工程化学基础教程/普通高等教育“十二五”规划教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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刘立明，王薇，张荣华 编

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• 化学工程
• 应用化学
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出版社： 化学工业出版社

ISBN：9787122225108

版次：1

商品编码：11698061

包装：平装

丛书名： 普通高等教育“十二五”规划教材

开本：16开

出版时间：2015-05-01

用纸：胶版纸

页数：245

正文语种：中文

内容简介

　　《工程化学基础教程/普通高等教育“十二五”规划教材》是根据“卓越工程师教育培养计划”的基本要求以及国家工科基础课程化学教学指导委员会对普通化学课程教学基本要求而编写的，结合当前国内外的化学发展趋势，力求突出工程应用特色。
　　全书共9章基本内容，主要内容包括：化学热力学、化学动力学和物质结构等，为宏观性质及微观结构内容；溶液、电化学、无机单质和无机化合物、有机化合物、无机材料和合成高分子材料等，为宏观性质及微观结构内容的应用。

目录

第1章 热化学基础
1.1 热化学的基本概念
1.1.1 系统与相
1.1.2 状态与状态函数
1.1.3 过程与途径
1.2 热力学第一定律
1.2.1 热和功
1.2.2 热力学能
1.2.3 热力学第一定律
1.2.4 不可逆过程与可逆过程的功和热
1.3 热化学
1.3.1 化学反应的热效应
1.3.2 盖斯定律
1.3.3 生成焓
1.4 熵
1.4.1 熵和混乱度
1.4.2 热力学第二定律和熵判据
1.4.3 热力学第三定律和标准熵
1.4.4 对过程熵变情况的估计
1.4.5 标准摩尔熵变
1.5 吉布斯自由能
1.5.1 吉布斯自由能
1.5.2 标准生成吉布斯自由能
1.5.3 吉布斯方程的应用
练习题

第2章 化学平衡与化学反应速率
2.1 化学平衡
2.1.1 化学平衡常数
2.1.2 标准平衡常数
2.1.3 化学平衡的移动
2.2 化学反应的速率
2.2.1 化学反应速率与反应级数
2.2.2 反应级数
2.2.3 化学反应速率的影响因素
2.2.4 催化剂与催化作用
练习题

第3章 溶液
3.1 分散系
3.2 溶液浓度的表示方法
3.2.1 质量分数
3.2.2 物质的量浓度
3.2.3 摩尔分数
3.2.4 质量摩尔浓度
3.2.5 几种溶液浓度之间的关系
3.3 稀溶液的依数性
3.3.1 溶液的蒸气压降低
3.3.2 溶液的沸点升高和凝固点下降
3.3.3 渗透压
3.4 酸碱理论
3.4.1 酸碱质子理论
3.4.2 酸碱的相对强弱
3.5 弱酸、弱碱的解离平衡
3.5.1 一元弱酸、弱碱的解离平衡
3.5.2 多元弱酸、弱碱的解离平衡
3.5.3 同离子效应和盐效应
3.6 缓冲溶液
3.6.1 缓冲作用原理
3.6.2 缓冲溶液pH 的计算
3.6.3 缓冲容量
3.6.4 标准缓冲溶液
3.7 沉淀溶解平衡
3.7.1 溶度积和溶度积规则
3.7.2 沉淀的生成和溶解
3.7.3 分步沉淀和沉淀的转化
3.8 胶体
3.8.1 胶体的实质和分散体系的分类
3.8.2 胶体的性质
3.8.3 溶胶的稳定性和聚沉
3.8.4 凝胶
3.9 表面活性剂
3.9.1 表面活性剂及其分类
3.9.2 表面活性剂的基本性质
3.9.3 表面活性剂的应用
3.10 水和水体污染
3.10.1 天然水的组成
3.10.2 水体污染
3.10.3 污水的处理
练习题

第4章 氧化还原与电化学
4.1 氧化还原反应的基本概念
4.1.1 氧化和还原
4.1.2 氧化数
4.2 原电池
4.2.1 原电池
4.2.2 原电池的能量变化
4.3 电极电势
4.3.1 标准电极电势
4.3.2 标准氢电极
4.3.3 参比电极
4.3.4 标准电极电势表
4.3.5 能斯特方程及电极电势的应用
4.4 化学电源
4.4.1 一次电池
4.4.2 二次电池
4.4.3 燃料电池
4.5 电解
4.5.1 电解原理
4.5.2 电解的应用
4.6 金属腐蚀
4.6.1 腐蚀的分类
4.6.2 金属腐蚀的防护
练习题

