《工科大學(xué)化學(xué)》吸取了多年來的化學(xué)教學(xué)實踐經(jīng)驗，針對材料、環(huán)境、機械、電子、計算機、汽車、建筑、智能制造、生物、食品等理工科四年制本科生對化學(xué)知識的需求，整合了無機化學(xué)、分析化學(xué)、物理化學(xué)以及生產(chǎn)與生活化學(xué)的相關(guān)知識編寫而成。本書保證了化學(xué)基本概念、原理的完整性、連貫性及針對性等各方面的統(tǒng)一，同時，以解決生產(chǎn)生活中實踐問題為導(dǎo)向介紹原理和方法，以材料、機械、電子、環(huán)境、食品專業(yè)領(lǐng)域的工程案例為依托介紹化學(xué)理論在各領(lǐng)域的應(yīng)用和作用，以化學(xué)知識點為載體融入人生小哲理等課程思政內(nèi)容，深入淺出地介紹了近現(xiàn)代化學(xué)基本知識。同時本書在相關(guān)知識點旁配有二維碼，讀者可掃碼觀看視頻或閱讀相關(guān)資料。全書主要包括物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、化學(xué)熱力學(xué)基礎(chǔ)、化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)、溶液中的平衡與滴定分析法、化學(xué)與生產(chǎn)生活等內(nèi)容。
《工科大學(xué)化學(xué)》可作為應(yīng)用型高等學(xué)校非化學(xué)化工類專業(yè)的通識教材，也可供化學(xué)相關(guān)專業(yè)的工作者參考使用。
第1章緒論1
1.1什么是化學(xué)1
1.2化學(xué)研究的對象1
1.3亞原子粒子2
1.4化學(xué)的分支3
1.5化學(xué)發(fā)展簡史4
1.5.1無機化學(xué)及其發(fā)展簡史4
1.5.2有機化學(xué)及其發(fā)展簡史5
1.5.3分析化學(xué)及其發(fā)展簡史7
1.5.4物理化學(xué)及其發(fā)展簡史8
習(xí)題9
第2章原子結(jié)構(gòu)與元素周期表10
2.1原子結(jié)構(gòu)10
2.1.1波粒二象性★10
2.1.2原子結(jié)構(gòu)理論的發(fā)展★13
2.1.3描述電子運動狀態(tài)的四個量子數(shù)14
2.2核外電子的排布★16
2.2.1電子分布和近似能級圖16
2.2.2基態(tài)原子的核外電子排布19
2.3元素周期律與元素周期表★21
2.4原子參數(shù)22
2.4.1原子半徑22
2.4.2電離能24
2.4.3電子親和能25
2.4.4電負(fù)性26
習(xí)題27
第3章化學(xué)鍵與分子間作用力30
3.1離子鍵★30
3.2化學(xué)鍵參數(shù)與極性★31
3.2.1鍵能31
3.2.2鍵長31
3.2.3鍵角32
3.2.4鍵的極性33
3.2.5分子的極性33
3.2.6相似相溶原理35
3.3共價鍵35
3.3.1經(jīng)典的Lewis價鍵學(xué)說35
3.3.2現(xiàn)代價鍵理論★36
3.3.3共價鍵的本質(zhì)36
3.3.4現(xiàn)代價鍵理論的要點37
3.3.5共價鍵的特點38
3.3.6共價鍵的類型39
3.4雜化軌道理論★40
3.4.1理論要點41
3.4.2雜化類型41
3.4.3分子中σ鍵和π鍵44
3.5金屬鍵★45
3.5.1“自由電子”理論45
3.5.2金屬鍵的能帶理論46
3.6氫鍵★48
3.6.1氫鍵的定義48
3.6.2氫鍵的特點49
3.6.3氫鍵的大小49
3.6.4氫鍵對理化性質(zhì)的影響49
3.7分子間作用力★50
3.7.1分子的極化50
3.7.2分子間力50
習(xí)題51
第4章化學(xué)熱力學(xué)基礎(chǔ)54
4.1熱力學(xué)的基本概念54
4.1.1系統(tǒng)與環(huán)境54
4.1.2狀態(tài)和狀態(tài)性質(zhì)55
4.1.3過程與途徑56
4.1.4熱力學(xué)平衡狀態(tài)56
4.2熱力學(xué)第一定律56
4.2.1功和熱56
