223

14.6.1 试管操作223

14.6.2 滴定管及其使用224

14.6.3 吸管及其使用227

14.6.4 容量瓶及其使用228

实验一 仪器的认领、洗涤和干燥229

实验二 电子天平称量练习230

实验三 酸碱标准溶液的配制和标定231

实验四 醋酸解离度和解离常数的测定233

实验五 沉淀溶解平衡235

实验六 熔点和沸点的测定237

实验七 简单蒸馏和分馏240

实验八 重结晶及过滤243

实验九 氯化物的测定245

实验十 化学需氧量的测定247

实验十一 铁的测定249

实验十二 氨氮的测定251

附录254

附录1 水的离子积常数254

附录2 弱电解质在水中的解离常数254

附录3 难溶化合物的溶度积常数（25℃）256

附录4 金属配合物的稳定常数257

附录5 298.15K的标准摩尔生成焓、标准摩尔生成自由能和标准摩尔熵的数据258

附录6 一些有机化合物的标准摩尔燃烧热260

附录7 常见电极的标准电极电势（298.15K）261

附录8 常用缓冲溶液的pH范围261

附录9 常用指示剂262

参考文献265