工程化学

《工程化学》共分六章，主要内容包括化学反应基本原理、水溶液化学、氧化还原反应与电化学、物质结构基础和工程材料等。本书以反应原理为主线，同时穿插介绍能源、大气污染、绿色化学、水污染和金属腐蚀等，在重视化学基本理论与知识的同时，甄选实例将化学与各专业现实问题联系起来，反映学科发展趋势和近期新成果，展现化学的广泛应用前景。在高等学校课程思政的人才培养发展环境和要求下，编写时注重将思政元素凝练并融入教材。《工程化学》可作为高等院校非化学化工类专业工科类学生的教材，同时可供工程技术人员参考。

2003年入职南京工业大学，2013年获得博士学位，澳大利亚昆士兰大学访问学者（2015年）。先后主讲“无机与分析化学”、“工程化学”、“有机化合物分析”3门本科课程。先后参加了《无机与分析化学》和《工程化学》校级精品课程建设，以及《高中化学衔接课程》的在线课程建设。曾获南京工业大学首届教学创新大赛优 秀奖和南京工业大学微课程特等奖。主要从事离子液体的合成、性质、应用研究；精细化学品合成及应用；天然大分子的改性应用。在国际期刊上发表SCI论文二十多篇，获国家发明专利授权2项。主持国家自然科学基金1项、省自然科学基金项目1项、主持和参与企业委托课题多项。

绪论1
第1章热化学5
1.1热化学概述5
1.1.1几个基本概念5
1.1.2热效应及其测量7
1.2反应热的计算9
1.2.1热力学第一定律9
1.2.2等容热效应与热力学能变、等压热效应与焓变10
1.2.3反应的标准摩尔焓变12
1.3能源与能源的合理利用14
1.3.1化石能源15
1.3.2新能源16
选读材料18
习题19
第2章化学反应的基本原理22
2.1化学反应的方向和吉布斯函数22
2.1.1影响化学反应方向的因素22
2.1.2吉布斯函数变与反应的自发性25
2.2反应的限度和平衡常数29
2.2.1反应限度和平衡常数29
2.2.2标准平衡常数与标准摩尔吉布斯函数变31
2.2.3化学平衡的移动及温度对平衡常数的影响32
2.3化学反应速率34
2.3.1化学反应速率和反应速率方程34
2.3.2温度对反应速率的影响37
2.3.3反应的活化能和催化剂38
2.4环境化学和绿色化学40
2.4.1大气污染与环境化学40
2.4.2绿色化学41
选读材料42
习题43
第3章水溶液化学47
3.1溶液的通性47
3.1.1非电解质溶液的通性47
3.1.2电解质溶液的通性50
3.1.3溶液通性的应用51
3.1.4表面活性剂溶液52
3.2酸碱解离平衡54
3.2.1酸碱的概念54
3.2.2弱酸弱碱的解离平衡56
3.2.3缓冲溶液和pH控制59
3.3难溶电解质的沉淀溶解平衡61
3.3.1溶度积61
3.3.2溶度积和溶解度的关系62
3.3.3溶度积规则及其应用63
3.4配位化合物和配位平衡65
3.4.1配位化合物的组成和命名65
3.4.2配位平衡及其平衡常数67
3.4.3配位化合物的应用68
3.5水的净化与废水处理70
选读材料72
习题75
第4章电化学基础78
4.1氧化还原反应78
4.2原电池79
4.2.1原电池中的化学反应79
4.2.2原电池的热力学81
4.3电极电势83
4.3.1电极电势的产生83
4.3.2标准电极电势84
4.3.3电极电势的能斯特方程——浓度对电极电势的影响86
4.4电动势与电极电势在化学上的应用87
4.4.1计算原电池电动势87
4.4.2氧化剂和还原剂相对强弱的比较88
4.4.3氧化还原反应方向和限度的判断89
4.5化学电源90
4.5.1一次电池91
4.5.2二次电池92
4.5.3连续电池94
4.5.4化学电源的正确使用96
4.6电解96
4.6.1电解的基本原理96
4.6.2分解电压和超电势97
4.6.3电解产物的一般规律99
4.6.4电解技术的应用100
4.7金属的腐蚀及防护102
4.7.1金属的电化学腐蚀102
4.7.2金属腐蚀的防护102
选读材料104
习题106
第5章物质结构基础110
5.1原子结构110
5.1.1原子结构的基本概念110
5.1.2原子核外的电子排布方式和元素周期律116
5.1.3原子光谱122
5.2分子结构123
5.2.1化学键123
5.2.2分子的极性和空间构型127
5.2.3分子间作用力132
5.2.4超分子化学135
5.2.5分子光谱136
5.3晶体结构139
5.3.1晶体的基本类型139
5.3.2晶体结构的测定143
5.3.3晶体的缺陷与非整比化合物144
5.3.4非线性光学晶体145
选读材料146
习题148
第6章化学与工程材料150
6.1金属材料150
6.1.1金属元素概述150
6.1.2合金材料151
6.1.3超导材料154
6.2无机非金属材料155
6.2.1非金属元素概述155
6.2.2胶凝材料155
6.2.3陶瓷材料156
6.2.4半导体材料157
6.2.5光导纤维材料157
6.3高分子材料158
6.3.1高分子化合物的定义158
6.3.2高分子的分类158
6.3.3高分子的命名159
6.3.4高分子的合成160
6.3.5高分子的结构161
6.3.6高分子的热转变163
6.3.7高分子的一些物理性能164
6.3.8通用高分子材料165
6.3.9功能高分子材料170
6.4复合材料174
6.4.1复合材料的组成174
6.4.2复合材料的分类174
选读材料176
习题178
附录179
附录1一些基本物理常数179
附录2常见物质的标准热力学数据(p=100kPa,T=298.15K)179
附录3常见弱酸和弱碱在水中的解离常数183
附录4常见难溶电解质的溶度积(298.15K)183
附录5一些配离子的稳定常数184
附录6标准电极电势185
参考文献187