4.2.2體積功57
4.2.3熱力學(xué)第一定律的表述57
4.2.4可逆過程58
4.2.5焓58
4.2.6化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)59
4.3熱力學(xué)第二定律64
4.3.1自發(fā)過程的特征64
4.3.2熱力學(xué)第二定律的經(jīng)典表述65
4.3.3熵65
4.4熱力學(xué)第三定律67
4.4.1熱力學(xué)第三定律67
4.4.2標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵67
4.5化學(xué)反應(yīng)方向的判斷68
4.5.1吉布斯自由能G68
4.5.2過程方向的判據(jù)68
習(xí)題70
第5章化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)與化學(xué)平衡72
5.1化學(xué)反應(yīng)速率72
5.1.1化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法72
5.1.2反應(yīng)速率理論簡介73
5.2影響反應(yīng)速率的因素75
5.2.1濃度對反應(yīng)速率的影響75
5.2.2溫度對反應(yīng)速率的影響78
5.2.3催化劑對反應(yīng)速率的影響80
5.3化學(xué)平衡81
5.3.1平衡常數(shù)82
5.3.2影響化學(xué)平衡的因素83
習(xí)題84
第6章化學(xué)分析中的誤差與數(shù)據(jù)處理87
6.1誤差87
6.1.1誤差的分類及產(chǎn)生原因★88
6.1.2誤差的表示方法★89
6.1.3提高分析結(jié)果準(zhǔn)確度的方法90
6.2有效數(shù)字及其應(yīng)用91
6.2.1有效數(shù)字91
6.2.2有效數(shù)字的修約規(guī)則92
6.2.3有效數(shù)字的運算規(guī)則93
習(xí)題93
第7章酸堿平衡與酸堿滴定法95
7.1酸堿理論基礎(chǔ)★95
7.1.1酸堿質(zhì)子理論95
7.1.2水的電離和溶液的酸堿性★96
7.2酸堿溶液pH的計算98
7.2.1強酸(堿)溶液98
7.2.2一元弱酸、弱堿溶液pH的計算98
7.2.3多元弱酸的電離平衡99
7.3緩沖溶液★100
7.3.1緩沖溶液的組成100
7.3.2緩沖溶液pH的計算101
7.3.3緩沖溶液的緩沖范圍及選擇102
7.4酸堿滴定法103
7.4.1酸堿指示劑★103
7.4.2酸堿滴定曲線和指示劑的選擇★106
7.4.3酸堿標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制和標(biāo)定★113
習(xí)題115
第8章配合物與配位滴定法117
8.1配位化合物的基本概念117
8.1.1配合物的組成★118
8.1.2配合物的命名★119
8.2配合物的類型120
8.2.1簡單配合物120
8.2.2螯合物121
8.2.3EDTA及其螯合物121
8.2.4夾心配合物122
8.2.5配合物的應(yīng)用123
8.3配位化合物的平衡常數(shù)★124
8.3.1穩(wěn)定常數(shù)和解離常數(shù)124
8.3.2逐級穩(wěn)定常數(shù)124
8.4副反應(yīng)系數(shù)和條件穩(wěn)定常數(shù)125
8.4.1副反應(yīng)及副反應(yīng)系數(shù)125
8.4.2條件穩(wěn)定常數(shù)128
8.5配位滴定法★129
8.5.1配位滴定的滴定曲線129
8.5.2金屬指示劑130
8.6提高配合滴定選擇性的方法131
8.6.1控制溶液的酸度131
8.6.2使用掩蔽劑132
8.7配合滴定法的應(yīng)用133
8.7.1直接滴定133
8.7.2返滴定133
8.7.3置換滴定133
習(xí)題134
第9章電化學(xué)與氧化還原滴定法136
9.1氧化還原反應(yīng)概述136
9.1.1氧化數(shù)136
