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普通化學
本書針對高職學生基礎狀況及未來發(fā)展需要編寫,全書包括物質(zhì)結(jié)構(gòu)及元素周期律,元素化學,分散體系,滴定分析法,酸堿平衡及酸堿滴定法,沉淀溶解平衡及沉淀分析法、電化學和氧化還原平衡,配位平衡及配位滴定法,紫外可見光分光光度法,氣相色譜分析法,有機化學概述及烷烴、環(huán)烷烴、烯烴、炔烴、芳香烴、鹵代烴、醇、酚、醚、醛、酮、羧酸及其衍生物、有機高分子化合物、糖類和蛋白質(zhì),化學與健康共計22章內(nèi)容。
本書針對高職高專的教學特點,突出實用性和實踐性,貫徹理論“必需、夠用”的原則,注重相關新知識、新技術、新材料和新工藝的介紹,可作為高等職業(yè)教育石油、化工、醫(yī)藥、衛(wèi)生、環(huán)境、農(nóng)林等專業(yè)的通用教材,也可作為化學愛好者的業(yè)余讀本。
高等職業(yè)院校的教材建設是高職高專院校教學改革工作的重要組成部分。隨著高等職業(yè)教育的迅猛發(fā)展,迫切需要與之相適應的、面向21世紀的教材和教學參考書。編者遵照教育部制定的《高職高專教育基礎課程教學基本要求》,根據(jù)高職高專教育與培養(yǎng)技術應用型人才的目標和要求編寫了這本教材。本書可作為高職院校石油、化工、醫(yī)藥、衛(wèi)生、環(huán)境、農(nóng)林等專業(yè)的通用教材。在教學內(nèi)容編排上,依據(jù)學生的特點,有的放矢地組織教材內(nèi)容,力求做到敘述簡潔、文字精練、由淺入深、通俗易懂。
本書針對高職學生基礎狀況及未來發(fā)展需要,堅持“需用為準、夠用為度、實用為先”的原則,在保證知識的先進性、科學性、實用性的同時,注重教材的基礎性,著重講清基本概念、基本思想、基本方法,做到理論清晰、淡化公式推導、知識要點明確、重視實際應用等。特別是注重學生實踐動手能力的培養(yǎng),有針對性地在部分章節(jié)后選編了實驗內(nèi)容,力求知行合一,使學生學習完本課程后達到基本概念清晰、知識夠用、基本方法會用的要求,為專業(yè)學習奠定基礎。各章節(jié)后附有習題,供復習和自學參考。 本書由徐曉強、陳月和劉洪宇主編,金貞玉、王新副主編,全書共22章。具體編寫分工如下:第1~4章由陳月編寫,第5、6章由金貞玉編寫,第7~10章由劉洪宇編寫,第11~20章由徐曉強編寫,第21、22章由王新編寫。全書由徐曉強統(tǒng)稿、審定。張金東、劉婷婷、陳磊、吳春麗、崔帥做了大量的資料收集和核對以及制圖等工作。 在本書編寫過程中得到了周銘教授、李輝教授的大力支持,他們同時為本書提出了很多寶貴的意見,在此表示衷心的感謝。在編寫過程中,參考了有關教材、著作,在此也向相關作者一并表示謝意。 由于編者水平有限,教材中缺點和疏漏之處在所難免,敬請讀者批評指正。 編者 2014年9月
第1章物質(zhì)結(jié)構(gòu)及元素周期律1
11原子核外電子的運動狀態(tài)1 111波函數(shù)和薛定諤方程1 112波函數(shù)和原子軌道1 113四個量子數(shù)2 12原子核外電子的分布6 121多電子原子的能級6 122核外電子排布7 123元素周期表及其應用9 13化學鍵和分子間作用力11 131化學鍵11 132分子間作用力、氫鍵17 習題20 第2章元素化學23 21p區(qū)元素及其化合物23 211鹵族元素及其化合物23 212氧族元素及其化合物26 213氮族元素及其化合物28 214碳族元素及其化合物31 215硼、鋁及其化合物33 22s區(qū)元素及其化合物35 221通性35 222s區(qū)元素的重要化合物36 23d區(qū)元素及其化合物39 231通性39 232鉻及其重要化合物41 233錳及其重要化合物42 24ds區(qū)元素與化合物44 241銅族元素及其化合物44 242鋅族元素及其化合物45 25實驗銅、銀、鋅、鎘、汞47 251實驗目的47 252實驗原理47 253儀器及藥品48 254實驗步驟48 255思考題49 習題49 第3章分散體系52 31分散系概述52 311分散系概念52 312分散系分類53 32溶液54 321溶液濃度的表示方法及其換算54 322溶液的配制與稀釋55 33稀溶液的依數(shù)性57 331蒸氣壓下降58 332溶液的沸點升高58 333溶液的凝固點降低59 334滲透壓59 34溶膠61 341溶膠的基本性質(zhì)61 342膠體的穩(wěn)定性與聚沉63 35凝膠64 351凝膠的形成與分類64 352凝膠的性質(zhì)65 36粗分散體系65 361懸濁液65 362乳狀液66 習題67 第4章滴定分析法概論68 41滴定分析法對滴定分析反應的要求和滴定分析分類68 411滴定分析法對滴定反應的要求68 412滴定分析分類68 42滴定方式69 