化學(xué)應(yīng)用基礎(chǔ)

第一模塊化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡
第1章化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡2
1.1氣體2
1.1.1氣體的壓力單位和壓力表2
1.1.2高壓氣體鋼瓶及標(biāo)識3
1.1.3理想氣體狀態(tài)方程3
1.1.4氣體分壓定律4
1.2化學(xué)反應(yīng)速率4
1.2.1化學(xué)反應(yīng)速率的表示與測定5
1.2.2化學(xué)反應(yīng)速率理論6
1.2.3影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素8
1.3化學(xué)平衡11
1.3.1化學(xué)平衡與平衡常數(shù)11
1.3.2化學(xué)平衡的有關(guān)計算14
1.3.3化學(xué)平衡的移動及應(yīng)用14
習(xí)題17
第2章酸堿平衡19
2.1溶液濃度表示19
2.1.1濃度表示和計算19
2.1.2濃度換算20
2.1.3溶液配制20
2.2酸堿平衡21
2.2.1酸堿質(zhì)子理論21
2.2.2強酸、強堿溶液酸堿度計算21
2.2.3弱電解質(zhì)的解離平衡21
2.2.4緩沖溶液及配制23
2.3沉淀與溶解平衡26
2.3.1溶度積26
2.3.2溶度積規(guī)則及其應(yīng)用28
2.3.3沉淀分離技術(shù)29
習(xí)題30
實訓(xùn)1緩沖溶液配制和pH的測定31
【閱讀材料】pH值快速測定技術(shù)32
第3章氧化還原平衡33
3.1氧化還原反應(yīng)33
3.1.1氧化還原反應(yīng)概念33
3.1.2氧化還原反應(yīng)方程式的配平34
3.2原電池的組成和設(shè)計35
3.2.1電對概念35
3.2.2原電池的組成與符號36
3.3電極電勢37
3.3.1標(biāo)準(zhǔn)電極電勢37
3.3.2非標(biāo)準(zhǔn)電極電勢的計算39
3.3.3電極電勢的應(yīng)用40
習(xí)題43
第4章配位平衡44
4.1配合物的基本概念44
4.1.1配合物的組成44
4.1.2配合物的命名46
4.2配合物在溶液中的狀況47
4.2.1配位平衡47
4.2.2配合物穩(wěn)定常數(shù)的應(yīng)用48
4.3配合物的應(yīng)用49
習(xí)題51
第二模塊化工分析技術(shù)
第5章物性參數(shù)測定技術(shù)54
5.1熔點測定技術(shù)54
5.1.1熔點54
5.1.2熔點測定的意義55
5.1.3熔點測定方法55
5.2電動勢測定技術(shù)56
5.2.1電池電動勢測定原理56
5.2.2SDC數(shù)字電位差綜合測試儀56
5.3電導(dǎo)率測定技術(shù)56
5.3.1電導(dǎo)與電導(dǎo)率57
5.3.2摩爾電導(dǎo)率57
5.3.3電導(dǎo)的應(yīng)用58
5.4液體黏度測定技術(shù)59
5.4.1液體黏度59
5.4.2黏度的測定59
習(xí)題61
實訓(xùn)2天然水及實驗用水的純度測定61
【閱讀材料】機油黏度過大過小的危害63
第6章物質(zhì)含量分析技術(shù)64
6.1分析技術(shù)基本概念64
6.1.1滴定分析法64
6.1.2標(biāo)準(zhǔn)溶液及配制方法66
6.1.3滴定分析的計算67
6.1.4誤差與偏差68
6.1.5有效數(shù)字70
6.2酸堿滴定技術(shù)71
6.2.1酸堿指示劑71
6.2.2酸堿滴定原理72
6.2.3酸堿滴定的應(yīng)用76
實訓(xùn)3食醋中總酸含量的測定76
6.3配位滴定技術(shù)78
6.3.1方法原理78
6.3.2金屬指示劑81
6.3.3應(yīng)用示例(水的總硬度測定)82
實訓(xùn)4EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的標(biāo)定和水的總硬度測定83
6.4氧化還原滴定技術(shù)85
6.4.1高錳酸鉀法85
6.4.2碘量法86
