工程化學(xué)

前言

在跨入21世紀(jì)的今天，隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展、各學(xué)科的相互交叉，社會(huì)對(duì)人才的素質(zhì)提出了更高的要求。在不斷運(yùn)動(dòng)著的物質(zhì)世界里，化學(xué)變化是無(wú)所不在的，使大學(xué)生了解在他們未來(lái)從事的技術(shù)領(lǐng)域和社會(huì)生活中存在著一個(gè)化學(xué)世界，是高等教育中其他學(xué)科所不能代替的。因此，將化學(xué)課程作為普通高等工科院校的基礎(chǔ)課程，以完善高級(jí)專(zhuān)業(yè)技術(shù)和管理人員的知識(shí)結(jié)構(gòu)，提高他們的素質(zhì)，開(kāi)發(fā)他們的創(chuàng)新精神，是非常必要的。 工程化學(xué)是基礎(chǔ)化學(xué)與工程技術(shù)相結(jié)合的交叉學(xué)科，是以現(xiàn)代化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)、基本理論為經(jīng)，以現(xiàn)代化學(xué)一般原理在工程技術(shù)實(shí)際中的應(yīng)用為緯的教材體系，它是完善高級(jí)工程技術(shù)人員知識(shí)結(jié)構(gòu)和培養(yǎng)能力的化學(xué)基礎(chǔ)課程，是化學(xué)與工程技術(shù)之間的橋梁。 本教材是在我們多年從事基礎(chǔ)化學(xué)一線教學(xué)的基礎(chǔ)上，充分汲取已出版相關(guān)教材的特色和長(zhǎng)處，并結(jié)合我國(guó)普通高等院校的培養(yǎng)目標(biāo)和要求等具體情況編寫(xiě)的。該教材包括兩大部分內(nèi)容，第一部分包括物質(zhì)的聚集狀態(tài)、化學(xué)反應(yīng)的基本規(guī)律、溶液中的離子平衡、電化學(xué)基礎(chǔ)、物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)等。第二部分包括無(wú)機(jī)材料、有機(jī)高分子材料、常用油品、化學(xué)與環(huán)境保護(hù)等。教材有如下幾個(gè)方面的特點(diǎn)： (1)基礎(chǔ)理論部分由淺入深，語(yǔ)言淺顯易懂，便于學(xué)生學(xué)習(xí)吸收，特別是普通高校工科非化學(xué)化工、非材料類(lèi)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生。 (2)突出了從能量變化的角度來(lái)闡明化學(xué)現(xiàn)象，使學(xué)生容易了解化學(xué)變化的實(shí)質(zhì)。 (3)突出了化學(xué)反應(yīng)基本規(guī)律在實(shí)際工程技術(shù)中的應(yīng)用。如在無(wú)機(jī)材料中根據(jù)土木工程專(zhuān)業(yè)的需要添加了無(wú)機(jī)建筑材料等。 (4)全書(shū)適用范圍較寬。可適用于機(jī)械工程及自動(dòng)化工程(特別是石油機(jī)械)、過(guò)程裝備與控制工程、電子信息工程、土木工程等專(zhuān)業(yè)使用。便于教師根據(jù)專(zhuān)業(yè)要求、教學(xué)對(duì)象、教學(xué)時(shí)數(shù)等具體情況選擇所學(xué)內(nèi)容來(lái)組織教學(xué)，而其余部分有利于學(xué)生拓寬知識(shí)面。 參加本書(shū)編寫(xiě)工作的有：賈朝霞教授(第4、7章，前言及部分習(xí)題參考答案)、尹忠教授(第1、5、9章)、段文猛講師(第2、8章)、黃英講師(第3章、附錄)、邱海燕講師(第6章)。 本教材在編寫(xiě)和試用過(guò)程中，受到了西南石油大學(xué)教務(wù)處、化學(xué)化工學(xué)院及其他相關(guān)院系各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)和化學(xué)教研室楊林等全體教師的大力支持；梁發(fā)書(shū)教授審閱了全書(shū)，為本書(shū)提出了很多寶貴意見(jiàn)；在編寫(xiě)過(guò)程中，我們還借鑒了書(shū)末列出的參考文獻(xiàn)，對(duì)這些文獻(xiàn)的作者，在此一并致以衷心的感謝。 由于編者水平所限，書(shū)中疏漏和不當(dāng)之處在所難免，誠(chéng)望讀者批評(píng)指正。

