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纸 张: 胶版纸包 装: 平装胶订是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787030359124丛书名: 21世纪高等院校教材
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工程化学,高等学校,教材
内容简介
《工程化学（第三版）》是在获得上海市优秀教材二等奖的《工程化学》（第二版）的基础上修订而成，针对非化类专业化学课程教学时数少以及卓越工程师计划强调实际应用能力的特点，浓缩化学的基本原理和应用，强调理论联系实际、学科交叉，强化了化学在工程科学上的应用。《工程化学（第三版）》分为了大部分，共10章。第1章和第2章，重点论述化学的基本原理及其平衡过程的应用；第3章到第5章，侧重从物质结构的角度讨论物质的性能；第6章到第10章，介绍化学在能源、机械工程材料、信息和环境工程领域的应用以及危险化学品的安全管理。
目 录
目录
第三版前言
第二版前言
第1章 化学反应的调控与应用 1
1.1 化学反应的基本概念与常用术语 1
1.1.1 系统和环境 1
1.1.2 过程和途径 1
1.1.3 状态和状态函数 2
1.1.4 热和功 2
1.1.5 热力学能 3
1.2 化学反应的能量关系 3
1.2.1 热力学**定律 3
1.2.2 热化学和赫斯定律 4
1.2.3 热力学的标准状态与生成焓 5
1.2.4 键能 6
1.3 化学反应的自发性及其判据 7
1.3.1 化学反应的自发性 7
1.3.2 熵 8
1.3.3 吉布斯函数 9
1.4 化学反应的限度及其转化率提高 11
1.4.1 可逆反应与化学平衡 11
1.4.2 标准平衡常数 12
1.4.3 依据平衡常数的计算 14
1.4.4 化学平衡的移动 15
1.5 化学平衡的应用 17
1.5.1 酸碱溶液中pH的计算与控制 18
1.5.2 沉淀的生成与溶解 25
1.5.3 配合物的生成与解离 28
1.6 化学反应的速率及其控制 31
1.6.1 化学反应速率及其表示法 31
1.6.2 影响化学反应速率的因素 32
思考题与习题 37
第2章 电化学基础与应用 40
2.1 原电池与电极电势 40
2.1.1 原电池 40
2.1.2 电极电势 42
2.2 电极电势的应用 45
2.2.1 能斯特方程式 45
2.2.2 浓度对电极电势的影响 46
2.2.3 电极电势的应用 48
2.3 化学电源 50
2.3.1 一次电池 51
2.3.2 二次电池 51
2.3.3 燃料电池 52
2.3.4 绿色电池 53
2.4 电解技术 54
2.4.1 电解原理 54
2.4.2 电解电压 55
2.4.3 电解产物 56
2.4.4 电解食盐水 57
2.4.5 电化学技术 57
2.5 金属的腐蚀与防护 60
2.5.1 电化学腐蚀 60
2.5.2 金属防腐技术 61
思考题与习题 64
第3章 物质的微观结构及其键合 66
3.1 原子结构和元素周期系 66
3.1.1 核外电子运动状态的量子力学描述 66
3.1.2 基态原子中电子的分布原则 71
3.1.3 原子的电子层结构 73
3.1.4 元素周期系 75
3.2 原子的键合与分子中的电子运动 82
3.2.1 现代价键理论 82
3.2.2 共价键的键参数 89
3.2.3 分子间力和氢键 91
3.3 配合物结构的价键理论 96
3.3.1 价键理论的基本要点 96
3.3.2 配合物的几何构型 96
3.3.3 外轨配键与内轨配键 99
3.3.4 配合物的稳定性与磁性 99
思考题与习题 101
第4章 物质的聚集与分散 103
4.1 气态 103
4.1.1 理想气体 103
4.1.2 实际气体 105
4.1.3 气体的液化与储运 106
4.2 液态 108
4.2.1 液体的溶解性 108
4.2.2 液体的表面张力 108
4.2.3 液体的毛细现象 109
4.3 溶液 109
4.3.1 溶液的浓度及其计算 110
4.3.2 物质的溶解度及其影响因素 111
4.3.3 溶液的蒸气压 112
4.3.4 稀溶液的依数性 113
4.4 固态 115
4.4.1 晶体和非晶体 115
4.4.2 晶体的类型 116
4.5 胶体 118
4.5.1 溶胶的制备 119