實訓(xùn)5高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液的標(biāo)定和亞鐵鹽含量的測定87
6.5吸光度測定技術(shù)89
6.5.1物質(zhì)對光的選擇性吸收89
6.5.2朗伯-比爾定律90
實訓(xùn)6工業(yè)產(chǎn)品中微量鐵含量的測定91
習(xí)題94
【技能拓展】Excel在化學(xué)實驗數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用95
第三模塊物質(zhì)結(jié)構(gòu)和化合物基礎(chǔ)
第7章物質(zhì)結(jié)構(gòu)100
7.1核外電子運動狀態(tài)100
7.1.1電子云的概念101
7.1.2核外電子運動狀態(tài)的描述101
7.1.3核外電子排布規(guī)律103
7.2元素周期表106
7.2.1電子結(jié)構(gòu)與元素周期表106
7.2.2元素周期律107
7.3共價鍵和分子結(jié)構(gòu)110
7.3.1共價鍵理論110
7.3.2雜化軌道理論113
7.3.3分子間作用力與氫鍵116
7.4晶體結(jié)構(gòu)與性能120
7.4.1分子晶體120
7.4.2離子晶體121
7.4.3原子晶體123
7.4.4金屬晶體124
7.4.5晶體比較124
習(xí)題125
【閱讀材料】揭秘晶體的常見用途125
第8章常見金屬元素及其化合物128
8.1鉻及其重要化合物128
8.1.1鉻的元素電勢圖128
8.1.2單質(zhì)及其性質(zhì)129
8.1.3鉻(Ⅲ)的化合物129
8.1.4鉻（Ⅵ）的化合物130
8.1.5含鉻廢水的處理131
8.2錳及其重要化合物131
8.2.1錳的元素電勢圖132
8.2.2單質(zhì)及其性質(zhì)132
8.2.3錳(Ⅱ)的化合物132
8.2.4錳(Ⅳ)的化合物133
8.2.5錳(Ⅶ)的化合物133
8.2.6高錳酸鉀的應(yīng)用134
8.3鐵及其重要化合物134
8.3.1鐵的元素電勢圖135
8.3.2單質(zhì)及其性質(zhì)135
8.3.3鐵的氧化物和氫氧化物135
8.3.4鐵(Ⅱ)鹽136
8.3.5鐵(Ⅲ)鹽136
8.3.6鐵的配位化合物137
8.3.7重鉻酸鉀容量法測定鐵礦石中的全鐵138
8.4鋅族元素及其化合物138
8.4.1鋅族的元素電勢圖138
8.4.2鋅族元素單質(zhì)138
8.4.3氧化物和氫氧化物139
8.4.4鹽類139
8.4.5配合物141
8.4.6化學(xué)沉淀法處理廢水中的汞141
8.5銅族元素及其化合物142
8.5.1銅族的元素電勢圖142
8.5.2銅族元素單質(zhì)142
8.5.3氧化物143
8.5.4氫氧化物144
8.5.5鹽類144
8.5.6配合物147
8.5.7從廢液中回收銀148
實訓(xùn)7硫酸亞鐵銨的制備和產(chǎn)品質(zhì)量檢測148
習(xí)題150
【閱讀材料】合金材料151
第四模塊有機化合物
第9章認識有機化合物154
9.1烴的結(jié)構(gòu)與命名154
9.1.1烷烴結(jié)構(gòu)與命名154
9.1.2烯烴結(jié)構(gòu)與命名158
9.1.3炔烴的結(jié)構(gòu)與命名163
9.1.4芳烴的結(jié)構(gòu)與命名164
9.1.5鹵代烴的結(jié)構(gòu)與命名167
9.2含氧有機化合物的結(jié)構(gòu)與命名169
9.2.1醇的結(jié)構(gòu)與命名169
9.2.2酚的結(jié)構(gòu)與命名171
9.2.3醚的結(jié)構(gòu)與命名172
9.2.4醛和酮的結(jié)構(gòu)與命名173
9.2.5羧酸及其衍生物的結(jié)構(gòu)與命名174
9.3含氮及雜環(huán)有機化合物的結(jié)構(gòu)與命名177
9.3.1胺的結(jié)構(gòu)與命名177
9.3.2偶氮及重氮化合物的結(jié)構(gòu)與命名178
9.3.3雜環(huán)有機化合物的結(jié)構(gòu)與命名178
習(xí)題180
