大学化学（第二版）

　　《大学化学》是普通高等理工科学校非化学化工类专业化学基础课教材。全书共分为七章，主要内容包括物质结构基础、化学反应的基本原理、溶液、电化学原理及应用、化学与材料、化学与能源、化学与环境保护。每章末附有本章要点和思考题与习题。其教材特点是以现代化学的基本原理和知识为基础，融合了传统化学学科的多个分支，并渗透了与化学密切相关的材料、能源、环境等学科的交叉内容。其知识体系系统完整、语言精炼、概念准确、内容新、范围广，可以满足非化学化工类专业学生对化学知识的需求。

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1物质结构基础 / 1
1.1原子结构 / 1
1.1.1氢原子结构 / 1
1.1.2多电子原子结构 / 6
1.1.3元素周期律 / 9
1.2化学键与分子结构 / 12
1.2.1共价键的价键理论 / 12
1.2.2配合物的价键理论 / 21
1.2.3价层电子对互斥理论 / 24
1.2.4分子轨道理论 / 28
1.2.5离子键 / 32
1.2.6金属键 / 33
1.3分子间力与氢键 / 34
1.3.1分子的电偶极矩和极化率 / 34
1.3.2分子间力 / 36
1.3.3氢键 / 38
1.4晶体结构和缺陷 / 41
1.4.1晶体结构 / 41
1.4.2晶体缺陷 / 49
本章要点 / 51
习题 / 52

2化学反应的基本原理 / 57
2.1基本概念 / 57
2.1.1系统与环境 / 57
2.1.2聚集状态与相 / 58
2.1.3系统的状态与状态函数 / 59
2.1.4过程与途径 / 59
2.1.5热和功 / 60
2.1.6热力学能 / 61
2.1.7热力学第一定律 / 61
2.2热化学 / 62
2.2.1化学反应的热效应 / 62
2.2.2化学反应进度 / 65
2.2.3热化学方程式 / 66
2.2.4盖斯定律 / 67
2.2.5化学反应热的计算 / 67
2.3化学反应的方向 / 71
2.3.1化学反应的自发过程 / 71
2.3.2影响化学反应方向的因素 / 71
2.3.3化学反应的标准摩尔吉布斯自由能变的计算和反应方向的判断 / 74
2.3.4利用反应的ΔrHm和ΔrSm估算反应自发进行的温度 / 76
2.4化学反应的限度——化学平衡 / 77
2.4.1可逆反应与化学平衡 / 77
2.4.2平衡常数 / 78
2.4.3标准平衡常数与标准摩尔吉布斯自由能变 / 81
2.4.4化学平衡的移动 / 84
2.5化学反应速率 / 86
2.5.1化学反应速率及其表示方法 / 86
2.5.2化学反应速率理论简介 / 87
2.5.3影响化学反应速率的因素 / 89
本章要点 / 95
习题 / 97

3溶液 / 104
3.1稀溶液的通性 / 104
3.1.1溶液浓度的表示方法 / 104
3.1.2稀溶液的蒸气压下降及拉乌尔定律 / 105
3.1.3稀溶液的沸点上升和凝固点下降 / 106
3.1.4溶液的渗透压 / 108
3.2溶液中单相离子平衡 / 109
3.2.1弱电解质的解离平衡 / 109
3.2.2同离子效应和缓冲溶液 / 112
3.2.3配位平衡 / 114
3.3酸碱理论 / 119
3.3.1酸碱质子理论 / 119
3.3.2酸碱反应 / 121
3.4溶液中多相离子平衡 / 122
3.4.1难溶电解质的溶度积 / 122
3.4.2溶度积和溶解度 / 123
3.4.3溶度积规则及其应用 / 123
3.4.4多相离子平衡移动 / 124
3.5胶体 / 127
3.5.1胶体的特性 / 127
3.5.2胶体的结构 / 128
3.5.3溶胶的稳定性与聚沉 / 129
3.5.4胶体的保护 / 130
3.6表面活性剂 / 130
3.6.1表面张力和表面活性剂 / 130
3.6.2表面活性剂的种类 / 131
3.6.3表面活性剂的作用和应用 / 131
本章要点 / 132
习题 / 134

