化學基礎

本書共分為四篇，分別是化學原理和概念，元素知識，有機化合物，環境和能源。全書共分16章，每章後面都有思考和練習。

本書可供中等職業學校化學工藝類專業使用，也可作為其他中等專業學校、技工學校等有關專業的教材和參考書。

緒論1

一、化學的研究對象1

二、化學的分支1

三、化學與人類文明1

四、化學與國民經濟2

五、化學基礎課程的任務和學習方法3

第一篇化學原理和概念

第一章化學基本量及其計算5

第一節物質的量5

一、物質的量及其單位5

二、摩爾質量6

三、有關物質的量的計算6

第二節氣體的摩爾體積7

一、氣體的摩爾體積7

二、有關氣體摩爾體積的計算8

第三節溶液濃度的表示方法及計算9

一、物質的量濃度9

二、有關物質的量濃度的計算9

第四節根據化學方程式的計算10

一、化學方程式10

二、根據化學方程式的計算11

本章小結13

思考與練習14

【閱讀材料】創立分子學說的阿伏伽德羅15

第二章原子結構與元素周期律17

第一節原子的構成同位素17

一、原子的構成17

二、同位素18

第二節原子核外電子的排布18

一、原子核外電子運動的特徵18

二、原子核外電子的排布19

第三節元素周期律21

一、核外電子排布的周期性變化21

二、原子半徑的周期性變化21

三、元素主要化合價的周期性變化21

第四節元素周期表22

一、元素周期表的結構22

二、周期表中主族元素性質的遞變規律23

三、元素周期表的應用25

本章小結25

思考與練習26

【閱讀材料】元素周期表的終點在哪裡27

第三章化學鍵與分子結構29

第一節化學鍵29

一、離子鍵29

二、共價鍵30

第二節分子的極性32

第三節分子間力和氫鍵32

一、分子間力33

二、氫鍵33

第四節晶體的基本類型34

一、晶體的特徵34

二、晶體的基本類型35

本章小結37

思考與練習38

【閱讀材料】單獨兩次獲得諾貝爾獎的化學家鮑林39

第四章氣體、液體和溶液41

第一節理想氣體42

一、理想氣體狀態方程式42

二、混合氣體定律42

第二節液體和溶液44

一、飽和蒸氣壓44

二、沸點45

三、溶解度45

四、拉烏爾(Raoult)定律以及溶液的沸點和凝固點48

五、亨利(Henry)定律50

第三節相、相變化和相圖51

一、相和相平衡51

二、相圖51

*第四節蒸餾(或分餾)原理53

*第五節表面現象54

一、表面張力54

二、表面活性劑55

三、吸附現象56

本章小結56

思考與練習58

【閱讀材料】物質的其他聚集狀態59

第五章化學熱力學初步61

第一節基本概念和術語61

一、系統和環境61

二、系統的性質62

三、狀態和狀態函數62

四、過程和途徑63

五、熱力學能63

六、熱和功64

第二節熱力學第一定律及其應用65

一、熱力學第一定律65

二、焓66

三、熱容67

四、熱力學第一定律對理想氣體的應用69

第三節熱化學71

一、化學反應的熱效應71

二、熱化學方程式72

三、標準摩爾生成焓和標準摩爾燃燒焓73

第四節熱力學第二定律74

一、熱力學第二定律的表達74

二、熵的初步概念75

三、吉布斯(Gibbs)函數76

本章小結78

思考與練習79

【閱讀材料】對偽科學“熱死論”的批判82

第六章化學反應速率和化學平衡84

第一節化學反應速率84

一、反應速率的表示方法84

二、質量作用定律84

三、影響化學反應速率的因素85

第二節化學反應的限度——化學平衡87

一、可逆反應與化學平衡87

二、平衡常數88

第三節化學平衡的移動90

一、化學平衡移動原理90

二、化學反應速率和化學平衡移動原理在化工生產中的應用91

本章小結92

思考與練習93

【閱讀材料】影響多相化學反應的因素95

第七章電解質溶液和離子平衡96

第一節電解質的解離96

