简明工科基础化学(李秋荣)

  本书是为工科各非化学化工类专业开设较少学时工科化学课编写的教材，密切联系现代工程技术中遇到的如材料的选择和寿命、环境的污染与保护、能源的开发与利用、信息传递、生命科学发展等有关化学问题，深入浅出、生动有趣地介绍工科化学基础理论知识。每章末附有科学家的贡献和科学发现的启示，可读性强，激发学生学习兴趣的同时给以科学创新的启发。将工程化学实验内容作为一章，减轻学生负担。全书共7章：物质的聚集状态，化学反应原理，水溶液中的离子平衡，氧化还原反应与电化学基础，物质结构基础，化学与人类的进步，工程化学实验。每章中思考与练习题在各节之后列出，习题在每章末列出，书后附录汇集了相关的资料和数据。
  本书可作为高等院校本专科工程类专业学生的教材，也可供工程技术人员参考。

  随着21世纪科学技术的飞速发展，化学已深入到生命、材料和信息等各个领域，与人类生活休戚相关，成为信息时代科技发展的重要基础学科之一。在高等学校，化学与数学、物理等同属于自然科学基础课。工程化学是高等工程教育中实施素质教育的必备基础课程，是高等工科学校大多数专业不可缺少的一门公共基础课，是化学与工程技术间的桥梁，是造就“基础扎实、知识面宽、能力强、素质高”的迎接新世纪挑战的高级科技人才所必需的课程。
  本书从物质的化学组成、化学结构和化学反应出发,密切联系现代工程技术中遇到的如材料的选择和寿命、环境的污染与保护、能源的开发与利用、信息传递、生命科学发展等有关化学问题,深入浅出地介绍有现实应用价值和潜在应用价值的基础理论和基本知识,使学生在今后实际工作中能有意识地运用化学观点去思考、认识和解决问题。
  针对非化学化工专业的化学课学时数少的特点及教师和学生对教材提出的反馈意见，我们在《工科基础化学》的基础上进行了修改，希望在有限的学时内，使学生学到更多的知识，拓宽视野、增强运用多学科知识解决问题的能力。
  本书增加了实验内容（第7章为工程化学实验）。工程化学实践性教学环节分为基础实验、开放实验和课外科技活动，旨在通过实践性教学环节，让学生在化学实验过程中，验证教学过程中学到的理论知识，加深对理论知识的理解，借助仪器试剂观察在通常条件下难于发现和理解的自然现象和规律，培养学生的化学安全观念、基本仪器的操作能力，为化学在工程中的应用打下坚实的基础。工程化学实验的开设激发了学生的创新意识，工程化学课程结束以后，仍有部分学生与工程化学课程组教师联系，积极地参与到教师的科研活动中来，还有的学生请工程化学课程组的教师帮助分析解决他们在工程实践中遇到的疑难问题。
  每章末附有科学家的贡献和科学发现的启示，学生在阅读过程中通过了解本章中一些定律或定理的发现过程，不仅可以加深对内容的理解，而且对其创新能力的培养非常有益。这部分内容告诉学生，一个人要在所研究领域有所发现和发明，除了天资和对科学研究的热爱外，还要有百折不挠和坚韧不拔的毅力。
  附录中1901～2010年诺贝尔化学奖的获奖科学家的介绍也会激发学生阅读的兴趣，本书更便于学生自学、自练和自检等。学生只有主动去读书，才会自觉接受教师所传授的知识和思维方法。
  全书共分7章，内容包括物质的聚集状态，化学反应原理，水溶液中的离子平衡，氧化还原反应与电化学基础，物质结构基础，化学与人类的进步，工程化学实验。其中第1章、第3章和第7章由谢丹阳编写,第2章、第5章和第6章由李秋荣编写,第4章由乔玉卿编写。全书由李秋荣教授统稿，高发明教授主审。由于编者的水平有限，书中的缺点在所难免，恳请读者批评指正。
编者
2011年2月于秦皇岛

