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第一章 化学反应基本规律 1

第一节 几个基本概念 1

一、系统和环境 1

二、相 2

第二节 化学反应中的质量守恒和能量守恒 2

一、化学反应质量守恒定律 2

二、热力学第一定律 3

三、化学反应的反应热 6

四、化学反应反应热的计算 8

第三节 化学反应进行的方向 11

一、化学反应的自发性 11

二、吉布斯函数变与化学反应进行的方向 13

第四节 化学反应进行的程度——化学平衡 19

一、化学平衡 19

二、化学平衡的移动 25

第五节 化学反应速率 28

一、化学反应速率的表示方法 29

二、反应速率理论和活化能 30

三、影响化学反应速率的因素 32

第六节 链化学反应与光化学反应 39

一、链反应 39

二、光化学反应 40

科苑导读：物质的第四态、第五态和第六态 18

科苑导读：飞秒化学——欣赏化学变化的“慢动作”镜头 38

网络导航：“网络导航”开航前的话——初识重要网站 41

网络导航：从网上查出所需的化学数据 44

思考题与习题 45

第二章 溶液与离子平衡 51

第一节 溶液 51

一、分散系的基本概念 51

二、溶液浓度的表示方法 52

第二节 稀溶液的依数性 53

一、溶液的蒸气压下降 54

二、溶液的沸点升高和凝固点降低 56

三、溶液的渗透压 58

第三节 酸碱质子理论 61

一、酸、碱的定义 61

二、酸碱反应的实质 62

三、酸、碱的强度 63

第四节 酸和碱的质子转移平衡 64

一、水的质子自递平衡 64

二、一元弱酸的质子转移平衡 64

三、多元弱酸的质子转移平衡 65

四、同离子效应 66

五、缓冲溶液 67

第五节 难溶电解质的溶解平衡 74

一、溶度积 74

二、沉淀-溶解平衡的移动 76

第六节 配位平衡 81

一、配位化合物的概念 81

二、配位平衡 83

三、配离子的稳定常数 84

四、配位平衡的移动 84

五、配位化合物的应用 87

第七节 胶体 89

一、胶体的特性 89

二、胶体的稳定性和聚沉 90

三、胶体的保护 91

科苑导读：智商与酸度——IQ与pH 63

科苑导读：水也能感染情绪？！ 72

网络导航：专业化学网站 91

化学技术：现代化学分离分析技术——色谱法 97

思考题与习题 92

第三章 氧化还原反应 电化学 100

第一节 氧化还原反应 100

一、氧化与还原 100

二、氧化数 101

第二节 原电池和电极电势 102

一、原电池 102

二、电极电势 103

三、影响电极电势的因素 106

四、原电池电动势与吉布斯函数变的关系 108

五、电极电势的应用 109

第三节 电解 113

一、电解池 113

二、分解电压 114

三、电解的产物 115

第四节 金属的腐蚀与防护 116

一、化学腐蚀 117

二、电化学腐蚀 117

三、金属腐蚀的防止 119

科苑导读：“汞心脏”——化学震荡中存在化学混沌现象 112

科苑导读：龋齿——发生在牙齿上的电化学腐蚀 119

网络导航：如何检索科技文章和论文 123

思考题与习题 125

第四章 物质结构基础 130

第一节 原子结构与周期系 130

一、核外电子运动的特殊性 130

二、原子轨道和电子云 132

三、核外电子分布与周期系 140

四、元素性质的周期性 145

第二节 化学键 148

一、离子键 148

二、共价键 151

三、分子的空间构型 156

四、配离子中的化学键 161

第三节 分子间力与氢键 167

一、分子的极性和电偶极矩 167

二、分子间力 169

三、氢键 170

四、分子间力和氢键对物质性质的影响 171

第四节 晶体结构 172

一、晶体与非晶体 172

二、晶体的基本类型 173

三、液晶 176

四、晶体的缺陷 177

五、非化学计量化合物 177

六、单质的晶体类型 178

科苑导读：看看g轨道角度分布图 139

科苑导读：给分子做个CT检查！ 166

网络导航：周期表探趣 179

化学技术：基于原子中电子跃迁的技术——发射和吸收光谱分析 185

思考题与习题 180

第五章 金属元素与金属材料 190

第一节 金属元素概述 190

一、金属的分类 190

二、金属元素的化学性质 191

三、过渡金属元素 197

第二节 几种重要的金属元素及其重要化合物 200

一、钛及其重要化合物 200

二、铬及其重要化合物 201

三、锰及其重要化合物 202

四、稀土元素 203

第三节 合金材料 206

一、合金的结构和类型 206

二、合金材料 207

第四节 金属材料的化学与电化学加工 210

一、化学镀 210

二、电铸 211

三、化学蚀刻 212

四、化学抛光与电解抛光 212

五、电解加工 213

科苑导读：奇妙的“人造金属” 199

科苑导读：金属中的魔术师 209

网络导航：了解金属材料 214

思考题与习题 215

第六章 非金属元素与无机非金属材料 219

第一节 非金属元素概述 219

一、周期系中的非金属元素 219

二、非金属元素单质的物理性质 219

三、非金属元素单质的化学性质 220

第二节 非金属元素的重要化合物 222

一、卤化物 222

二、氧化物 224

三、含氧酸及其盐 226

第三节 耐火、保温与陶瓷材料 233

一、耐火、保温材料 233

二、陶瓷材料 235

