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內容簡介: |
本书按照非化学、化工类专业化学教学改革的要求,在*版基础上进行了较大幅度的修订。全书分三篇,*篇为化学基础理论,共7章,主要介绍化学热力学、化学反应速率、溶液与化学平衡、原子结构与化学键、配位化学、电化学及高分子化学等基础理论知识。第二篇为化学知识应用拓展,共5章,主要介绍化学与材料、化学与日用品、化学与能源、化学与环境及化学与生命等方面的知识。第三篇为基础化学实验,共编写了化学物质制备、化学物质提纯与分离、化学物质的分析与测定及科研创新训练四个方面的13个实验。为了拓宽学生的知识面和了解当前科技发展的动态,在教材中还加入了阅读材料。本书可作为高等学校非化学、化工类专业教材,也可作为相关工程技术人员的参考用书。
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目錄:
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第一篇基 础 理 论 第1章化学热力学基础1 11基本概念1 111基本概念1 112热力学第一定律2 113化学反应的热效应3 114反应进度4 115热化学方程式5 12化学反应热效应的求算5 121利用盖斯定律求算反应热效应5 122用标准摩尔生成热求算反应热效应6 123用燃烧热求反应热效应7 124从键能估算反应热效应7 阅读材料光子筛与空间望远镜7 13化学反应进行的方向8 131自发过程与方向性8 132混乱度与熵9 133吉布斯自由能与化学反应自发性的判据10 阅读材料物质的六种状态12 14化学平衡13 141平衡常数13 142标准平衡常数K与自由能ΔrGm的关系15 143化学平衡移动16 阅读材料化学家盖斯18 热寂论与经典热力学的局限性18 思考题19 习题19 第2章化学反应速率22 21化学反应速率表达式及基本理论22 211化学反应速率的定义及其表示方法22 212化学反应速率基本理论23 阅读材料微蒸发器研究晶体结晶24 22影响化学反应速率的因素25 221浓度的影响25 阅读材料一级反应的特征28 二级反应的特征28 宇宙大爆炸理论29 222温度对化学反应的影响30 223催化剂对化学反应的影响30 网络查阅资料1通过网络查找标准数据31 23链反应32 231链反应32 232爆炸反应33 阅读材料化学动力学和催化理论奠基人之一:奥斯特瓦尔德33 快速反应动力学和分子反应动力学34 思考题35 习题36 第3章溶液与水溶液中的离子平衡38 31溶液及其浓度的表示方法38 311溶液38 312溶液浓度的表示方法38 32分配定律与萃取分离39 321分配定律39 322萃取率39 33非电解质稀溶液的依数性40 331蒸气压下降——拉乌尔定律41 332溶液的沸点升高42 333溶液凝固点下降42 334渗透压43 335依数性的应用43 34水溶液中离子平衡45 341水的离子积和水溶液的pH45 342弱酸弱碱的电离平衡45 阅读材料超硬干冰47 343缓冲溶液49 344盐的水解51 阅读材料分子电子学的重大进展54 酸碱理论简介55 345难溶电解质的沉淀溶解平衡57 阅读材料电离学说创始人——阿伦尼乌斯60 迟到的诺贝尔奖61 思考题61 习题62 第4章原子结构和化学键基础64 41核外电子运动状态的描述64 411玻尔氢原子模型64 412微观粒子的运动特点65 阅读材料奇特的镜子使光波中的磁场分量反向67 413核外电子运动状态的描述68 42原子轨道与电子云的图像70 421原子轨道角度分布图71 422电子云的角度分布图71 423电子云的径向分布图72 43核外电子排布和元素周期系72 431鲍林原子轨道近似能级图72 阅读材料屏蔽常数和轨道能量的计算73 432核外电子排布75 433元素周期表和原子的电子层结构76 434元素性质的周期性77 44化学键与分子结构80 441离子键理论80 442共价键理论Ⅰ——价键理论83 443共价键理论Ⅱ——杂化轨道理论与分子的空间构型85 阅读材料价层电子对互斥理论87 444共价键理论Ⅲ——分子轨道理论89 445金属键理论91 阅读材料让光线穿透金属93 446分子间力和氢键94 阅读材料化学家——莱纳斯·卡尔·鲍林96 小镇医生与诺贝尔生理学或医学奖97 思考题98 习题99 第5章配位化学基础100 51配位化合物的定义、组成和命名100 511配位化合物的定义100 512配位化合物的组成100 513配合物化学式的书写及命名102 阅读材料金属纳米体系的自组装103 52配合物的化学键理论104 521价键理论104 522晶体场理论108 阅读材料BCS超导理论112 53配位平衡113 531配合物在水溶液中的稳定性113 532配位平衡移动113 54配合物的应用115 541在分析化学中的应用115 542在电镀中的应用116 543在冶金中的应用116 544在生物医学中的应用117 阅读材料化学晶体管118 配位化学理论奠基人——维尔纳118 思考题119 习题120 第6章电化学原理及其应用121 61氧化还原反应121 