4.5.2 胶体的特性 119
4.5.3 胶体的结构与稳定性 120
4.5.4 胶体的聚沉 121
4.5.5 气溶胶 121
思考题与习题 122
第5章 元素及其化合物的性质与变化规律 123
5.1 物貭的熔点与沸点 123
5.1.1 离子晶体的熔、沸点与晶格能之间的关系 123
5.1.2 离子极化对固体熔、沸点的影响 124
5.1.3 分子晶体的熔、沸点与分子间力的关系 125
5.2 化合物的溶解性 126
5.2.1 分子晶体的溶解性及其规律 126
5.2.2 离子化合物的溶解性及其规律 126
5.2.3 pH和配位作用对溶解性的影响 128
5.3 无机物的颜色及其变化规律 128
5.3.1 常见无机物的颜色 128
5.3.2 无机物显色的原因 129
5.4 酸碱性 130
5.4.1 化合物的酸碱性 130
5.4.2 酸碱的应用 132
5.5 氧化还原性 134
5.5.1 单质的氧化还原性 134
5.5.2 化合物的氧化还原性 135
5.5.3 常用的氧化剂和还原剂 137
5.6 化合物的热稳定性 139
5.6.1 卤化物的热稳定性规律 139
5.6.2 含氧酸盐的热稳定性 139
思考题与习题 140
第6章 能源工程中的化学 142
6.1 能源概论 142
6.1.1 能量及其能量转化 142
6.1.2 能源的定义与分类 143
6.1.3 新能源的概念 143
6.2 化石燃料的有效利用和清洁生产 144
6.2.1 化石燃料的定义、分类和组成 144
6.2.2 煤的气化、液化和干馏 145
6.3 氢能的开发与利用 147
6.3.1 氢气的制备 147
6.3.2 氢气的储存 149
6.3.3 氢气的应用 151
6.4 可再生能源的开发 152
6.4.1 生物质能源的利用 153
6.4.2 太阳能利用 155
思考题与习题 158
第7章 机械和建筑工程中的化学 159
7.1 工程材料的结构与性能 159
7.1.1 工程材料的分类 159
7.1.2 工程材料的键合特征 160
7.1.3 工程材料的性能特征 161
7.2 工程材料的腐蚀与防护 162
7.2.1 金属的腐蚀与防护 162
7.2.2 钢筋混凝土的腐蚀与防护 164
7.2.3 高分子材料的腐蚀与防护 166
7.3 材料的摩擦与润滑 171
7.3.1 机械与化学抛光 171
7.3.2 纳米润滑剂 173
7.3.3 高分子摩擦材料 173
7.4 材料的清洗与表面处理 174
7.4.1 材料的表面处理技术 174
7.4.2 钢的表面强化的化学方法 176
7.4.3 高分子材料表面处理的化学方法 178
7.5 建筑材料中的助剂化学 181
7.5.1 水泥外加剂的种类 181
7.5.2 化学外加剂的发展 181
思考题与习题 184
第8章 信息工程中的化学 185
8.1 信息感知化学 185
8.1.1 温度传感器 186
8.1.2 气体传感器 187
8.1.3 湿度的表示与湿度传感器 189
8.2 信息转换功能材料 191
8.2.1 压电转换材料 191
8.2.2 光电转换材料 193
8.2.3 热电转换材料 195
8.3 信息存储材料 198
8.3.1 信息记录与存储的一般原理 198
8.3.2 磁记录材料 200
8.3.3 光信息存储村料 201
8.4 信息传输材料 202
8.4.1 光纤的结构 203
8.4.2 石英光纤 203
8.4.3 塑料光纤(POF) 203
思考题与习题 204
第9章 环境工程中的化学 205
9.1 大气污染及其防治 205
9.1.1 大气污染物 205
9.1.2 大气污染的防治 211
9.1.3 CO2的排放与循环利用 211
9.2 水体污染及其防治 213
9.2.1 水体污染 213
9.2.2 水体污染的防治 215
9.3 土壤污染及其防治 216
9.3.1 土壤的主要污染物 217
9.3.2 土壤污染的防治 219
思考题与习题 220
第10章 危险化学品的管理与消防 221
10.1 危险化学品安全管理基础知识 221
10.1.1 危险化学品的分类与特性 221
10.1.2 危险化学品的储存和运输 224
10.2 危险化学品事故的预防和事故处理 224
10.2.1 操作时的预防 224
10.2.2 常用危险化学品事故处置 226
10.3 危险化学品的消防 227
10.3.1 燃烧的条件 227
