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第1章 绪论1

1.1概述1

1.1.1化学的起源、研究对象及学科地位1

1.1.2化学变化的基本特征2

1.1.3化学的基础分支学科2

1.1.4化学带来的问题与未来发展趋势6

1.2无机及分析化学课程的基本内容和任务6

1.2.1基本内容6

1.2.2任务6

1.3本课程与环境和材料工程类各专业的联系6

1.4无机及分析化学课程的学习方法7

［阅读材料］理工科大学新生怎样自主学习8

思考题8

第2章 化学反应中的能量变化9

2.1概念与术语9

2.1.1系统与环境9

2.1.2过程与途径9

2.1.3状态与状态函数9

2.1.4热Q和功W10

2.1.5热力学能U和焓H10

2.2热化学11

2.2.1化学反应中的能量变化——反应热（反应热效应）11

2.2.2热化学反应方程式12

2.2.3热化学定律13

2.2.4标准摩尔生成焓△f H？ m及标准摩尔燃烧焓△c H? m14

2.3化学反应热效应的理论计算15

2.3.1利用标准摩尔生成焓的数据计算15

2.3.2利用标准摩尔燃烧焓的数据计算15

2.3.3利用标准摩尔生成焓或标准摩尔反应焓变数据，根据盖斯定律计算15

［阅读材料］锂离子电池中的热效应16

思考题与习题17

第3章 化学反应的基本原理18

3.1化学反应的自发性及其判断18

3.1.1自发过程及其特点18

3.1.2自然界的两条基本定律18

3.1.3混乱度与熵的概念19

3.1.4焓变判据和熵变判据20

3.1.5摩尔反应吉布斯自由能变和化学反应的方向20

3.1.6吉布斯方程的应用22

3.2化学反应的限度——化学平衡23

3.2.1可逆反应与化学平衡23

3.2.2分压定律和化学平衡常数24

3.2.3吉布斯自由能变与标准平衡常数27

3.2.4化学平衡的移动29

3.3化学反应的速率30

3.3.1化学反应速率及表示方法30

3.3.2反应速率理论简介31

3.3.3影响化学反应速率的因素34

［阅读材料］光化学反应与光催化剂36

思考题与习题36

第4章 定量分析基础39

4.1分析化学的定义、历史、任务和作用39

4.2定量分析方法的分类与选择39

4.2.1化学分析方法39

4.2.2仪器分析方法40

4.3定量分析的过程及分析结果的表示41

4.3.1分析化学过程41

4.3.2定量分析结果的表示41

4.4定量分析中的误差42

4.4.1准确度和精密度42

4.4.2定量分析误差产生的原因44

4.4.3提高分析结果准确度的方法45

4.5有效数字的运算规则46

4.5.1有效数字46

4.5.2有效数字的运算规则46

4.6有限实验数据的统计处理47

4.7滴定分析法概述49

4.7.1滴定分析法的特点49

4.7.2滴定分析对化学反应的要求和滴定方式50

4.7.3基准物质和标准溶液51

4.7.4滴定分析的计算51

［阅读材料］以数理统计法对化学分析中实验数据差异性的研究52

思考题与习题53

第5章 酸碱平衡与酸碱滴定法56

5.1经典酸碱理论56

5.2酸碱质子理论56

5.2.1共轭酸碱56

5.2.2酸碱反应57

5.3弱酸、弱碱解离平衡57

5.3.1一元弱酸、弱碱的解离平衡57

5.3.2多元弱酸、弱碱的解离平衡58

5.3.3同离子效应和盐效应58

5.3.4共轭酸碱对的K？ a与K？ a的关系58

5.4酸碱平衡体系中有关组分浓度的计算59

5.4.1分布系数与分布曲线60

5.4.2溶液酸度的计算61

5.5酸碱缓冲溶液64

5.5.1酸碱缓冲溶液的作用原理65

5.5.2酸碱缓冲溶液的pH计算65

5.5.3缓冲容量和缓冲范围66

5.5.4缓冲溶液的配制66

5.6酸碱滴定法66

5.6.1酸碱指示剂66

5.6.2酸碱滴定法的基本原理69

5.7酸碱滴定法的应用74

5.7.1酸碱标准溶液的配制与标定74

5.7.2应用实例74

［阅读材料］酸碱滴定分析在聚酰胺-胺表征中的应用77

思考题与习题79

第6章 沉淀-溶解平衡与沉淀滴定法83

6.1难溶电解质的溶度积和溶度积规则83

6.1.1难溶电解质的溶度积83

6.1.2溶解度和溶度积的相互换算83

6.1.3溶度积规则84

6.2沉淀-溶解平衡的移动85

6.2.1同离子效应和盐效应对沉淀-溶解平衡的影响85

6.2.2沉淀生成86

6.2.3沉淀的溶解86

6.2.4分步沉淀87

6.2.5沉淀转化88

6.3重量分析法88

6.3.1重量分析法简介88

6.3.2沉淀的形成89

6.3.3影响沉淀纯度的因素90

6.3.4沉淀条件的选择及减少沉淀沾污的方法91

6.3.5沉淀的过滤、洗涤、烘干或灼烧92

6.3.6重量分析对沉淀的要求92

6.3.7重量分析的计算和应用实例93

6.4沉淀滴定法93

6.4.1莫尔法94

6.4.2佛尔哈德法95

6.4.3法扬斯法95

6.4.4银量法的应用97

［阅读材料］铁基非晶合金铁硅硼中硅和硼的测定97

思考题与习题98

第7章 氧化还原反应与氧化还原滴定法101

7.1氧化还原反应方程式的配平101

7.1.1氧化数法101

7.1.2离子-电子法102

7.2电极电势103