611氧化还原反应基本概念121 612氧化还原反应的配平122 阅读材料科学启蒙源于从小爱科学123 62原电池124 621原电池基本概念124 622原电池图示表示125 63电动势与电极电势126 631电极电势的产生126 632电动势与电功126 633标准电动势和标准电极电势126 64标准电极电势的应用127 641判断氧化剂和还原剂的强度127 642判断氧化还原反应的方向128 643计算氧化还原反应即电池反应的平衡常数128 阅读材料新型太阳能电池129 65影响电极电势的因素129 651Nernst方程129 652影响电极电势的因素130 阅读材料燃料电池132 66电解及应用133 661电解的基本原理133 662电解的应用135 阅读材料电化学理论创始人——能斯特137 硬盘的“三明治”革命137 思考题138 习题139 第7章高分子化学基础142 71基本概念142 711高分子化合物142 712高分子化合物的结构143 713高分子化合物的特性143 72高分子化合物的分类和命名145 721高分子化合物的分类145 722高分子化合物的命名146 阅读材料硅蜘蛛丝纳米合成材料147 73高分子化合物的合成方法148 731加聚反应148 732缩聚反应148 733自由基聚合150 734离子聚合150 735配位聚合152 736聚合方式152 74高分子化合物降解反应153 741水解和化学降解153 742力化学降解153 743热降解154 阅读材料吸波涂料与隐形战机154 75重要的合成高分子化合物155 751塑料155 752合成纤维158 753合成橡胶159 754功能材料161 阅读材料高分子领域的开拓人——施陶丁格与弗洛里163 富勒烯163 思考题164 第二篇应用与拓展 第8章化学与材料166 81金属及其材料166 811金属元素概论166 812合金的结构类型168 813几种重要的合金材料169 阅读材料金属疲劳171 82非金属及其材料172 821非金属元素概论172 822重要的非金属化合物173 823重要无机非金属材料175 阅读材料天然宝石177 83陶瓷材料179 831陶瓷材料的结构179 832传统陶瓷180 833特种陶瓷180 阅读材料新型超导材料182 84建筑材料182 841水泥183 842玻璃183 843石膏184 844石灰185 845水玻璃186 85纳米材料187 851纳米材料的特性187 852纳米微粒的制备方法187 853纳米材料的应用188 阅读材料DNA纳米分子计算机189 86液晶材料190 861液晶材料的概念与分类190 862液晶材料的应用191 87新材料的发展趋势192 871材料的复合化192 872材料的智能化192 873材料的低维化193 874信息材料的多功能集成化193 阅读材料纳米武器193 思考题194 第9章化学与日常生活用品196 91合成洗涤剂196 911表面活性剂196 912助洗剂197 913漂白剂197 914荧光增白剂198 915泡沫稳定剂198 916污垢悬浮剂198 917酶198 918填充剂198 阅读材料吸烟为什么会危害健康198 92化妆品199 921概述199 922膏霜类化妆品202 923香水类化妆品204 阅读材料防腐剂与健康205 924香粉类化妆品207 925面膜207 926毛发用化妆品208 93口腔卫生用品211 931牙膏类211 932牙粉类212 933含漱水类212 阅读材料胃的化学作用212 情急之下发明了肥皂213 思考题214 第10章化学与能源215 101能源的概念和分类215 102化石燃料能源216 1021石油和天然气216 1022煤217 阅读材料可燃冰218 103化学电源219 1031一次电池219 1032蓄电池219 1033燃料电池220 104氢能源221 1041氢能源的特点221 1042解决氢能源的关键问题222 105核能源223 1051核能的释放223 1052核能源的应用224 阅读材料热中子反应堆与快中子反应堆224 106太阳能225 1061太阳能225 1062太阳能的利用226 107生物能227 1071生物能的概念227 1072生物能的利用227 阅读材料太阳能电池原理228 思考题231 第11章化学与环境232 111环境污染概论232 1111全球环境面临的问题232 1112产生环境污染的主要原因233 1113人类对待污染的对策235 112大气的污染与防治235 1121大气中主要污染物及其危害235 1122大气污染的控制与防治237 113水体污染与防治237 1131水中的主要污染物及危害238 阅读材料臭氧洞的形成原因239 1132废水防治240 114固体废物的处理与利用242 1141固体废物242 1142固体废物的处理242 115绿色化学化工及其发展的趋势242 1151从化学原理和工艺消除化学品对环境的污染243 1152化工污染治理243 1153绿色化学化工技术及发展的趋势243 思考题245 第12章化学与生命247 121氨基酸247 阅读材料人造血液249 122蛋白质250 