【技能拓展】化學(xué)軟件ChemOffice的應(yīng)用（物質(zhì)結(jié)構(gòu)、反應(yīng)方程式、反應(yīng)裝置的繪制）183
第10章烴186
10.1烷烴186
10.1.1物性概述186
10.1.2烷烴的取代反應(yīng)和應(yīng)用188
10.1.3烷烴的來源和制備190
10.1.4環(huán)烷烴的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)191
10.2烯烴193
10.2.1物性概述193
10.2.2烯烴的加成反應(yīng)和應(yīng)用193
10.2.3烯烴的取代反應(yīng)和應(yīng)用197
10.2.4烯烴的氧化反應(yīng)與應(yīng)用197
10.2.5雙烯合成反應(yīng)199
10.2.6烯烴的制備199
10.2.7烯烴的聚合物200
10.3炔烴201
10.3.1物性概述201
10.3.2炔烴的加成反應(yīng)和應(yīng)用201
10.3.3炔烴的氧化反應(yīng)和應(yīng)用203
10.3.4端基炔烴的反應(yīng)與應(yīng)用204
10.3.5炔烴的制備204
習(xí)題205
【閱讀材料】塑料制品及性能207
第11章芳烴210
11.1物性概述211
11.2芳烴的取代反應(yīng)和應(yīng)用211
11.2.1苯環(huán)上的取代反應(yīng)211
11.2.2苯環(huán)側(cè)鏈上的反應(yīng)214
11.2.3苯環(huán)上親電取代反應(yīng)的歷程215
11.3芳烴的定位規(guī)律和應(yīng)用215
11.3.1兩類定位基215
11.3.2二取代苯的定位規(guī)律216
11.3.3定位規(guī)律的應(yīng)用217
11.4對二甲苯的制備與應(yīng)用217
習(xí)題218
【閱讀材料】可燃氣體爆炸極限及防爆措施219
第12章鹵代烴221
12.1鹵代烴的分類和物性概述221
12.1.1鹵代烴的分類221
12.1.2鹵代烴的物理性質(zhì)222
12.2鹵代烷的化學(xué)反應(yīng)及應(yīng)用223
12.2.1取代反應(yīng)223
12.2.2消除反應(yīng)225
12.2.3與金屬鎂反應(yīng)——格氏試劑的生成226
12.3鹵代烯烴和鹵代芳烴227
12.3.1鹵代烯烴與鹵代芳烴的分類227
12.3.2不同結(jié)構(gòu)的鹵代烯烴和鹵代芳烴反應(yīng)活性的差異228
12.3.3雙鍵位置對鹵原子活潑性影響的理論解釋228
12.4鹵代烴的制備230
12.4.1烴類的鹵代230
12.4.2不飽和烴與鹵素或鹵化氫的加成230
12.4.3由醇制備231
12.4.4芳環(huán)上的氯甲基化231
習(xí)題231
第13章醇、酚、醚233
13.1醇酚醚的分類和物性概述233
13.1.1醇的分類233
13.1.2醇的物性概述234
13.1.3酚的分類235
13.1.4酚的物性概述236
13.1.5醚的分類237
13.1.6醚的物性概述237
13.2醇的化學(xué)反應(yīng)及應(yīng)用238
13.2.1醇與活潑金屬的反應(yīng)——醇的酸性239
13.2.2羥基被鹵原子取代的反應(yīng)239
13.2.3酯化反應(yīng)240
13.2.4脫氫和氧化241
13.2.5脫水反應(yīng)243
13.3酚的化學(xué)反應(yīng)及應(yīng)用244
13.3.1酚羥基的反應(yīng)244
13.3.2芳環(huán)上的取代反應(yīng)246
13.3.3氧化和加氫反應(yīng)248
13.4醚的化學(xué)反應(yīng)及應(yīng)用249
習(xí)題250
【閱讀材料】一種相轉(zhuǎn)移劑——冠醚251
第14章醛和酮253
14.1物性概述253
14.2羰基的加成反應(yīng)和應(yīng)用254
14.2.1與氫氰酸(HCN)的加成254
14.2.2與NaHSO3的加成255
14.2.3與格利雅試劑的加成256
14.2.4與醇的加成256
14.2.5與氨的衍生物加成257
14.3醛、酮的α-H原子反應(yīng)和應(yīng)用259