4电化学原理及应用 / 137
4.1氧化还原反应 / 137
4.1.1氧化还原与氧化数 / 137
4.1.2氧化还原反应方程式的配平 / 139
4.1.3常见的氧化剂和还原剂 / 141
4.2电极电势 / 142
4.2.1原电池与氧化还原反应 / 142
4.2.2电极电势 / 144
4.2.3标准电极电势 / 145
4.2.4能斯特方程 / 147
4.2.5电池电动势与反应吉布斯自由能变的关系 / 149
4.2.6氧化还原反应中的化学平衡 / 149
4.3电极电势的应用 / 149
4.3.1计算原电池的电动势及电极的电极电势 / 150
4.3.2比较氧化剂和还原剂的相对强弱 / 151
4.3.3判断氧化还原反应进行的方向 / 151
4.3.4判断氧化还原反应进行的程度 / 152
4.3.5元素电势图 / 153
4.4应用电化学简介 / 155
4.4.1化学电源 / 155
4.4.2电解 / 161
4.4.3金属的腐蚀与防护 / 162
4.4.4电化学中的环境保护 / 169
本章要点 / 171
习题 / 172

5化学与材料 / 176
5.1概述 / 176
5.1.1化学与材料的关系 / 177
5.1.2材料的定义与分类 / 177
5.1.3材料的地位与作用 / 178
5.2金属材料 / 178
5.2.1钢铁 / 178
5.2.2铜和铜合金 / 179
5.2.3铝和铝合金 / 179
5.2.4镁和镁合金 / 180
5.2.5钛和钛合金 / 180
5.3无机非金属材料 / 180
5.3.1陶瓷 / 180
5.3.2非晶态材料与玻璃 / 182
5.3.3水泥与胶凝材料 / 182
5.3.4混凝土 / 183
5.3.5耐火材料 / 184
5.4高分子材料 / 184
5.4.1塑料 / 185
5.4.2橡胶 / 187
5.4.3涂料与胶黏剂 / 188
5.4.4纤维 / 189
5.4.5功能高分子材料 / 191
5.5复合材料 / 192
5.5.1金属基复合材料 / 192
5.5.2聚合物基复合材料 / 193
5.5.3陶瓷基复合材料 / 194
5.6超材料 / 196
5.6.1几类超材料 / 197
5.6.2超材料的应用与展望 / 198
5.7碳纤维材料 / 201
5.7.1碳纤维概述 / 201
5.7.2国内外研究发展状况 / 203
5.7.3碳纤维材料应用实例：碳纳米管 / 204
本章要点 / 205
习题 / 207

6化学与能源 / 208
6.1能源概述 / 208
6.1.1能源的概念与分类 / 208
6.1.2能量的转化 / 209
6.1.3能源利用的发展史 / 210
6.2常规能源 / 211
6.2.1燃料的分类与组成 / 211
6.2.2燃料的热值 / 212
6.2.3煤、石油、天然气、水能 / 213
6.3新能源 / 219
6.3.1核能 / 219
6.3.2氢能 / 223
6.3.3太阳能 / 225
6.3.4生物质能 / 226
6.3.5可燃冰 / 226
本章要点 / 227
习题 / 227

7可持续发展与绿色化学 / 230
7.1可持续发展的内涵 / 230
7.1.1关于可持续发展的诸多解释 / 230
7.1.2可持续发展的含义 / 232
7.2人类与环境 / 233
7.2.1环境 / 233
7.2.2环境的形成和发展 / 234
7.2.3人体中的化学 / 234
7.2.4人类与环境的关系 / 238
7.3环境污染 / 239
7.3.1大气污染 / 239
7.3.2水污染 / 244
7.3.3土壤污染及荒漠化、沙化 / 246
7.4环境污染的防治 / 248
7.4.1大气污染的防治 / 248
7.4.2水污染的防治 / 249
7.4.3土壤污染的防治 / 252
7.5废物的综合利用 / 253
7.5.1废气的综合利用 / 253
7.5.2废水的综合利用 / 254
7.5.3废渣的综合利用 / 254
7.6绿色化学 / 255
7.6.1绿色化学的基本概念 / 255
7.6.2绿色化学实例 / 256
本章要点 / 257
习题 / 258

8大学化学选做实验 / 260
实验一电化学实验 / 260
实验二氨基的测定 / 265
实验三醋酸总酸度的测定 / 267
实验四水的总硬度测定 / 269
实验五pH值的测定 / 271
实验六醋酸解离常数的测定 / 273
实验七分光光度法测定钢中的锰 / 275
实验八离子选择性电极法测定水中氟含量 / 277
实验九硫酸铜的提纯 / 280
实验十淀粉胶黏剂的制备 / 282
实验十一比色法测定水果(或蔬菜)中维生素C的含量 / 283
实验十二从茶叶中提取咖啡碱 / 285
实验十三计算机联用测定无机盐溶解热 / 287

附录 / 290
附录1常用符号表 / 290
附录2一些单质和化合物的ΔfHm、ΔfGm和Sm(298.15K) / 290
附录3一些弱电解质的解离常数(298.15K) / 294
附录4一些物质的溶度积(298.15K) / 295
附录5标准电极电势(298.15K) / 296

参考文献 / 298

元素周期表/300