工科大学化学(魏金枝)

《工科大学化学》内容包括化学基础理论和应用化学两部分。 化学基础理论涵盖化学反应基本规律、溶液化学与离子平衡、氧化还原反应与电化学基础、物质结构基础等。 应用化学部分重点关注金属元素与金属材料、化学与无机非金属材料、高分子化合物与高分子材料、化学与环境、化学与能源。 《工科大学化学》还设置了“化学视野”、“知识链接”、“网络导航”等栏目，有助于提高学生学习兴趣。

《工科大学化学》是高等院校非化学化工类工科有关专业的化学素质课程教材。 《工科大学化学》主要内容包括化学基础理论和应用化学两部分。其中化学基础理论涵盖化学反应基本规律、溶液化学与离子平衡、氧化还原反应与电化学基础、物质结构基础等化学原理的相关基础知识。应用化学部分注重化学与工程实际、化学与全球热点相联系，重点关注金属元素与金属材料、化学与无机非金属材料、高分子化合物与高分子材料、化学与环境、化学与能源等主题。 为了开阔学生的视野，了解和跟踪化学发展的前沿，拓宽获取信息的通道，《工科大学化学》还设置了“知识链接”、“网络导航”，提供了理论知识应用于实际的具体典范，有助于提高学生学习兴趣、激发学习动力，实现学以致用、以用促学的教学目的。 本书适合于高等院校非化学化工类工科有关专业本科生学习使用，也可供相关人员参考。

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第1章化学反应基本规律/1 1.1化学反应中的能量关系1 1.1.1热力学基本概念1 1.1.2热力学第一定律2 1.1.3化学反应热效应4 1.2化学反应的方向8 1.2.1自发过程8 1.2.2熵9 1.2.3吉布斯函数变与化学 反应方向10 1.3化学反应进行的程度 和化学平衡13 1.3.1化学平衡13 1.3.2标准平衡常数与标准 吉布斯函数变16 1.3.3化学平衡的移动17 1.4化学反应速率20 1.4.1化学反应速率的表示20 1.4.2反应速率理论和活化能21 1.4.3影响化学反应速率的因素22 知识链接25 习题27 第2章溶液化学与离子平衡/31 2.1溶液的通性31 2.1.1溶液的蒸气压下降31 2.1.2溶液的沸点升高及 凝固点下降32 2.1.3溶液的渗透压33 2.2酸碱平衡35 2.2.1酸碱理论35 2.2.2弱酸和弱碱的解离平衡36 2.2.3同离子效应与缓冲溶液38 2.3配位平衡41 2.3.1配位化合物的组成41 2.3.2配合物的命名43 2.3.3配位反应与配位平衡43 2.3.4配位平衡的移动44 2.4沉淀？溶解平衡45 2.4.1溶解度45 2.4.2溶度积45 2.4.3沉淀的生成和溶解47 2.4.4两种沉淀之间的平衡48 拓展阅读50 知识链接51 习题53 第3章氧化还原反应――电化 学基础/56 3.1氧化还原反应56 3.1.1氧化数56 3.1.2氧化还原57 3.2原电池与电极电势57 3.2.1原电池57 3.2.2电极电势59 3.2.3影响电极电势的因素61 3.2.4原电池电动势与吉布斯 自由能变之间的关系63 3.2.5电极电势的应用63 3.3电解的基本原理和应用65 3.3.1电解池65 3.3.2分解电压65 3.3.3电解产物66 3.4金属的腐蚀与防护67 3.4.1化学腐蚀67 3.4.2电化学腐蚀68 3.4.3金属腐蚀的防护69 知识链接70 习题71 第4章物质结构基础/73 4.1原子结构与周期性73 4.1.1微观粒子运动的基本特征73 4.1.2核外电子的运动状态75 4.1.3多电子原子核外电子 排布式79 4.1.4原子的电子结构和 元素周期律84 4.2分子结构与化学键89 4.2.1化学键89 4.2.2离子键与离子化合物89 4.2.3共价键与共价化合物90 4.3分子间作用力和氢键96 4.3.1分子的极性和偶极矩96 4.3.2分子间力97 4.3.3氢键99 4.4晶体结构100 4.4.1晶体的特征100 4.4.2晶体的基本类型100 知识链接104 习题105 第5章金属元素与金属材料/108 5.1金属元素概述108 5.1.1金属的分类108 5.1.2主族金属元素109 5.1.3过渡金属元素110 5.2金属及合金材料111 5.2.1钢铁（铁碳合金）112 5.2.2有色金属及合金113 5.2.3新型金属材料116 5.3金属材料的电化学加工120 5.3.1电镀120 5.3.2电铸121 5.3.3电解抛光121 5.3.4电解加工122 5.3.5阳极氧化122 知识链接123 网络导航123 习题124 第6章化学与无机非金属材料/125 6.1传统无机非金属材料125 6.1.1硅酸盐125 6.1.2陶瓷126 6.1.3水泥128 6.1.4玻璃130 6.2新型无机非金属材料131 6.3无机非金属基复合材料132 6.3.1纤维增强无机非金 属基复合材料133 6.3.2颗粒增强无机非金属 基复合材料134 知识链接134 网络导航135 习题135 第7章高分子化合物与高分子 材料/136 7.1高分子化合物概述136 7.1.1高分子化合物的合成136 7.1.2高分子化合物的结构137 7.1.3高分子化合物的性能138 7.2通用高分子材料140 7.2.1塑料140 7.2.2橡胶143 7.2.3纤维145 7.3功能高分子材料148 7.3.1聚合物光导纤维148 7.3.2超强吸水高分子149 7.3.3高分子压电材料151 7.4聚合物基复合材料152 7.4.1增强剂152 7.4.2聚合物基体153 7.4.3聚合物基复合材料 的应用154 知识链接155 网络导航155 习题156 第8章化学与环境/157 8.1概述157 8.2水污染与治理157 8.2.1水体主要污染物157 8.2.2给水处理系统162 8.2.3废水（污水）处理系统164 8.2.4节约水资源165 8.3大气污染与防治166 8.3.1大气中主要污染物167 8.3.2空气质量评价168 8.3.3全球性大气环境问题168 8.4固体废物的处理和利用173 8.4.1固体废物及分类173 8.4.2固体废物对环境的危害174 8.4.3固体废物的处理及利用174 知识链接177 网络导航178 习题179 第9章化学与能源/180 9.1能源分类与能源问题180 9.1.1能源分类180 9.1.2能源问题181 9.2常规能源181 9.2.1煤炭181 9.2.2石油183 9.2.3天然气184 9.3化学电池185 9.3.1原电池185 9.3.2蓄电池186 9.3.3燃料电池187 9.4新能源188 9.4.1太阳能188 9.4.2生物质能189 9.4.3风能191 9.4.4核能191 9.4.5氢能193 9.4.6海洋能193 9.4.7天然气水合物194 9.4.8地热能194 9.4.9油页岩和油砂195 9.5节能195 知识链接196 网络导航198 习题199 附录/201 附表1一些物质的热力学性质 (298.15K和100kPa)201 附表2一些弱电解质的解离常数 (298.15K和100kPa)206 附表3一些微溶化合物的溶 度积常数206 附表4标准电极电势(298.15K 和101.325kPa)208 参考文献/212