14.3.1鹵代與鹵仿反應(yīng)259
14.3.2羥醛縮合反應(yīng)259
14.4醛、酮的氧化還原反應(yīng)和應(yīng)用261
14.4.1氧化反應(yīng)261
14.4.2還原反應(yīng)261
14.4.3歧化反應(yīng)［康尼查羅(Cannizzaro)反應(yīng)］263
習(xí)題263
【閱讀材料】家裝中甲醛的污染與預(yù)防265
第15章羧酸及其衍生物266
15.1物性概述266
15.2羧酸的酸性及變化267
15.2.1羧酸的酸性268
15.2.2羧酸的αH鹵代反應(yīng)270
15.2.3脫羧反應(yīng)271
15.2.4還原反應(yīng)271
15.3羧酸衍生物的制備271
15.3.1酰鹵的生成271
15.3.2酸酐的生成272
15.3.3酯的生成273
15.3.4酰胺的生成273
15.4羧酸衍生物的性質(zhì)和應(yīng)用274
15.4.1水解274
15.4.2醇解274
15.4.3氨解275
15.4.4還原反應(yīng)275
15.4.5酰胺的特殊反應(yīng)275
15.5乙酰乙酸乙酯、丙二酸二乙酯合成法和應(yīng)用276
15.5.1乙酰乙酸乙酯合成法和應(yīng)用276
15.5.2丙二酸二乙酯合成法和應(yīng)用278
習(xí)題279
【閱讀材料】百特事件——塑料增塑劑的利與弊280
第16章含氮及雜環(huán)有機化合物282
16.1胺類化合物283
16.1.1胺的性質(zhì)及應(yīng)用283
16.1.2季銨鹽和季銨堿及應(yīng)用287
16.1.3重要的胺287
16.2重氮和偶氮化合物288
16.2.1重氮化合物的制備289
16.2.2重氮鹽的性質(zhì)及其在有機合成上的應(yīng)用289
16.3五元雜環(huán)化合物291
16.3.1含一個雜原子的五元雜環(huán)291
16.3.2含兩個雜原子的五元雜環(huán)化合物293
16.4六元雜環(huán)化合物295
16.4.1含一個雜原子的六元雜環(huán)295
16.4.2含兩個雜原子的六元雜環(huán)297
16.5氨基酸與味精298
16.5.1氨基酸298
16.5.2味精299
習(xí)題299
實訓(xùn)81溴丁烷的制備301
實訓(xùn)9乙酸乙酯的制備303
實訓(xùn)10環(huán)己酮的制備305
實訓(xùn)11乙酰苯胺的制備306
實訓(xùn)12肥皂的制備308
第五模塊物質(zhì)的聚集態(tài)和化學(xué)熱力學(xué)基礎(chǔ)
第17章化學(xué)熱力學(xué)基礎(chǔ)312
17.1熱力學(xué)基本概念312
17.1.1系統(tǒng)和環(huán)境312
17.1.2系統(tǒng)的性質(zhì)313
17.1.3狀態(tài)和狀態(tài)函數(shù)313
17.1.4熱力學(xué)平衡態(tài)314
17.1.5變化過程314
17.1.6狀態(tài)函數(shù)法315
17.2熱力學(xué)第一定律315
17.2.1熱與功315
17.2.2熱力學(xué)能316
17.2.3熱力學(xué)第一定律316
17.2.4焦耳實驗317
17.3體積功的計算317
17.3.1體積功計算通式317
17.3.2不同過程的功318
17.4恒容熱、恒壓熱及焓319
17.4.1恒容熱(QV)319
17.4.2恒壓熱(Qp)及焓319
17.4.3熱容320
17.4.4顯熱計算321
17.5熱力學(xué)第一定律對理想氣體的應(yīng)用321
17.5.1理想氣體內(nèi)能和焓322
17.5.2熱力學(xué)第一定律對理想氣體pVT變化過程的應(yīng)用322
17.5.3熱力學(xué)第一定律對相變過程的應(yīng)用324
17.6化學(xué)反應(yīng)熱325
17.6.1反應(yīng)進度325
17.6.2化學(xué)反應(yīng)熱326
17.6.3熱化學(xué)方程式327
17.7標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓變的計算328
17.7.1蓋斯定律328