9.1.2氧化和還原的定義★137
9.1.3氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)137
9.1.4氧化還原電對138
9.1.5氧化還原方程式的配平138
9.2原電池和電極電勢139
9.2.1原電池★139
9.2.2電極電勢142
9.2.3電動勢與ΔrGm和K的關(guān)系146
9.2.4影響電極電勢的因素146
9.3電極電勢的應(yīng)用148
9.3.1計算原電池的電動勢148
9.3.2判斷氧化劑和還原劑的強弱148
9.3.3判斷氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的方向149
9.3.4判斷氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的程度150
9.4電解池150
9.4.1電解池的概念150
9.4.2電極極化和超電勢151
9.5實用電化學(xué)152
9.5.1化學(xué)電源152
9.5.2電解池的應(yīng)用156
9.6金屬的腐蝕與防護(hù)157
9.6.1化學(xué)腐蝕158
9.6.2電化學(xué)腐蝕158
9.6.3金屬腐蝕的防護(hù)159
9.7氧化還原滴定法160
9.7.1氧化還原滴定曲線160
9.7.2氧化還原指示劑161
9.7.3高錳酸鉀法162
9.7.4重鉻酸鉀法164
習(xí)題166
第10章沉淀溶解平衡與沉淀滴定法170
10.1沉淀溶解平衡170
10.1.1溶解度170
10.1.2沉淀溶解平衡171
10.1.3溶度積與溶解度的關(guān)系171
10.1.4影響溶解平衡的因素172
10.2溶度積規(guī)則及其應(yīng)用173
10.2.1溶度積規(guī)則173
10.2.2沉淀的生成173
10.2.3沉淀的溶解174
10.2.4沉淀的轉(zhuǎn)化174
10.3沉淀滴定法概述175
10.3.1沉淀滴定法概述175
10.3.2確定沉淀滴定終點的方法175
習(xí)題177
第11章化學(xué)與環(huán)境180
11.1環(huán)境與環(huán)境問題180
11.1.1環(huán)境與環(huán)境系統(tǒng)180
11.1.2環(huán)境問題181
11.2大氣污染及其防治181
11.2.1大氣污染及大氣污染物181
11.2.2典型的大氣污染及防治182
11.2.3室內(nèi)空氣污染186
11.3水體污染及其防治187
11.3.1水體污染的概念和分類187
11.3.2典型的水體污染現(xiàn)象188
11.4土壤污染及其防治189
11.4.1土壤污染定義及其來源189
11.4.2土壤污染來源190
11.4.3土壤污染的特點190
習(xí)題191
第12章化學(xué)與材料192
12.1材料科學(xué)發(fā)展192
12.1.1材料的發(fā)展過程192
12.1.2材料的分類193
12.2金屬材料196
12.2.1傳統(tǒng)金屬材料196
12.2.2首飾金屬材料197
12.2.3稀土金屬材料199
12.3合金材料199
12.3.1鐵合金200
12.3.2銅合金200
12.3.3鋁合金201
12.3.4鈦合金201
12.3.5鎂合金201
12.3.6新型合金材料201
12.4無機非金屬材料202
12.4.1新型陶瓷202
12.4.2半導(dǎo)體材料203
12.4.3傳感材料204
12.5高分子材料204
12.5.1高分子概述205
12.5.2塑料206
12.5.3橡膠206
12.5.4纖維207
12.5.5高分子涂料207
12.5.6高分子黏合劑207
12.5.7新型高分子材料208
習(xí)題209
第13章化學(xué)與能源211
13.1能源概述211
13.1.1能源的分類211
13.1.2能源的利用與發(fā)展212
13.1.3我國能源消費現(xiàn)狀及特點212
13.1.4能量產(chǎn)生與轉(zhuǎn)化的化學(xué)原理214
13.2核能216
13.2.1核反應(yīng)與核能216