第四节 新型无机非金属材料 239

一、半导体材料 239

二、超导材料 242

三、激光材料 244

四、光导材料 247

科苑导读：“化害为利”还是“昭雪沉冤”——硝酸盐与NO研究的新发现 229

科苑导读：纳米科技 237

网络导航：通向专利的便车道 249

化学技术：基于分子振动-转动的技术——红外吸收光谱分析法 253

思考题与习题 250

第七章 有机高分子化合物及高分子材料 256

第一节 高分子化合物的基本概念 256

一、高分子化合物 256

二、高分子化合物的制备 260

三、高聚物的性能 262

第二节 有机高分子材料 266

一、塑料 266

二、合成橡胶 269

三、合成纤维 271

四、功能高分子 273

五、复合材料 275

六、高分子材料的老化与防老化 276

科苑导读：微型化学开关——朝着分子计算机迈出一大步 265

科苑导读：乳酸纤维、玉米塑料——不必再开刀！ 273

网络导航：进入材料科学大世界 278

思考题与习题 279

第八章 化学与能源 283

第一节 概述 283

一、能量的形态与能量的转换 283

二、能源的概念与分类 284

第二节 燃料能源 284

一、燃料的分类与组成 284

二、燃烧焓（热） 285

三、煤的气化和液化 288

四、天然气的性质及用途 289

第三节 化学电源 291

一、原电池 291

二、蓄电池 292

三、燃料电池 295

第四节 新能源 296

一、氢能 297

二、核能 300

三、太阳能 303

四、生物质能 305

科苑导读：可燃冰——百幕大“魔鬼三角”释疑 290

科苑导读：月球——能源开发和移民的新领地？ 303

网络导航：能源发展的目标 306

化学技术：基于元素质荷比的分析技术——质谱法 309

思考题与习题 307

第九章 化学与环境保护 313

第一节 人类与环境 313

一、环境 313

二、人类与环境的关系 313

第二节 环境污染 314

一、大气污染 315

二、水污染 321

三、土壤污染 325

四、噪声污染 327

五、光污染 327

六、生物污染 327

第三节 环境污染的防治 329

一、大气污染的防治 329

二、水污染的防治 331

三、土壤污染的防治 334

第四节 废弃物的综合利用 337

一、烟尘的综合利用 337

二、废气的综合利用 337

三、废水的综合利用 337

四、垃圾的综合利用 338

五、废渣的综合利用 339

科苑导读：绿色化学 328

科苑导读：空气汽车 336

网络导航：关心我们的环境 339

思考题与习题 340

第十章 化学与生命 343

第一节 构成生命体的一些重要有机化合物 343

一、碳水化合物（糖类） 343

二、蛋白质、肽、氨基酸 345

三、酶 351

第二节 DNA与遗传 353

一、核酸 353

二、DNA的结构 355

三、生物体的遗传 356

第三节 人类基因组计划与基因工程 357

一、人类基因组计划 357

二、基因工程 359

科苑导读：“剪子”——让血库里的血全是O型！ 352

科苑导读：讨论：转基因食品不会“转”你的基因 361

网络导航：了解生命科学的最新进展 363

化学技术：基于质子自旋磁矩的技术——核磁共振波谱法 366

思考题与习题 364

第十一章 化学与生活 370

第一节 膳食营养 370

一、蛋白质 370

二、脂肪 371

三、碳水化合物（糖类） 373

四、维生素 374

五、无机盐 376

六、水 378

第二节 安全用药 380

一、药物的一般概念 380

二、常用药物举例 380

第三节 常用化学品 387

一、表面活性剂 387

二、洗涤剂 392

三、牙膏 394

第四节 常用油品 395

一、车用汽油的使用性能 395

二、车用柴油的使用性能 396

三、润滑油（脂） 397

第五节 生活中的色彩 402

一、精美的照片 402

二、多彩的玻璃 404

三、瑰丽的珠宝 405

四、节日的焰火 406

科苑导读：从“对症下药”到制造“超人”——基因治疗的未来 384

科苑导读：反物质——宇宙中还有一个“反地球”吗？ 401

网络导航：五彩缤纷的化学网站 407

思考题与习题 408

第十二章 化学与国防 411

第一节 火药和“军事四弹” 411

一、火药与炸药 411

二、“军事四弹” 412

第二节 化学武器 414

一、化学武器及其危害 415

二、化学武器的特点 416

三、化学武器的防护 417

四、禁止化学武器公约 419

第三节 核武器 421

一、核武器的主要杀伤因素 421

二、原子弹 422

三、氢弹 423

四、中子弹 424

第四节 现代武器装备与化学 426

一、高能炸药 426

二、反装备武器 427

三、军用新材料 428

科苑导读：未来的军服 420

科苑导读：只伤武器不伤人的新化学弹 425

网络导航：国防高科技与化学 429

思考题与习题 430

部分习题参考答案 432

参考书目 435

附录 436

附录一 100.000kPa时一些物质的热力学性质 436

附表1 一些物质的标准摩尔生成焓、标准摩尔生成吉布斯函数、标准摩尔熵 436

附表2 一些参考态元素的标准摩尔熵 446

附录二 一些弱电解质的解离常数 447

附录三 配离子的稳定常数 447

附录四 标准电极电势 448

附录五 一些物质的溶度积 452

附录六 常用符号表 453