化學基本原理

本書共分10章，包括化學熱力學基礎、化學反應的方向、化學平衡、溶液、相平衡、化學動力學、電化學、界面現象、膠體化學、元素化學等內容。在熱力學部分，對絕熱可逆體積功的計算、麥克斯韋方程等內容不再講解，而將化學熱力學作為重點。另外，將稀溶液的依數性、水溶液中的離子平衡、電解質溶液等溶液化學的內容整合一章以增強系統性。同時，將難溶電解質的沉澱溶解平衡的內容列入相平衡一章以完善多相平衡的理論體系。在化學動力學方面，本教材主要介紹基本原理與規律而盡量少涉及到某些特殊反應的動力學規律。每章的最後一節分別介紹和闡述了相關技術的最新發展。

《化學基本原理》可作為高等學校相關專業的化學教材或教學參考書。

緒論

第1章 化學熱力學基礎生命運動中的能量代謝

1.1 熱力學基本概念和術語

1.1.1 系統和環境

1.1.2 狀態和狀態函數

1.1.3 過程和途徑

1.1.4 狀態函數法

1.2 熱力學第一定律

1.2.1 熱力學第一定律的文字敘述

1.2.2 熱力學（內）能

1.2.3 熱和功

1.3 恆容熱、恆壓熱和焓

1.3.1 恆容熱

1.3.2 恆壓熱

1.3.3 Q與Q的關係

1.3.4 熱力學標準狀態

1.3.5 熱容

1.4 標準生成焓和標準燃燒焓

1.4.1 熱化學方程式

1.4.2 蓋斯定律

1.4.3 標準摩爾生成焓

1.4.4 標準摩爾燃燒焓

1.5 生命運動中的能量代謝

習題

第2章 化學反應的方向

2.1 過程的方向性

2.1.1 可能發生過程（自發過程）和可逆過程

2.1.2 熱力學第二定律的表達形式

2.2 熵和熵增原理

2.3 熵變的計算

2.3.1 單純p、V、T變化過程的熵變

2.3.2 理想氣體恆溫恆壓混合過程的熵變——混合熵ΔminS

2.3.3 絕熱過程的熵變ΔS

2.3.4 純物質變化時的熵變

2.4 熱力學第三定律

2.4.1 熱力學第三定律

2.4.2 規定熵和標準熵

2.4.3 由標準摩爾熵計算化學反應的標準摩爾反應熵變

2.5 亥姆霍茲函數和吉布斯函數

2.5.1 亥姆霍茲函數

2.5.2 吉布斯函數

2.6 化學反應中的熱力學函數變化

2.6.1 標準摩爾反應焓變ΔrH?m和標準摩爾反應熵變ΔrS-m

2.6.2 標準摩爾反應吉布斯函數變ΔrG-m

2.7 能量的有效利用

習題

第3章 化學反應的限度——化學平衡

3.1 化學反應平衡的條件

3.1.1 化學反應的方向和限度

3.1.2 化學反應的標準摩爾吉布斯自由能[變]

3.1.3 化學反應的平衡條件

3.2 化學反應平衡常數

3.2.1 理想氣體反應的定溫方程

3.2.2 理想氣體反應的標準平衡常數

3.2.3 化學反應標準平衡常數與溫度的關係

3.3 標準摩爾生成吉布斯自由能

3.3.1 利用ΔrH-m和ΔrS-m計算ΔrG-m

3.3.2 利用標準摩爾生成吉布斯自由能ΔfG-m(B，T)計算ΔrG-m(T)