13.2.2核能開發(fā)利用的前景218
13.3新型清潔能源218
13.3.1太陽能219
13.3.2氫能220
13.3.3生物質(zhì)能221
13.3.4廢棄物的資源化利用222
習(xí)題224
第14章化學(xué)與食品225
14.1食物的顏色225
14.1.1天然色素226
14.1.2合成色素227
14.1.3食物顏色變化228
14.2食品的香氣229
14.2.1蔬菜的香氣229
14.2.2水果的香氣230
14.2.3肉的香氣231
14.2.4乳品的香氣231
14.2.5發(fā)酵食品的香氣231
14.2.6烘烤的香氣232
14.3食物的味233
14.3.1味感的生理基礎(chǔ)233
14.3.2甜味234
14.3.3苦味235
14.3.4酸味236
14.3.5咸味236
14.3.6鮮味237
14.3.7辣味237
14.4食品添加劑的作用與危害238
習(xí)題239
第15章日用化學(xué)品241
15.1洗滌用品241
15.1.1表面張力241
15.1.2表面活性與表面活性劑242
15.1.3表面活性劑結(jié)構(gòu)特點242
15.1.4表面活性劑結(jié)構(gòu)與分類243
15.1.5肥皂243
15.1.6合成洗滌劑244
15.1.7洗滌去污原理244
15.2化妝用品245
15.2.1化妝品的作用246
15.2.2化妝品的成分246
15.2.3護(hù)膚化妝品247
15.2.4護(hù)發(fā)化妝品248
15.2.5美容化妝品248
15.2.6特種化妝品249
15.3日化產(chǎn)品的危害250
15.3.1表面活性劑的健康危害250
15.3.2化妝品的健康危害251
習(xí)題251
第16章危險化學(xué)品253
16.1危險化學(xué)品概述253
16.1.1物理危險254
16.1.2健康危害255
16.1.3環(huán)境危害255
16.1.4常見的危險化學(xué)品255
16.1.5易制毒化學(xué)品255
16.1.6易制爆危險化學(xué)品255
16.2劇毒化學(xué)品的定義和判定界限256
16.3危險化學(xué)品防災(zāi)應(yīng)急方法256
16.4預(yù)防危險化學(xué)品發(fā)生事故的方法257
16.5危險化學(xué)品引發(fā)的火災(zāi)、爆炸事故的預(yù)防措施258
16.6滅火措施258
習(xí)題259
第17章人體元素化學(xué)263
17.1人體元素概述264
17.1.1人體元素的含量264
17.1.2人體元素的分布264
17.1.3人體元素的年齡變化265
17.2常量元素265
17.2.1構(gòu)成碳水化合物的元素——碳、氫、氧265
17.2.2脂肪267
17.2.3構(gòu)成蛋白質(zhì)的元素——氮、磷、硫267
17.2.4構(gòu)成人體電解質(zhì)的元素——鈉、鉀、氯268
17.2.5金屬常量元素——鈣、鎂268
17.3人體微量元素269
17.3.1鋅元素269
17.3.2鐵元素269
17.3.3銅元素269
17.3.4錳元素270
17.3.5碘元素270
17.3.6鍶元素270
17.3.7鉻元素271
17.3.8硒元素271
17.4合理膳食與健康272
習(xí)題272
附錄274
附表1常見單質(zhì)和無機物的熱力學(xué)函數(shù)值274
附表2常見有機物的熱力學(xué)函數(shù)值276
附表3常見弱電解質(zhì)的解離常數(shù)277
附表4金屬無機/有機配位體配合物的穩(wěn)定常數(shù)278
附表5不同pH值下EDTA的lgαY（H）值282
附表6標(biāo)準(zhǔn)電極電勢表283
附表7難溶電解質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)溶度積常數(shù)290
附表8劇毒化學(xué)品一覽表292
參考文獻(xiàn)295
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