一、強電解質和弱電解質96

二、弱電解質的解離平衡97

三、解離度98

第二節衡量電解質導電性能的參數100

一、電導及電導率100

二、摩爾電導率101

第三節離子反應和離子方程式101

一、離子反應和離子方程式101

二、離子反應發生的條件102

第四節水的解離和溶液的pH103

一、水的離子積常數103

二、溶液的酸鹼性和pH103

三、酸鹼指示劑105

第五節鹽類的水解105

一、鹽類的水解105

二、影響鹽類水解的因素和鹽類水解的應用107

第六節沉澱與溶解平衡107

一、溶度積108

二、溶度積規則及應用109

本章小結110

思考與練習111

【閱讀材料】人體血液的緩衝作用114

第八章氧化還原反應和電化學基礎115

第一節氧化還原反應115

一、氧化還原反應115

二、氧化劑和還原劑116

第二節原電池117

一、原電池的工作原理117

二、有關原電池的幾個基本概念118

第三節電極電勢119

一、電極電勢的測定119

二、標準電極電勢的應用120

三、影響電極電勢的因素121

第四節電解122

一、電解的原理122

二、電解的應用123

本章小結124

思考與練習125

【閱讀材料】金屬在土壤中由微生物引起的腐蝕128

第九章配位化合物130

第一節配位化合物的基本概念130

一、配合物的定義130

二、配合物的組成131

三、配合物的命名132

第二節配合物的穩定性133

一、配離子在水溶液中的解離平衡133

二、配位平衡的移動133

第三節配合物的應用135

本章小結136

思考與練習137

【閱讀材料】氰化物及含氰廢水的處理138

第二篇元素知識

第十章常見非金屬元素及其化合物141

第一節鹵素141

一、氯氣141

二、氯化氫、鹽酸143

三、重要的鹽酸鹽144

四、氯的含氧酸及其鹽145

五、鹵素的性質比較146

六、鹵離子的檢驗148

第二節氧和硫148

一、氧、臭氧、過氧化氫149

二、硫150

三、硫化氫151

四、二氧化硫、亞硫酸及其鹽152

五、硫酸及其鹽152

六、硫酸根離子的檢驗154

第三節氮154

一、氮氣155

二、氨和銨鹽155

三、硝酸及其鹽157

第四節碳和硅158

一、碳及其氧化物158

二、碳酸鹽和碳酸氫鹽159

三、重要的碳化物160

*四、硅及其重要化合物160

本章小結163

思考與練習165

【閱讀材料】氟、碘與人體健康170

第十一章常見金屬元素及其化合物171

第一節金屬通論171

一、金屬鍵171

二、金屬的物理性質172

三、金屬的化學性質172

四、金屬的冶鍊173

第二節金屬的腐蝕與防腐174

一、金屬的腐蝕174

二、防止金屬腐蝕的方法175

第三節鈉、鎂、鈣、鋁及其重要化合物176

一、鈉和鈉的化合物176

二、鎂、鈣和它們的化合物179

三、鋁和鋁的化合物181

第四節硬水及其軟化183

一、硬水和軟水183

二、硬水的危害183

三、硬水的軟化183

第五節鉻、錳、鐵及其重要化合物184

一、鉻和鉻的化合物184

二、錳和錳的化合物185

三、鐵和鐵的化合物186

第六節銅、銀、鋅、汞及其重要化合物188

一、銅和銅的化合物188

二、銀和銀的化合物189

三、鋅和鋅的化合物190

四、汞和汞的化合物191

本章小結191

思考與練習192

【閱讀材料】微量金屬元素和人體健康194

第三篇有機化合物

第十二章烴197

第一節概述197

一、有機化合物197

二、有機化合物的特性197

三、有機化合物的分類198

四、有機物的來源198

第二節甲烷烷烴199

一、甲烷199

二、烷烴201

第三節乙烯烯烴203

一、乙烯204

二、烯烴205

第四節乙炔炔烴206

一、乙炔206

二、炔烴207