421直接滴定法69 422返滴定法69 423置換滴定法69 424間接滴定法69 43標準溶液濃度的表示方法70 431物質(zhì)的量濃度70 432滴定度70 44標準溶液的配制和濃度的標定70 441標準溶液的配制70 442標定標準溶液的方法71 45滴定分析的計算72 451滴定分析計算的根據(jù)和常用公式72 452滴定分析法有關計算72 46定量分析中的誤差73 461誤差及其產(chǎn)生的原因73 462誤差的表示方法74 習題78 第5章酸堿平衡與酸堿滴定法79 51酸堿平衡79 511酸堿質(zhì)子理論79 512酸堿的解離平衡常數(shù)及 其相對強度81 52酸堿平衡中組分的分布 與濃度的計算83 521分布系數(shù)與分布曲線83 522組分平衡濃度的計算方法85 53溶液酸度的計算86 531質(zhì)子條件式86 532各種溶液酸度的計算87 54酸堿平衡的影響因素90 541稀釋定律90 542同離子效應91 543鹽效應91 55緩沖溶液和指示劑91 551緩沖溶液91 552酸堿指示劑94 56酸堿滴定97 561強堿滴定強酸或強酸滴定強堿97 562強堿滴定一元弱酸99 563多元酸(或多元堿)、混酸的滴定101 57酸堿滴定的應用102 571食用醋中總酸度的測定102 572工業(yè)純堿中總堿度的測定102 573混合堿的分析103 574銨鹽中含氮量的測定103 58實驗104 581酸堿反應與緩沖溶液104 582HCl標準溶液的配制與標定106 習題107 第6章沉淀溶解平衡及沉淀分析法110 61溶度積和溶度積規(guī)則110 611溶度積110 612溶解度與溶度積的關系111 613溶度積規(guī)則111 614影響難溶物質(zhì)溶解度的因素112 62分步沉淀、沉淀的轉(zhuǎn)化、沉淀的溶解114 621分步沉淀114 622沉淀的轉(zhuǎn)化115 623沉淀的溶解116 63沉淀滴定法116 631莫爾法——鉻酸鉀作指示劑117 632佛爾哈德法——鐵銨礬作指示劑117 習題118 第7章電化學和氧化還原平衡120 71氧化還原反應及其配平120 711氧化還原反應120 712氧化還原反應方程式的配平121 72電極電勢123 721原電池及其表示方法123 722原電池的電動勢和電極電勢125 73電極電勢與氧化還原平衡130 731原電池的電動勢E與電池反應的ΔrGm的關系130 732電極電勢的應用131 74氧化還原滴定曲線134 741氧化還原滴定曲線134 742氧化還原反應速率的影響因素136 743氧化還原反應的指示劑138 75常用的氧化還原滴定法及應用139 751高錳酸鉀法139 752重鉻酸鉀法140 753碘量法141 76實驗143 761Na2S2O3標準溶液的配制與標定143 762KMnO4標準溶液的配制與標定145 習題147 第8章配位平衡及配位滴定法149 81配位化合物149 811配合物的組成149 812配位化合物的命名150 813配位化合物的分類151 82配合物的穩(wěn)定常數(shù)152 821不穩(wěn)定常數(shù)152 822穩(wěn)定常數(shù)152 823配離子穩(wěn)定常數(shù)的應用153 83 金屬離子與EDTA形成的螯合物154 831乙二胺四乙酸及其二鈉鹽154 832EDTA與金屬離子的配合物155 833配位反應的副反應及副反應系數(shù)156 84 配位滴定法158 841滴定曲線159 842酸效應曲線和金屬離子被準確滴定的最小pH值160 843金屬指示劑162 844提高配位滴定選擇性的方法163 845選用其他配位滴定劑166 85實驗166 851EDTA標準溶液的配制與標定166 852碳酸鈣含量的測定168 習題169 第9章紫外-可見光分光光度法171 91概述171 911紫外-可見分光光度法的分類171 912紫外-可見分光光度法的特點171 92光吸收的基本原理172 921電磁波譜172 922物質(zhì)的顏色與光的關系172 923光吸收的基本定律174 93可見分光光度法176 931概述176 932顯色反應176 933顯色劑177 934測量條件的選擇179 935定量測定方法——工作曲線法180 936可見分光光度計181 94紫外分光光度法182 941概述182 942紫外吸收光譜的產(chǎn)生原理183 943紫外吸收光譜的應用184 944紫外-可見分光光度計184 95實驗185 951鄰二氮菲分光光度法測定水中總鐵含量185 952紫外分光光度法測定未知有機物含量186 習題188 第10章氣相色譜分析法190 101概述190 102氣相色譜的基本理論191 1021色譜有關的名詞術語191 1022氣相色譜的基本理論193 103氣相色譜的分析方法195 1031分離條件的選擇195 