7.2.1原电池103

7.2.2电极电势104

7.3电极电势的应用107

7.3.1判断原电池的正、负极及计算原电池的电动势107

7.3.2判断氧化还原反应自发进行的方向107

7.3.3判断氧化还原反应进行的次序108

7.3.4判断氧化还原反应进行的完全程度108

7.4元素标准电极电势图及其应用109

7.4.1元素标准电极电势图109

7.4.2元素标准电极电势图的应用110

7.5氧化还原反应的速率及其影响因素110

7.6氧化还原滴定法111

7.6.1方法概述111

7.6.2条件电极电势111

7.6.3氧化还原滴定曲线112

7.6.4氧化还原指示剂114

7.6.5氧化还原预处理115

7.7常用氧化还原滴定法115

7.7.1高锰酸钾法115

7.7.2重铬酸钾法117

7.7.3碘量法117

［阅读材料］氧化还原法处理冶金综合电镀废水120

思考题与习题121

第8章 原子结构和元素周期表125

8.1原子核外电子的运动状态125

8.1.1氢原子光谱和玻尔理论125

8.1.2微观粒子的波粒二象性和测不准原理127

8.1.3波函数和原子轨道129

8.1.4波函数和电子云的空间图形130

8.1.5四个量子数及其对原子核外电子运动状态的描述132

8.2多电子原子结构134

8.2.1近似能级图134

8.2.2核外电子排布的规律136

8.2.3核外电子排布和元素周期系136

8.3元素基本性质的周期性138

8.3.1原子半径138

8.3.2电离势139

8.3.3电子亲和势140

8.3.4电负性141

［阅读材料］原子态与金属态贵金属化学稳定性的差异142

思考题与习题143

第9章 化学键与分子结构145

9.1离子键145

9.1.1离子键的形成与特点145

9.1.2晶格能146

9.1.3离子的电荷、电子构型和半径147

9.1.4离子的极化148

9.2共价键149

9.2.1现代价键理论149

9.2.2分子轨道理论153

9.3共价键的极性和分子的极性158

9.3.1极性键和非极性键158

9.3.2极性分子和非极性分子158

9.4金属键理论159

9.5分子间力和氢键160

9.5.1分子间力160

9.5.2氢键162

［阅读材料］功能高分子微球选择性清除环境毒素164

思考题与习题165

第10章 配位平衡与配位滴定法167

10.1配合物的基本知识167

10.1.1配合物的基本概念及组成167

10.1.2配合物的命名168

10.1.3配合物的类型169

10.2配合物的价键理论171

10.2.1配合物中的化学键171

10.2.2配合物的空间构型171

10.2.3外轨型配合物与内轨型配合物173

10.3配位平衡173

10.3.1配合物的离解平衡173

10.3.2配离子的稳定常数174

10.3.3配位平衡的移动175

10.4配位化合物的应用177

10.4.1在分析化学中的用途177

10.4.2在冶金工业中的应用178

10.4.3在医学方面的应用178

10.5配位滴定法179

10.5.1配位滴定法概述179

10.5.2EDTA与金属离子配合物的稳定性180

10.5.3金属指示剂184

10.5.4配位滴定原理187

10.5.5配位滴定的方式及其应用192

［阅读材料］浅谈EDTA在水泥化学分析中的应用194

思考题与习题195

第11章 元素选述199

11.1环境污染和常见有毒无机物199

11.1.1砷及其无机化合物199

11.1.2铬及其无机化合物202

11.1.3汞及其无机化合物206

11.1.4镉及其化合物210

11.1.5铅及其化合物211

11.2材料关键元素及其无机化合物216

11.2.1铁及其化合物216

11.2.2碳及其无机化合物220

［阅读材料］石墨烯和碳纳米管的结构与性能简介226

11.2.3硅及其无机化合物229

［阅读材料］光伏材料234

思考题与习题235

第12章 紫外-可见分光光度法238

12.1概述238

12.1.1电磁波谱238

12.1.2物质的颜色与光的关系239

12.2光吸收的基本定律240

12.2.1朗伯-比尔定律240

12.2.2偏离朗伯-比尔定律的原因241

12.3显色反应及其影响因素242

12.3.1显色反应与显色剂242

12.3.2影响显色反应的因素242

12.4光度分析法及其仪器243

12.4.1目视比色法243

12.4.2分光光度法及分光光度计243

12.4.3吸光光度法测量条件的选择246

12.5紫外-可见分光光度法测定方法247

12.6吸光光度法的应用249

［阅读材料］比值-导数法同时测定污水中的苯酚和苯胺250

思考题与习题251

附录253

附录一 本书采用的法定计量单位253

附录二 基本物理常量、化学分析术语和本书使用的其他符号与名称254

附录三 常见物质的△f H？m、△f G？ m和S？ m261

附录四 弱酸、弱碱的解离平衡常数Ke275

附录五 几种常用缓冲溶液的配制276

附录六 常见难溶化合物的溶度积常数276

附录七 标准电极电势（298.15K）及一些电对的条件电极电势278

附录八 金属-有机配位体配合物的稳定常数282

附录九 常用化合物的相对分子质量285