第五節苯芳香烴207

一、苯208

二、芳香烴209

本章小結210

思考與練習210

【閱讀材料一】烯烴和炔烴的系統命名及其同分異構212

【閱讀材料二】化學致癌物213

第十三章烴的衍生物214

第一節氯乙烷氯乙烯214

一、氯乙烷214

二、氯乙烯215

第二節乙醇乙醚215

一、乙醇215

二、乙醚217

第三節乙醛丙酮217

一、乙醛217

二、丙酮218

第四節乙酸乙酸乙酯218

一、乙酸219

二、乙酸乙酯220

第五節苯酚220

第六節硝基苯苯胺221

一、硝基苯221

二、苯胺221

第七節雜環化合物221

一、雜環化合物的分類221

二、雜環化合物的命名221

第八節油脂尿素222

一、油脂222

二、尿素223

本章小結223

思考與練習224

【閱讀材料一】乙醇的生理作用226

【閱讀材料二】肥皂和合成洗滌劑227

第十四章其他常見有機物228

第一節糖類228

一、單糖228

二、低聚糖229

三、多糖229

第二節蛋白質230

一、蛋白質的組成230

二、蛋白質的性質231

第三節高分子化合物231

一、高分子化合物的基本概念231

二、高分子化合物的特性232

三、常見高分子材料233

四、新型高分子材料235

本章小結236

思考與練習237

【閱讀材料】食品添加劑237

第四篇環境和能源

第十五章化學與環境239

第一節環境和環境問題239

第二節環境污染239

一、大氣污染240

二、水體污染241

三、其他污染242

第三節“三廢”處理243

一、廢氣的處理243

二、廢水的處理244

三、廢渣的處理244

第四節綠色化學245

一、綠色化學的提出245

二、綠色化學的定義245

三、綠色化學的特點245

四、綠色化學的十二項原則246

五、當前綠色化學的研究重點246

本章小結246

思考與練習247

【閱讀材料】有機農業與有機食品248

第十六章能源250

第一節能源的分類和能量的轉化250

一、能源的分類250

二、能量的轉化250

第二節煤炭的綜合利用250

一、煤的焦化251

二、煤的氣化251

三、煤的液化251

第三節石油和天然氣252

一、石油252

二、天然氣253

三、原油和天然氣儲量253

第四節核能254

第五節化學電源254

一、鋅錳乾電池255

二、鉛蓄電池255

三、銀鋅電池256

四、燃料電池256

第六節新能源的開發256

一、太陽能256

二、生物質能256

三、氫能257

本章小結258

思考與練習258

學生實驗260

實驗一配製一定物質的量濃度的溶液(2課時)260

實驗二化學反應速率和化學平衡(2課時)261

實驗三電解質溶液(2課時)262

實驗四氧化還原反應和電化學(2課時)264

實驗五配位化合物(1課時)265

實驗六鹵素、氧、硫及其重要化合物(2課時)266

實驗七氮、碳、硅的重要化合物(2課時)267

實驗八鈉、鎂、鈣、鋁及其重要化合物(2課時)269

實驗九鉻、錳、鐵的重要化合物(2課時)270

實驗十銅、銀、鋅、汞的重要化合物(2課時)271

實驗十一乙烯、乙炔的製備和性質(2課時)273

實驗十二乙醇、乙醛、乙酸、苯酚的性質(4課時)274

實驗十三碳水化合物和蛋白質的性質(2課時)276

附錄278

附錄一國際單位制(SI)278

附錄二一些弱酸、弱鹼的解離常數(298K)278

附錄三酸、鹼、鹽溶解性表(293K)279

附錄四一些難溶電解質的溶度積常數(298K)279

附錄五一些有機物的標準摩爾燃燒焓(298K)280

附錄六一些物質的標準熱力學數據(298K)280

附錄七標準電極電勢(298K)281

附錄八常見配離子的穩定常數(298K)282

參考文獻283

元素周期表284