17.7.2由標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓計算標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓變328
17.7.3由標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓計算標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓變329
17.8熵和熵變330
17.8.1熵函數(shù)與熵增原理331
17.8.2熵變的計算331
17.9吉布斯函數(shù)335
17.10化學(xué)反應(yīng)方向的判斷336
17.10.1化學(xué)反應(yīng)方向判據(jù)式336
17.10.2標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)吉布斯函數(shù)336
17.10.3標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成吉布斯函數(shù)337
實訓(xùn)13燃燒熱的測定337
習(xí)題339
第18章溶液及相平衡342
18.1拉烏爾定律和亨利定律342
18.1.1拉烏爾定律343
18.1.2亨利定律343
18.1.3理想稀溶液344
18.2稀溶液的依數(shù)性345
18.2.1蒸氣壓下降345
18.2.2沸點升高345
18.2.3凝固點降低346
18.2.4滲透壓347
18.3理想液態(tài)混合物348
18.3.1理想液態(tài)混合物348
18.3.2理想雙液系氣液平衡時蒸氣總壓及氣液組成349
18.4相平衡基本概念350
18.4.1相和相數(shù)350
18.4.2物種數(shù)和組分?jǐn)?shù)350
18.4.3自由度和自由度數(shù)351
18.4.4相律351
18.5單組分系統(tǒng)的相圖352
18.5.1單組分系統(tǒng)相律分析352
18.5.2水的相圖分析353
18.5.3純物質(zhì)兩相平衡時壓力與溫度的關(guān)系353
18.6二組分理想溶液的氣液平衡相圖355
18.6.1二組分理想溶液的蒸氣壓組成圖355
18.6.2二組分理想溶液的沸點組成圖357
18.6.3杠桿規(guī)則357
18.7二組分實際溶液的氣液平衡相圖358
18.7.1具有一般正(負)偏差的系統(tǒng)358
18.7.2具有最大正偏差的系統(tǒng)358
18.7.3具有最大負偏差的系統(tǒng)359
18.7.4精餾原理359
18.8液態(tài)完全不互溶雙液系的蒸氣壓360
18.8.1液態(tài)完全不互溶雙液系的蒸氣壓360
18.8.2水蒸氣蒸餾361
【知識拓展】分配定律362
實訓(xùn)14雙液系的氣液平衡相圖的繪制362
習(xí)題364
第19章膠體及應(yīng)用367
19.1膠體及其主要特性367
19.1.1膠體的分類367
19.1.2膠團的結(jié)構(gòu)368
19.1.3溶膠的光學(xué)性質(zhì)368
19.1.4溶膠的動力學(xué)性質(zhì)369
19.1.5溶膠的電學(xué)性質(zhì)370
19.1.6溶膠的聚沉作用371
19.1.7膠體的性質(zhì)與意義372
19.2乳狀液372
19.2.1乳狀液的定義及分類372
19.2.2乳狀液的不穩(wěn)定性373
19.2.3乳狀液的應(yīng)用374
習(xí)題375
【閱讀材料】膠體化學(xué)的發(fā)展前景375
附錄
附錄1常見物質(zhì)的熱力學(xué)數(shù)據(jù)377
附錄2弱酸、弱堿的離解常數(shù)(298.15K)379
附錄3難溶化合物的溶度積常數(shù)(298.15K)379
附錄4標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(298.15K)380
附錄5常見配離子的穩(wěn)定常數(shù)(298.15K)382
附錄6常見化合物的相對分子質(zhì)量表382
參考文獻384
元素周期表