10.3.2 危险化学品火灾防治措施 228
10.3.3 灭火方法与灭火剂 229
思考题与习题 232
参考文献 233
附录 234
附表1 一些常见弱酸、弱碱的标准解离常数(298.15K) 234
附表2 水溶液中的标准电极电势(298.15K) 234
附表3 一些物质的溶度积常数(298.15K) 236
附表4 一些常见配离子的稳定常数K稳 237
附表5 一些物质的热力学函数值(298.15K) 237
第三版前言
第二版前言
第1章 化学反应的调控与应用 1
1.1 化学反应的基本概念与常用术语 1
1.1.1 系统和环境 1
1.1.2 过程和途径 1
1.1.3 状态和状态函数 2
1.1.4 热和功 2
1.1.5 热力学能 3
1.2 化学反应的能量关系 3
1.2.1 热力学**定律 3
1.2.2 热化学和赫斯定律 4
1.2.3 热力学的标准状态与生成焓 5
1.2.4 键能 6
1.3 化学反应的自发性及其判据 7
1.3.1 化学反应的自发性 7
1.3.2 熵 8
1.3.3 吉布斯函数 9
1.4 化学反应的限度及其转化率提高 11
1.4.1 可逆反应与化学平衡 11
1.4.2 标准平衡常数 12
1.4.3 依据平衡常数的计算 14
1.4.4 化学平衡的移动 15
1.5 化学平衡的应用 17
1.5.1 酸碱溶液中pH的计算与控制 18
1.5.2 沉淀的生成与溶解 25
1.5.3 配合物的生成与解离 28
1.6 化学反应的速率及其控制 31
1.6.1 化学反应速率及其表示法 31
1.6.2 影响化学反应速率的因素 32
思考题与习题 37
第2章 电化学基础与应用 40
2.1 原电池与电极电势 40
2.1.1 原电池 40
2.1.2 电极电势 42
2.2 电极电势的应用 45
2.2.1 能斯特方程式 45
2.2.2 浓度对电极电势的影响 46
2.2.3 电极电势的应用 48
2.3 化学电源 50
2.3.1 一次电池 51
2.3.2 二次电池 51
2.3.3 燃料电池 52
2.3.4 绿色电池 53
2.4 电解技术 54
2.4.1 电解原理 54
2.4.2 电解电压 55
2.4.3 电解产物 56
2.4.4 电解食盐水 57
2.4.5 电化学技术 57
2.5 金属的腐蚀与防护 60
2.5.1 电化学腐蚀 60
2.5.2 金属防腐技术 61
思考题与习题 64
第3章 物质的微观结构及其键合 66
3.1 原子结构和元素周期系 66
3.1.1 核外电子运动状态的量子力学描述 66
3.1.2 基态原子中电子的分布原则 71
3.1.3 原子的电子层结构 73
3.1.4 元素周期系 75
3.2 原子的键合与分子中的电子运动 82
3.2.1 现代价键理论 82
3.2.2 共价键的键参数 89
3.2.3 分子间力和氢键 91
3.3 配合物结构的价键理论 96
3.3.1 价键理论的基本要点 96
3.3.2 配合物的几何构型 96
3.3.3 外轨配键与内轨配键 99
3.3.4 配合物的稳定性与磁性 99
思考题与习题 101
第4章 物质的聚集与分散 103
4.1 气态 103
4.1.1 理想气体 103
4.1.2 实际气体 105
4.1.3 气体的液化与储运 106
4.2 液态 108
4.2.1 液体的溶解性 108
4.2.2 液体的表面张力 108
4.2.3 液体的毛细现象 109
4.3 溶液 109
4.3.1 溶液的浓度及其计算 110
4.3.2 物质的溶解度及其影响因素 111
4.3.3 溶液的蒸气压 112
4.3.4 稀溶液的依数性 113
4.4 固态 115
4.4.1 晶体和非晶体 115
4.4.2 晶体的类型 116
4.5 胶体 118
4.5.1 溶胶的制备 119
4.5.2 胶体的特性 119
4.5.3 胶体的结构与稳定性 120
4.5.4 胶体的聚沉 121
4.5.5 气溶胶 121
思考题与习题 122
第5章 元素及其化合物的性质与变化规律 123
5.1 物貭的熔点与沸点 123
5.1.1 离子晶体的熔、沸点与晶格能之间的关系 123
5.1.2 离子极化对固体熔、沸点的影响 124
5.1.3 分子晶体的熔、沸点与分子间力的关系 125
5.2 化合物的溶解性 126
5.2.1 分子晶体的溶解性及其规律 126
5.2.2 离子化合物的溶解性及其规律 126