第1章物质的聚集状态1
11化学的基本概念1
111分子、原子及团簇1
112元素3
113系统、环境和相3
114状态与状态函数4
115物质的量5
12气体和等离子体5
121理想气体和实际气体5
122大气相对湿度7
123等离子体8
124大气污染及其防治9
13液体13
131水的结构和性质13
132稀溶液的依数性16
133水污染及其防治19
14固体20
141晶体和非晶体20
142晶体的基本类型21
143过渡型晶体23
144混合键型晶体24
145固体废物的污染及治理25
科学家的贡献和科学发现的启示26
习题27
第2章化学反应原理29
21化学反应的能量变化29
211热力学第一定律29
212化学反应中的能量变化30
213反应热效应的测量32
214反应热效应的计算32
215能源的开发与应用36
22化学反应的方向与限度38
221自发过程38
222熵变与反应的方向38
223吉布斯函数变与反应自发性的判断41
224化学反应进行的程度——化学平衡44
23化学反应的速率46
231反应速率与浓度的关系46
232温度对化学反应速率的影响49
233催化剂对反应速率的影响52
科学家的贡献和科学发现的启示53
习题55
第3章水溶液中的离子平衡57
31可溶弱电解质的单相离子平衡57
311酸碱理论概述57
312水溶液中单相离子平衡60
32难溶强电解质的多相离子平衡66
321溶度积67
322溶度积规则69
33配位化合物的离子平衡72
331配位化合物的基本概念73
332配位化合物的组成74
333配合物的命名74
334配合物在水溶液中的稳定性75
335配位反应的应用77
科学家的贡献和科学发现的启示78
习题80
第4章氧化还原反应与电化学基础81
41氧化还原反应81
411氧化数81
412氧化剂与还原剂82
413氧化还原电对82
414氧化还原反应方程式的配平83
42原电池84
421原电池的组成85
422电极反应85
423原电池的符号表示式86
424常用电极类型86
43电极电势及应用88
431双电层理论88
432标准电极电势88
433原电池的电动势与电池反应的摩尔吉布斯函数变89
434能斯特方程式90
435电极电势的应用92
44电解及应用94
441分解电压和超电势94
442电解产物的判断96
443电解的应用97
45金属的腐蚀与防护99
451腐蚀机理99
452金属腐蚀的防护101
46化学电源103
461概述103
462原电池(一次电池)103
463蓄电池(二次电池)104
464燃料电池106
465太阳能电池107
科学家的贡献和科学发现的启示107
习题108
第5章物质结构基础110
51核外电子的运动状态110
511玻尔的氢原子结构理论110
512电子运动的特性112
513波函数114
514电子云117
52多电子原子结构和周期系119
521多电子原子轨道的能级119
522核外电子分布与周期系120
53化学键和分子间相互作用力124
531化学键及其类型124
532分子的极性129
533分子间相互作用力130
科学家的贡献和科学发现的启示132
习题135
第6章化学与人类的进步137
61化学与人们的工作生活137
611衣137
612食138
613住141
614行142
615颜色化学145
616洗涤剂和化妆品14762化学与材料科学150
621金属和合金材料150
622无机非金属材料156
623合成高分子材料161
624复合材料166
625生态环境材料168
科学家的贡献和科学发现的启示170
第7章工程化学实验172
实验1水质检验及自来水硬度的测定172
实验2固体氯化铵生成焓的测定176
实验3混合碱液中组分含量的测定（双指示剂法）178
实验4氧化还原反应与电化学180
实验5乙酰水杨酸(阿司匹林)的制备182
附录184
附录1国际单位制184
附录2常见物质的标准摩尔生成焓、标准摩尔生成吉布斯函数、标准摩尔熵的
数据185
附录3水溶液中某些水合物质的标准摩尔生成焓、标准摩尔生成吉布斯函数、标准摩尔熵的数据187
附录4常见弱电解质在水溶液中的解离常数（298K）188
附录5常见难溶电解质的溶度积常数（298K）189
附录6常见配离子在标准状态的稳定常数（298K）190
附录7常见氧化还原电对的标准电极电势（298K）190
附录8常用化学试剂的等级标准191
附录91常用酸碱指示剂192
附录92常用金属指示剂192
附录10元素符号的中英文名称192
附录111901～2010年诺贝尔化学奖获奖情况表196
工程化学综合测试题202
部分习题参考答案210
参考文献213