第5章 物质结构基础
5.1 核外电子的运动状态
5.1.1 核外电子运动的量子化特性
5.1.2 核外电子运动的波粒二象性
5.1.3 核外电子运动状态的描述
5.1.4 多电子原子轨道能级
5.2 原子核外电子的排布与元素周期律
5.2.1 基态原子的核外电子排布规律
5.2.2 核外电子分布与元素周期律
5.2.3 原子参数的周期性
5.3 价键理论
5.3.1 离子键理论
5.3.2 共价键本质
5.3.3 价键理论的基本要点与共价键的特点
5.3.4 杂化轨道理论
5.4 分子的极性
5.4.1 分子间的吸引作用
5.4.2 氢键
5.5 晶体性质与常见晶体结构类型
5.5.1 晶体的性质
5.5.2 晶体的类型
练习题

第6章 无机物单质及化合物
6.1 元素化学概述
6.1.1 元素的发现
6.1.2 元素在自然界中的分布
6.1.3 元素的分类
6.1.4 元素在自然界的存在形式
6.2 金属概论
6.2.1 金属物理通性与分类
6.2.2 金属在自然界中存在状态
6.2.3 金属的一般制备方法
6.3 非金属单质
6.3.1 周期系中非金属元素
6.3.2 非金属单质的结构与物理性质
6.3.3 非金属单质的化学性质
6.3.4 非金属单质的一般制备方法
6.4 主族元素化合物
6.4.1 主族元素化合物的物理性质
6.4.2 主要主族元素化合物的化学性质及一般反应规律
6.5 过渡元素及配位化合物
6.5.1 过渡元素通论
6.5.2 几种过渡元素化合物的简介
6.5.3 配位化合物及应用
6.6 镧系元素和锕系元素及稀土元素的应用
6.6.1 镧系元素和锕系元素简介
6.6.2 稀土元素的应用
6.7 稀有气体
6.7.1 稀有气体及其发现史
6.7.2 稀有气体的应用
6.8 无机化学工业的地位和作用
练习题

第7章 金属材料与无机非金属材料
7.1 常见的金属与其合金材料
7.1.1 钢铁
7.1.2 铜及其合金
7.1.3 铝及其合金
7.1.4 新型功能合金材料
7.2 新型无机非金属材料
7.2.1 光导纤维
7.2.2 超导材料
7.2.3 生物陶瓷
7.2.4 光电材料
7.2.5 压电材料
7.3 建筑胶凝材料
7.3.1 石灰
7.3.2 石膏
7.3.3 水泥
7.3.4 钢筋混凝土的腐蚀与防腐
练习题

第8章 有机化学和有机化合物
8.1 有机化合物和有机化学
8.1.1 有机化合物的特点
8.1.2 有机化合物的分类
8.1.3 有机化合物的命名
8.2 有机化合物的结构特点
8.3 有机化合物分子同分异构体
8.4 有机物的重要反应
8.5 有机物的结构、基本性质及用途
8.5.1 烷烃
8.5.2 烯烃
8.5.3 炔烃
8.5.4 芳烃
8.5.5 卤代烃
8.5.6 醇
8.5.7 酚
8.5.8 醛和酮
8.5.9 羧酸
8.5.1 0 酯
练习题

第9章 合成高分子材料
9.1 高分子化合物概论
9.1.1 高分子化合物的基本概念
9.1.2 高分子化合物的合成
9.1.3 高分子化合物的结构与性能
9.2 三大经典高分子材料简介
9.2.1 塑料
9.2.2 合成橡胶
9.2.3 纤维
9.3 其它高分子材料简介
9.3.1 合成胶黏剂
9.3.2 涂料
9.3.3 离子交换树脂
练习题

附录
附录1 物质的热力学数据（25℃）
附录2 弱电解质在水溶液中的解离常数（25℃）
附录3 一些共轭酸碱的解离常数（25℃）
附录4 物质的溶度积常数（25℃）
附录5 配离子的稳定常数（18~25℃）
附录6 标准电极电势（25℃）
参考文献
元素周期表