5.2.3 pH和配位作用对溶解性的影响 128
5.3 无机物的颜色及其变化规律 128
5.3.1 常见无机物的颜色 128
5.3.2 无机物显色的原因 129
5.4 酸碱性 130
5.4.1 化合物的酸碱性 130
5.4.2 酸碱的应用 132
5.5 氧化还原性 134
5.5.1 单质的氧化还原性 134
5.5.2 化合物的氧化还原性 135
5.5.3 常用的氧化剂和还原剂 137
5.6 化合物的热稳定性 139
5.6.1 卤化物的热稳定性规律 139
5.6.2 含氧酸盐的热稳定性 139
思考题与习题 140
第6章 能源工程中的化学 142
6.1 能源概论 142
6.1.1 能量及其能量转化 142
6.1.2 能源的定义与分类 143
6.1.3 新能源的概念 143
6.2 化石燃料的有效利用和清洁生产 144
6.2.1 化石燃料的定义、分类和组成 144
6.2.2 煤的气化、液化和干馏 145
6.3 氢能的开发与利用 147
6.3.1 氢气的制备 147
6.3.2 氢气的储存 149
6.3.3 氢气的应用 151
6.4 可再生能源的开发 152
6.4.1 生物质能源的利用 153
6.4.2 太阳能利用 155
思考题与习题 158
第7章 机械和建筑工程中的化学 159
7.1 工程材料的结构与性能 159
7.1.1 工程材料的分类 159
7.1.2 工程材料的键合特征 160
7.1.3 工程材料的性能特征 161
7.2 工程材料的腐蚀与防护 162
7.2.1 金属的腐蚀与防护 162
7.2.2 钢筋混凝土的腐蚀与防护 164
7.2.3 高分子材料的腐蚀与防护 166
7.3 材料的摩擦与润滑 171
7.3.1 机械与化学抛光 171
7.3.2 纳米润滑剂 173
7.3.3 高分子摩擦材料 173
7.4 材料的清洗与表面处理 174
7.4.1 材料的表面处理技术 174
7.4.2 钢的表面强化的化学方法 176
7.4.3 高分子材料表面处理的化学方法 178
7.5 建筑材料中的助剂化学 181
7.5.1 水泥外加剂的种类 181
7.5.2 化学外加剂的发展 181
思考题与习题 184
第8章 信息工程中的化学 185
8.1 信息感知化学 185
8.1.1 温度传感器 186
8.1.2 气体传感器 187
8.1.3 湿度的表示与湿度传感器 189
8.2 信息转换功能材料 191
8.2.1 压电转换材料 191
8.2.2 光电转换材料 193
8.2.3 热电转换材料 195
8.3 信息存储材料 198
8.3.1 信息记录与存储的一般原理 198
8.3.2 磁记录材料 200
8.3.3 光信息存储村料 201
8.4 信息传输材料 202
8.4.1 光纤的结构 203
8.4.2 石英光纤 203
8.4.3 塑料光纤(POF) 203
思考题与习题 204
第9章 环境工程中的化学 205
9.1 大气污染及其防治 205
9.1.1 大气污染物 205
9.1.2 大气污染的防治 211
9.1.3 CO2的排放与循环利用 211
9.2 水体污染及其防治 213
9.2.1 水体污染 213
9.2.2 水体污染的防治 215
9.3 土壤污染及其防治 216
9.3.1 土壤的主要污染物 217
9.3.2 土壤污染的防治 219
思考题与习题 220
第10章 危险化学品的管理与消防 221
10.1 危险化学品安全管理基础知识 221
10.1.1 危险化学品的分类与特性 221
10.1.2 危险化学品的储存和运输 224
10.2 危险化学品事故的预防和事故处理 224
10.2.1 操作时的预防 224
10.2.2 常用危险化学品事故处置 226
10.3 危险化学品的消防 227
10.3.1 燃烧的条件 227
10.3.2 危险化学品火灾防治措施 228
10.3.3 灭火方法与灭火剂 229
思考题与习题 232
参考文献 233
附录 234
附表1 一些常见弱酸、弱碱的标准解离常数(298.15K) 234
附表2 水溶液中的标准电极电势(298.15K) 234
附表3 一些物质的溶度积常数(298.15K) 236
附表4 一些常见配离子的稳定常数K稳 237
附表5 一些物质的热力学函数值(298.15K) 237
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