1221蛋白质的元素组成250 1222蛋白质的分子组成250 1223蛋白质的结构250 1224与蛋白质空间结构有关的化学键251 1225蛋白质的变性作用252 123糖253 阅读材料玉米的退化与“卡介苗”254 动物世界里的“化学战”254 124酶255 1241酶的化学本质255 1242酶的命名与分类256 1243酶的活性中心与特性257 1244影响酶促反应的因素257 1245金属离子与酶258 阅读材料人兽混合胚胎258 125核酸258 1251核酸的结构与组成258 1252核酸与基因的遗传信息传递260 126化学元素与生命260 1261生物体中的化学元素260 1262几种必需元素的主要功能261 1263微量元素与人体健康262 127基因工程简介263 1271DNA的重组技术——克隆263 1272转基因食品263 1273基因疗法264 阅读材料2007年诺贝尔生理学或医学奖——利用干细胞改造基因264 CT扫描仪264 思考题265 第三篇基础化学实验 一、怎样做好化学实验266 二、常用的化学实验仪器271 三、实验内容271 一化学物质制备271 实验一由废铁屑制备硫酸亚铁铵271 实验二由废铜屑制备硫酸铜273 实验三由废铝箔制备聚碱式氯化铝274 二化学物质的提纯与分离275 实验四氯化钠的提纯275 实验五离子交换法制纯水277 阅读材料量子效应测量重力279 三化学物质分析测定280 实验六溶液的配制和酸碱滴定280 实验七水总硬度的测定282 实验八分光光度法测定FeⅡ含量283 四科研创新训练实验284 实验九抗紫外纳米涂料的制备284 网络查阅资料2利用网络检索与查阅资料290 实验十废锌锰干电池的回收利用290 实验十一由硫铁矿废渣制备聚合硫酸铁294 实验十二由石灰石制备过氧化钙295 网络查阅资料3利用网络查阅专利数据296 实验十三太阳能集热涂料的制备296 附录299 附录1普通物理常数299 附录2一些常用非推荐单位、导出单位与国际单位制SI的换算299 附录3某些难溶电解质溶度积常数29815K300 附录4常见物质在29815K的热力学数据301 附录5弱酸、弱碱的解离常数29815K304 附录6某些配离子的标准稳定常数29815K306 附录7一些常见物质的标准电极电势29815K306 附录8一些化学资料查阅的常见网站309 参考文献310 元素周期表312
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內容試閱:
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在不同学科之间不断相互交叉渗透的今天,许多非化学、化工学科的最新成就往往都与化学相关联,化学已经成为许多非化学、化工学科发展的支撑点。从科学发展的整体趋势来看,非化学、化工类专业的学生如果不了解化学的基本理论及化学与本学科的相互关联作用,他们就不可能了解和掌握本学科的发展趋向,也不可能日后在自己的学科领域内有大的成就和建树。化学是现代人才知识结构和科学素养中不可缺少的部分。本书从适应教学改革和新型人才培养的需要出发,针对非化学、化工类专业对化学课程的要求,在第一版的基础上经修订编写了这本《大学化学基础》教材。教材尽可能将艰深的化学基础理论编写得通俗易懂,以利于自学,同时特别注重跟踪学科前沿和近代化学的成果与发展趋势、化学与不同学科之间的交叉渗透及化学在这些专业领域中的最新成就和应用。为了拓宽学生的知识面和了解当前科技发展的动态,在教材中还加入了阅读材料。教材分为三篇:第一篇为基础理论。主要介绍化学反应的基本原理、化学反应的规律、化学物质的组成和结构、化学热力学和动力学、溶液中的化学平衡、电化学及其应用、配位化学和高分子化学基础等。第二篇为应用与拓展。重点介绍化学与人类的关系、化学在其他各领域中的作用和应用以及与化学相关的新成就和发展趋势。第三篇为基础化学实验。从培养学生的创新和科研能力这一目的出发,在第一版的基础上,重新编写了“化学物质制备”、“化学物质的提纯与分离”、“化学物质分析测定”及“科研创新训练实验”四个部分较有特色的13个实验。对实验学时只有8~12左右的学校,建议改变过去开设多个简单化学实验且效果较差的做法,可以改为只开设1~2个既涵盖有传统化学实验操作,又突出了科学研究训练和创新素质培养的“科研训练型”实验。该类型实验设计含有资料查阅、实验研究方案制订、实验方案实施、实验结果分析讨论、得出结论和书写实验报告等内容,使学生能得到较为系统的科研创新训练。新编实验突出了对学生创新能力的培养,不仅能适应化学实验教学改革的需要,而且也能满足传统开设多个基础化学实验的需求,同时还可省却本课程要为学生另找实验教材的麻烦。教材内容涉及面较广,各个学校可根据本校课程学时设定的情况和专业的特点来选择教材的内容。本教材修订工作主要由邓建成、周元清、曹靖、易清风、易兵、齐红蕊、许律等人完成,所有编委会成员对书稿提出了许多建设性的建议和意见,全书最后由邓建成修改统稿。由于编者的水平有限,难免有不足之处,敬请各位同仁和读者批评指正。 编者2008年4月
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