1032氣相色譜定性分析198 1033氣相色譜定量分析200 104氣相色譜儀202 1041概述202 1042氣路系統(tǒng)203 1043進樣系統(tǒng)203 1044分離系統(tǒng)204 1045檢測系統(tǒng)204 1046數(shù)據(jù)處理和溫度控制系統(tǒng)206 習題207 第11章有機化學概述208 111有機化合物與有機化學208 112有機化合物的結(jié)構(gòu)及表示方法209 113有機化合物的特征209 114有機化合物的分類210 1141按碳骨架分類210 1142按官能團分類211 115有機化合物的共價鍵211 1151共價鍵的屬性211 1152共價鍵的斷裂方式與反應類型213 習題214 第12章烷烴、環(huán)烷烴215 121烷烴的通式、構(gòu)造異構(gòu)和命名215 1211烷烴的通式和同系物215 1212烷烴的構(gòu)造異構(gòu)215 1213不同類型的碳原子和氫原子216 1214烷基216 1215烷烴的命名216 1216環(huán)烷烴的命名218 122烷烴、環(huán)烷烴的結(jié)構(gòu)219 1221甲烷分子的結(jié)構(gòu)219 1222其他烷烴分子的結(jié)構(gòu)220 1223環(huán)烷烴的結(jié)構(gòu)220 123烷烴、環(huán)烷烴的構(gòu)象221 1231乙烷分子的構(gòu)象221 1232正丁烷分子的構(gòu)象221 1233環(huán)己烷的分子的構(gòu)象222 124烷烴、環(huán)烷烴的物理性質(zhì)223 1241烷烴的物理性質(zhì)223 1242環(huán)烷烴的物理性質(zhì)224 125烷烴、環(huán)烷烴的化學性質(zhì)225 1251取代反應225 1252氧化反應227 1253裂化、裂解反應227 1254開環(huán)反應228 126烷烴、環(huán)烷烴的來源228 1261天然氣229 1262石油229 習題230 第13章烯烴231 131烯烴的通式、構(gòu)造異構(gòu)和命名231 1311烯烴的通式與構(gòu)造異構(gòu)231 1312烯烴的命名231 132烯烴的結(jié)構(gòu)232 1321乙烯的結(jié)構(gòu)232 1322其他烯烴的結(jié)構(gòu)233 133烯烴的順反異構(gòu)與命名233 1331烯烴的順反異構(gòu)233 1332順反異構(gòu)體的命名233 134烯烴的物理性質(zhì)235 135烯烴的化學性質(zhì)235 1351加成反應235 1352聚合反應237 1353氧化反應238 1354α-氫原子的反應239 136烯烴的制法239 1361從裂解氣、煉廠氣中分離239 1362醇脫水239 1363鹵代烷脫鹵化氫240 137實驗——環(huán)己烯的制備240 1371實驗目的240 1372實驗原理240 1373儀器與藥品240 1374實驗步驟240 1375檢驗與測試241 1376注意事項241 1377思考題241 習題241 第14章炔烴243 141炔烴的通式、構(gòu)造異構(gòu)和命名243 1411炔烴的通式與同分異構(gòu)243 1412炔烴的命名243 142炔烴的結(jié)構(gòu)244 1421乙炔的結(jié)構(gòu)244 1422其他炔烴的結(jié)構(gòu)245 143炔烴的物理性質(zhì)245 144炔烴的化學性質(zhì)245 1441加成反應245 1442聚合反應247 1443氧化反應247 1444炔烴的反應248 145炔烴的制法248 1451乙炔的制法248 1452其他炔烴的制法249 習題249 第15章芳香烴250 151芳香烴的分類與命名250 1511芳烴的分類250 1512芳烴的命名250 152苯分子的結(jié)構(gòu)251 153單環(huán)芳烴的物理性質(zhì)252 154單環(huán)芳烴的化學性質(zhì)252 1541親電取代反應253 1542加成反應255 1543氧化反應256 1544芳烴側(cè)鏈上的反應256 155稠環(huán)芳烴257 1551萘257 1552蒽和菲258 156芳烴的來源與制備259 1561由石油加工得到芳烴259 1562從煤焦油中提取芳烴259 157實驗260 1571苯甲酸的制備260 1572對甲苯磺酸鈉的制備261 習題262 第16章鹵代烴264 161鹵代烴的分類與命名264 1611鹵代烴的分類264 1612鹵代烴的命名265 162鹵代烴的制備266 1621烴的鹵代266 1622不飽和烴與鹵素或鹵化氫加成266 1623芳環(huán)上的氯甲基化266 1624以醇為原料制備267 