內(nèi)容概要

全書(shū)共分9章，內(nèi)容包括物質(zhì)的聚集狀態(tài)、化學(xué)反應(yīng)的基本規(guī)律、溶液中的離子平衡、電化學(xué)基礎(chǔ)、物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)、無(wú)機(jī)材料、有機(jī)高分子材料、常用油品、化學(xué)與環(huán)境保護(hù)等。本書(shū)強(qiáng)化化學(xué)基礎(chǔ)，注重化學(xué)在工程技術(shù)中的應(yīng)用，知識(shí)面廣，深淺適度。     本書(shū)可作為高等工科院校非化學(xué)化工類(lèi)各專(zhuān)業(yè)的教材，也可作為非化工類(lèi)工程技術(shù)人員的自學(xué)參考書(shū)。

書(shū)籍目錄

第1章　物質(zhì)的聚集狀態(tài)　1.1　氣體　　1.1.1　理想氣體的狀態(tài)方程　　1.1.2　道爾頓定律及阿馬格定律　　1.1.3　實(shí)際氣體的范德華方程　1.2　液體和溶液　　1.2.1　液體的一般特性　　1.2.2　稀溶液的通性　1.3　固體　　1.3.1　晶體和非晶體　　1.3.2　液晶　　1.3.3　固體表面的吸附和干燥過(guò)程　1.4　膠體　　1.4.1　膠體的性質(zhì)　　1.4.2　表面活性物質(zhì)　　1.4.3　高分子溶液和凝膠　思考題與習(xí)題第2章　化學(xué)反應(yīng)的基本規(guī)律　2.1　化學(xué)反應(yīng)的能量變化　　2.1.1　化學(xué)反應(yīng)的質(zhì)量守恒　　2.1.2　熱力學(xué)第一定律　　2.1.3　化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)　　2.1.4　反應(yīng)熱的計(jì)算　2.2　化學(xué)反應(yīng)的方向　　2.2.1　化學(xué)反應(yīng)的自發(fā)性　　2.2.2　混亂度與熵　　2.2.3　吉布斯函數(shù)變　　2.2.4　吉布斯函數(shù)變的應(yīng)用　2.3　化學(xué)平衡　　2.3.1　可逆反應(yīng)與化學(xué)平衡　　2.3.2　標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)　　2.3.3　標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)與吉布斯函數(shù)變的關(guān)系　　2.3.4　標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系　　2.3.5　化學(xué)平衡的移動(dòng)　　2.3.6　有關(guān)化學(xué)平衡的計(jì)算　2.4　化學(xué)反應(yīng)的速率　　2.4.1　化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法　　2.4.2　化學(xué)反應(yīng)速率理論　　2.4.3　影響反應(yīng)速率的因素　2.5　化學(xué)平衡與反應(yīng)速率的綜合應(yīng)用　思考題與習(xí)題第3章　溶液中的離子平衡　3.1　弱電解質(zhì)溶液中的電離平衡　　3.1.1　一元弱酸弱堿的電離平衡　　3.1.2　多元弱酸的電離平衡　　3.1.3　同離子效應(yīng)和緩沖溶液　　3.1.4　pH值的測(cè)定　3.2　難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡　　3.2.1　溶度積和溶解度　　3.2.2　溶度積規(guī)則及其應(yīng)用　3.3　配位平衡　　3.3.1　配位化合物的基本概念　　3.3.2　配位化合物的配位離解平衡　　3.3.3　配位化合物的應(yīng)用　思考題與習(xí)題第4章　電化學(xué)基礎(chǔ)　4.1　氧化還原反應(yīng)　　4.1.1　氧化與還原　　4.1.2　氧化數(shù)　　4.1.3　氧化還原反應(yīng)方程式的配平　4.2　