3.4 化學合成中的化學平衡

3.4.1 真實氣體反應的平衡

3.4.2 液態混合物中反應的化學平衡

3.4.3 溶液中反應的化學平衡

習題

第4章 化學中的均相體系——溶液生命中的水和電解質平衡

4.1 溶液的通性

4.1.1 溶液的分類

4.1.2 稀溶液的依數性

4.2 水溶液中的離子平衡

4.2.1 酸鹼理論

4.2.2 酸鹼溶液中氫離子濃度的計算

4.2.3 緩衝溶液

4.3 電解質溶液的導電

4.3.1 電解質溶液的導電機理和法拉第定律

4.3.2 離子的遷移數

4.3.3 電導、電導率和摩爾電導率

4.3.4 離子獨立移動定律

4.3.5 電導率與摩爾電導率的應用

4.4 強電解質溶液

4.4.1 離子氛、活度和活度因子

4.4.2 離子強度和德拜休克爾極限公式

4.5 生命中的水和電解質平衡

4.5.1 血液的pH值

4.5.2 體液中的一些離子平衡

習題

第5章 多相體系現代分離技術簡介

5.1 相律

5.1.1 基本概念

5.1.2 相律及熱力學推導

5.2 單組分體系相圖

5.2.1 單組分體系的相律

5.2.2 水的相圖

5.3 二組分體系相圖

5.3.1 二組分體系的相律

5.3.2 理想液態混合物

5.3.3 槓桿規則

5.3.4 蒸餾（或精餾）原理

5.3.5 非理想液態混合物

5.3.6 部分互溶的雙液系

5.3.7 不互溶的雙液系——水蒸氣蒸餾

5.3.8 二組分固液體系相圖

5.4 難溶電解質的沉澱溶解平衡

5.4.1 溶度積

5.4.2 溶度積規則

5.4.3 同離子效應和鹽效應

5.4.4 分步沉澱和沉澱的轉化

5.5 現代分離技術簡介

5.5.1 固體膜分離技術簡介

5.5.2 液膜及氣膜分離技術

5.5.3 泡沫分離技術

5.5.4 超臨界流體萃取

5.5.5 色譜分離技術

5.5.6 高梯度磁分離技術

習題

第6章 化學動力學自由基理論簡介

6.1 化學反應速率

6.1.1 化學動力學研究的內容

6.1.2 化學反應速率

6.1.3 反應速率方程

6.2 基元反應及質量作用定律

6.2.1 反應機理與基元反應

6.2.2 基元反應的質量作用定律

6.3 具有簡單級數的化學反應

6.3.1 一級反應

6.3.2 二級反應

6.3.3 零級反應

6.3.4 n級反應

6.4 溫度對速率的影響

6.4.1 范特霍夫規則

6.4.2 阿侖尼烏斯方程

6.4.3 指前因子k

6.4.4 阿侖尼烏斯活化能

6.5 複合反應

6.5.1 平行反應

6.5.2 對行反應

6.5.3 連串反應

6.5.4 複合反應的反應速率方程的近似處理法

6.5.5 複合或複雜反應的表觀活化能

6.6 催化作用

6.6.1 催化劑的定義

6.6.2 催化作用的分類

6.6.3 催化作用的基本特徵

6.6.4 催化劑的類型與組成

6.7 影響多相反應速率的因素

6.7.1 影響多相反應速率的因素

6.7.2 多相催化反應的基本步驟

6.8 自由基理論簡介

6.8.1 直鏈反應的特徵

6.8.2 直鏈反應的速率方程

6.8.3 支鏈反應與爆炸界限

習題

第7章 電化學現代分析技術中的電極感測器

7.1 原電池

7.1.1 電化學中的一些重要概念

7.1.2 原電池中的電極反應與電池反應

7.1.3 原電池的分類

7.1.4 原電池電動勢

7.1.5 可逆電池

7.1.6 能斯特方程

7.2 電極電勢

7.2.1 標準電極電勢

7.2.2 電極反應的能斯特方程

7.3 電極的種類

7.3.1 金屬金屬離子電極

7.3.2 鉑非金屬非金屬離子電極

7.3.3 金屬金屬微溶鹽微溶鹽負離子電極

7.3.4 氧化還原電極

7.3.5 離子選擇性電極

7.3.6 標準電池

7.4 電極電勢的應用

7.4.1 測定反應的標準平衡常數

7.4.2 測定離子平均活度係數

7.4.3 測定溶液的pH值

7.4.4 測定難溶鹽的溶度積

7.4.5 判斷反應方向

7.5 可逆電池的熱力學

7.5.1 熱力學函數的計算

7.5.2 舉例

7.6 現代分析技術中的電極感測器

7.6.1 感測器的定義和功能

7.6.2 化學感測器

習題

第8章 表面化學納米技術簡介

8.1 表面張力

8.1.1 表面吉布斯自由能

8.1.2 影響表面張力的因素

8.2 潤濕現象

8.2.1 潤濕現象的類型

8.2.2 接觸角與楊氏方程

8.3 表面張力對物質性質的影響

8.3.1 彎曲表面下的附加壓力

8.3.2 彎曲表面上的蒸氣壓——開爾文公式

8.3.3 溶液的表面吸附——吉布斯吸附等溫式

8.4 氣體在固體表面的吸附

8.4.1 氣體在固體表面吸附的本質

8.4.2 物理吸附和化學吸附

8.4.3 吸附等溫線

8.4.4 吸附等溫方程

8.4.5 固體吸附的應用

8.5 納米技術簡介

8.5.1 納米材料

8.5.2 納米技術的應用

習題

第9章 膠體化學土壤污染與防治

9.1 膠體分散系統

9.2 膠體的製備及凈化

9.2.1 膠體的製備

9.2.2 溶膠的凈化

9.3 膠體的動力學性質

9.3.1 布朗運動

9.3.2 擴散

9.3.3 沉降與沉降平衡

9.4 膠體的光學性質

9.4.1 丁達爾效應

9.4.2 雷利公式

9.4.3 超顯微鏡與粒子大小的近似測定

9.5 膠體的電學性質

9.5.1 電動現象

9.5.2 擴散雙電層理論

9.6 溶膠的膠團結構

9.7 膠體溶液的穩定性

9.7.1 膠體溶液的穩定性

9.7.2 溶膠穩定的DLVO理論

9.7.3 影響聚沉作用的因素

9.8 高分子溶液

9.8.1 高分子溶液的滲透壓與唐南平衡

9.8.2 高分子溶液的黏度

9.9 土壤污染與防治

9.9.1 土壤的組成

9.9.2 土壤膠體的性質

9.9.3 土壤污染源和污染物

9.9.4 土壤的污染防治

習題

第10章 元素化學功能新材料

10.1 金屬元素

10.1.1 金屬的分類

10.1.2 周期系中的金屬元素

10.1.3 金屬和合金材料

10.2 非金屬元素

10.2.1 非金屬單質

10.2.2 無機化合物

10.3 功能新材料簡介

10.3.1 形態記憶合金

10.3.2 貯氫合金

10.3.3 半導體材料

10.3.4 超導材料

10.3.5 功能陶瓷

習題

參考文獻