163鹵代烴的物理性質(zhì)267 164鹵代烷的化學性質(zhì)267 1641取代反應267 1642消除反應269 1643與金屬鎂反應(格氏試劑的生成)269 165親核取代反應機理269 1651雙分子親核取代機理(SN2)270 1652單分子親核取代機理(SN1)271 166鹵代烯烴和鹵代芳烴271 1661鹵代烯烴與鹵代芳烴的分類271 1662鹵代烯烴和鹵代芳烴中鹵原子的活性比較273 167實驗——溴乙烷的制備273 1671實驗目的273 1672實驗原理273 1673儀器與藥品273 1674實驗步驟273 1675注意事項274 1676思考題274 習題275 第17章醇、酚、醚276 171醇276 1711醇的分類和命名276 1712醇的制備277 1713醇的物理性質(zhì)278 1714醇的化學性質(zhì)279 1715重要的醇282 172酚284 1721酚的命名284 1722酚的物理性質(zhì)284 1723酚的化學性質(zhì)285 1724重要的酚288 173醚288 1731醚的分類與命名288 1732醚的制備289 1733醚的物理性質(zhì)289 1734醚的化學性質(zhì)290 1735環(huán)氧乙烷291 174實驗291 1741正丁醚的制備291 1742乙酸乙酯的制備293 1743乙酸正丁酯的制備294 習題296 第18章醛、酮298 181醛和酮的分類和命名298 1811醛和酮的分類298 1812醛和酮的命名298 182多官能團有機化合物的命名299 183醛和酮的制備300 1831醇脫氫或氧化反應制備300 1832羰基合成制備300 1833烷基苯氧化反應制備300 1834傅-克酰基化反應制備301 184醛和酮的物理性質(zhì)301 185醛和酮的化學性質(zhì)302 1851羰基的親核加成反應302 1852與氨的衍生物縮合反應304 1853氧化還原反應304 1854α-氫原子的反應305 186重要的醛和酮307 1861甲醛307 1862乙醛307 1863丙酮308 1864環(huán)己酮308 習題308 第19章羧酸及其衍生物310 191羧酸310 1911羧酸的分類和命名310 1912羧酸的制備311 1913羧酸的物理性質(zhì)312 1914羧酸的化學性質(zhì)312 1915重要的羧酸317 192羧酸衍生物318 1921羧酸衍生物的分類和命名318 1922羧酸衍生物的物理性質(zhì)319 1923羧酸衍生物的化學性質(zhì)320 1924重要的羧酸衍生物322 193實驗323 1931肉桂酸的制備323 1932乙酰水楊酸的制備324 習題325 第20章有機高分子化合物327 201高分子化合物概述327 2011高分子化合物的基本概念和特征327 2012聚合物的分類和命名328 202高分子化合物的結(jié)構(gòu)和性能329 2021高分子化合物的結(jié)構(gòu)329 2022高分子鏈的柔順性330 2023高分子化合物的力學狀態(tài)331 2024高分子化合物的性能332 203幾種重要的高分子合成材料333 2031塑料334 2032合成橡膠336 2033合成纖維337 2034涂料和黏合劑338 204油田常用高分子化合物341 2041部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)341 2042酚醛樹脂341 2043脲醛樹脂341 2044羧甲基纖維素341 2045生物聚合物黃胞膠342 2046木質(zhì)素磺酸鹽342 2047水解聚丙烯腈342 習題342 第21章糖類和蛋白質(zhì)344 211糖344 2111單糖344 2112二糖349 2113多糖350 212氨基酸、蛋白質(zhì)351 2121氨基酸351 2122蛋白質(zhì)354 習題358 第22章化學與健康359 221化學與健康概述359 2211健康的概念359 2212健康與化學的關系359 2213影響健康的因素360 222化學元素與健康363 2221化學元素在人體中的作用363 2222人體中的基本元素363 223營養(yǎng)物質(zhì)與健康366 2231水366 2232礦物質(zhì)367 2233糖類367 2234油脂368 2235蛋白質(zhì)369 2236維生素370 224食品污染與人體健康371 2241食品污染的危害371 2242食品污染的防治373 225綠色化學374 2251綠色化學的定義374 2252綠色化學的特點374 2253綠色化學產(chǎn)品375 習題376 附錄377 參考文獻386
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