原電池及原電池的電動(dòng)勢(shì)　　4.2.1　原電池　　4.2.2　原電池的電動(dòng)勢(shì)與吉布斯函數(shù)變　4.3　電極電勢(shì)及其應(yīng)用　　4.3.1　雙電層理論　　4.3.2　電極電勢(shì)（E）　　4.3.3　濃度對(duì)電極電勢(shì)的影響——能斯特方程式　　4.3.4　電極電勢(shì)的應(yīng)用　4.4　電解　　4.4.1　電解池與電解原理　　4.4.2　分解電壓與超電勢(shì)　　4.4.3　電解的產(chǎn)物　　4.4.4　電解的應(yīng)用　4.5　金屬的腐蝕與防護(hù)　　4.5.1　金屬腐蝕問(wèn)題的重要意義　　4.5.2　金屬腐蝕的原因　　4.5.3　金屬腐蝕的速率　　4.5.4　金屬腐蝕的防止　思考題與習(xí)題第5章　物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)　5.1　原子結(jié)構(gòu)的近代概念　　5.1.1　氫原子光譜和玻爾理論　　5.1.2　微觀粒子的波粒二象性　　5.1.3　物質(zhì)波的物理意義　5.2　氫原子核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)　　5.2.1　波函數(shù)和原子軌道　　5.2.2　概率密度與電子云　　5.2.3　四個(gè)量子數(shù)的物理意義　5.3　多電子原子結(jié)構(gòu)　　5.3.1　原子軌道的能級(jí)　　5.3.2　原子核外電子的分布　5.4　元素性質(zhì)與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系　　5.4.1　原子半徑　　5.4.2　元素的電離能　　5.4.3　元素的電子親和能　　5.4.4　電負(fù)性　5.5　化學(xué)鍵、分子結(jié)構(gòu)與晶體結(jié)構(gòu)　　5.5.1　離子鍵　　5.5.2　共價(jià)鍵　　5.5.3　分子間力和氫鍵　　5.5.4　晶體結(jié)構(gòu)　思考題與習(xí)題第6章　無(wú)機(jī)材料　6.1　金屬及合金材料　　6.1.1　合金及其類(lèi)型　　6.1.2　常用合金　6.2　陶瓷材料　　6.2.1　陶瓷的結(jié)構(gòu)　　6.2.2　陶瓷材料的分類(lèi)　6.3　無(wú)機(jī)建筑材料　　6.3.1　典型的水硬性膠凝材料——水泥　　6.3.2　氣硬性膠凝材料　　6.3.3　鋼筋混凝土的腐蝕和防護(hù)　6.4　新型無(wú)機(jī)非金屬材料　　6.4.1　半導(dǎo)體材料　　6.4.2　激光材料　　6.4.3　光導(dǎo)材料　　6.4.4　超導(dǎo)材料　　6.4.5　納米材料　思考題與習(xí)題第7章　有機(jī)高分子材料　7.1　高分子化合物概述　　7.1.1　高分子化合物的基本概念　　7.1.2　高聚物的分類(lèi)和命名　7.2　高分子化合物的合成　　7.2.1　加聚反應(yīng)　　7.2.2　縮聚反應(yīng)　7.3　高聚物的結(jié)構(gòu)與性能　　7.3.1　高聚物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)　　7.3.2　高聚物的力學(xué)狀態(tài)　　7.3.3　高分子化合物的性能　7.4　高分子材料的組成和重要的高分子材料　　7.4.1　高分子材料的組成　　7.4.2　塑料　　7.4.3　合成橡膠　　7.4.4　合成纖維　　7.4.5　合成膠黏劑　　7.4.6　涂料　7.5　復(fù)合材料　　7.5.1　增強(qiáng)材料和基體材料　　7.5.2　高分子復(fù)合材料的主要類(lèi)型　　7.5.3　幾種復(fù)合材料及其應(yīng)用　7.6　高分子材料的老化及其防止　　7.6.1　老化情況及其機(jī)理　　7.6.2　高分子材料防老化措施　　7.6.3　光穩(wěn)定劑和抗氧劑　思考題與習(xí)題第8章　常用油品　8.1　石油簡(jiǎn)介　　8.1.1　石油的開(kāi)發(fā)與利用　　8.1.2　石油的化學(xué)組成　　8.1.3　石油的加工　8.2　輕質(zhì)燃料油　　8.2.1　汽油的使用性能　　8.2.2　柴油的燃燒性能　8.3　潤(rùn)滑油　　8.3.1　潤(rùn)滑油的基礎(chǔ)油　　8.3.2　潤(rùn)滑油的主要性能指標(biāo)　　8.3.3　潤(rùn)滑油的作用　　8.3.4　潤(rùn)滑油的再生　　8.3.5　潤(rùn)滑油添加劑　　8.3.6　常用潤(rùn)滑油　　8.3.7　潤(rùn)滑脂　8.4　傳動(dòng)與工藝用油　　8.4.1　液壓油　　8.4.2　工藝油　思考題與習(xí)題第9章　化學(xué)與環(huán)境保護(hù)　9.1　人與環(huán)境　9.2　大氣的污染和防治　　9.2.1　大氣　　9.2.2　大氣污染源　9.3　水污染和防治　　9.3.1　水與水污染　　9.3.2　水污染的防治　9.4　固體廢物的污染和治理　　9.4.1　固體廢物的污染　　9.4.2　固體廢物（垃圾）的處理　思考題與習(xí)題附錄部分習(xí)題參考答案參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：第2章 化學(xué)反應(yīng)的基本規(guī)律化學(xué)反應(yīng)雖然紛繁復(fù)雜，但是其基本規(guī)律卻是十分清晰的，本章力求運(yùn)用工程技術(shù)的觀點(diǎn)來(lái)探討、闡述最基本、最通用的符合高等教育層次的化學(xué)反應(yīng)基本規(guī)律。本章內(nèi)容主要包括化學(xué)反應(yīng)的能量變化、化學(xué)反應(yīng)的方向、化學(xué)反應(yīng)的限度（化學(xué)平衡）和化學(xué)反應(yīng)的速率四個(gè)方面；化學(xué)反應(yīng)的能量變化、化學(xué)反應(yīng)的方向和限度屬于化學(xué)熱力學(xué)的內(nèi)容，化學(xué)反應(yīng)速率屬于化學(xué)動(dòng)力學(xué)的內(nèi)容?；瘜W(xué)熱力學(xué)主要從能量變化的數(shù)量和方向來(lái)討論化學(xué)反應(yīng)的可能性，對(duì)于一個(gè)可能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，是否能夠?qū)崿F(xiàn)和加以利用呢?這個(gè)問(wèn)題就是化學(xué)反應(yīng)的可行性或現(xiàn)實(shí)性問(wèn)題，要把化學(xué)反應(yīng)從可能變?yōu)榭尚?，就要考慮化學(xué)反應(yīng)的限度和反應(yīng)速率及影響它們的因素。掌握化學(xué)反應(yīng)的基本規(guī)律，工程實(shí)際中的許多化學(xué)反應(yīng)都是可以認(rèn)識(shí)、利用的，甚至是可以控制和設(shè)計(jì)的?；瘜W(xué)反應(yīng)的基本規(guī)律在一些重要反應(yīng)（如離子反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)、有機(jī)高分子反應(yīng)等）中的應(yīng)用將在后面的章節(jié)中討論。2.1化學(xué)反應(yīng)的能量變化在科學(xué)實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)實(shí)踐中，通過(guò)化學(xué)反應(yīng)在獲得不同產(chǎn)物的同時(shí)也存在著能量的變化，即隨著化學(xué)反應(yīng)中新物質(zhì)的生成總伴隨著能量的變化。本節(jié)主要討論化學(xué)反應(yīng)所遵循的兩個(gè)基本定律：質(zhì)量守恒定律和能量守恒定律?；瘜W(xué)反應(yīng)所遵循的這兩個(gè)定律對(duì)于科學(xué)實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)實(shí)踐具有重要的指導(dǎo)意義。

編輯推薦

《工程化學(xué)》是由化學(xué)工業(yè)出版社出版的。

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