前言/序言

好的，这是一本与《工程化学基础教程/普通高等教育“十二五”规划教材》内容无关的图书简介，聚焦于一个完全不同的领域：《星际航行与亚光速物理学导论》。 --- 星际航行与亚光速物理学导论 探索超越光速的边疆：理论、工程与未来展望 本书简介 人类文明的脚步从未停歇，对浩瀚宇宙的渴望驱动着我们不断突破已知物理定律的边界。本书《星际航行与亚光速物理学导论》并非关于基础化学反应的探讨，而是深入二十二世纪——一个星际探索初露端倪的时代——对驱动深空载具实现高效率、近光速航行的核心物理学、材料科学与推进系统工程的全面梳理。 本书旨在为高等院校物理学、航空航天工程学、理论物理学以及计算科学专业的本科高年级学生和研究生提供一个坚实的基础，帮助他们理解当前最前沿的亚光速推进技术所面临的理论障碍与工程解决方案。 第一部分：相对论基础与时空动力学 本书伊始，我们抛开了经典力学的限制，聚焦于阿尔伯特·爱因斯坦的狭义相对论在宏观尺度星际运动中的实际应用与挑战。 1.1 经典相对论的再审视与高能态修正： 详细探讨了四维时空结构，重点分析了在接近光速（$v o c$）时，传统动量、能量方程的失效，以及如何应用洛伦兹变换对航行者的生理、时间流逝进行精确建模。我们引入了“相对论质量膨胀”的概念，并将其与实际推进系统的能耗需求进行关联分析。 1.2 惯性质量与惯性驱动悖论： 亚光速航行中最大的工程挑战之一是惯性。当飞船质量因接近光速而急剧增加时，维持有效加速度所需的能量呈指数级增长。本章深入研究了最新的“场耦合驱动模型”（Field Coupling Drive Models），探讨了如何通过局部时空曲率的微小调控来“欺骗”或绕过传统惯性定律，从而实现更经济的加速度提升。这部分内容包含对Alcubierre度规（虽然通常用于超光速讨论，但其基础数学结构对理解时空局域形变至关重要）的简化应用，并着重分析了其在亚光速域内的能量下限需求。 1.3 宇宙微波背景辐射与相对论性碰撞： 远距离星际旅行中，即使是稀薄的星际介质（如氢原子、尘埃粒子）在极高相对速度下，也会转化为高能粒子流，对飞船的防护层造成灾难性破坏。本书精确计算了不同航行速度下，撞击能量密度随距离的变化曲线，并详细介绍了磁流体动态偏导场（MHD Deflector Fields）的设计原理和能量效率，这是确保船体完整性的关键技术。 第二部分：先进推进系统工程与能源供给 本部分将理论推导转化为实际可操作的工程设计，聚焦于当前（模拟的）最成熟的几种非化学能推进方案。 2.1 核聚变脉冲推进（Orion-IV代）： 虽然早期概念依赖于核爆炸，但现代星际任务依赖于受控的、高约束的D-He3聚变反应堆。我们详细分析了磁约束聚变（如Tokamak和Stellarator的改进型）在脉冲模式下向后喷射聚变产物的效率，以及如何通过高强度磁喷嘴优化推重比。教材提供了详细的反应堆热力学循环图和能量转换效率模型。 2.2 反物质辅助驱动（Matter-Antimatter Catalysis）： 反物质湮灭提供了理论上最高的能量密度。本书不探讨大规模反物质的生产难题，而是侧重于“催化”技术——如何使用微量反物质作为启动剂，引发效率更高的非湮灭式反应（如高能光子驱动）。重点分析了储存和导流系统中对磁阱的精度要求，以及如何应对湮灭过程中产生的高能伽马射线的防护问题。 2.3 零点能提取的理论探索（ZPE Fluctuation Harvesting）： 这是最前沿且仍在理论验证阶段的技术。本章以量子场论为基础，探讨了利用卡西米尔效应的宏观工程化可能性。通过对超导材料表面结构设计的分析，我们尝试量化从真空能涨落中提取可用功的可能性及其在低推力、长时间任务中的潜力。 第三部分：星际导航、生命支持与深空材料科学 有效的航行不仅依赖于推力，更依赖于精确的导航和能够承受极端环境的材料。 3.1 相对论性导航与星图校准： 在极高速下，恒星的位置和光谱会发生显著的多普勒频移和光行差。本书构建了修正后的导航算法，用于实时补偿这些相对论效应，确保飞船能够精确锁定预定目标星系，而非仅仅是当前可见的星体位置。 3.2 高强度轻元素复合材料： 面对高能粒子流、极端温度梯度和长周期应力，传统的金属合金无法胜任。本章深入研究了基于碳纳米管晶格增强的石墨烯复合材料（CNT-Graphene Lattice Composites）的合成工艺、拉伸强度极限（通常达到传统钢材的百倍以上）以及它们的辐射硬化处理技术。 3.3 闭环生态支持系统（CELSS）的能耗平衡： 星际任务的周期跨越数十年，传统的化学循环支持系统不可持续。本书详细分析了基于藻类光合作用、水循环电解、微生物废物处理的高度集成化CELSS模型，重点探讨了如何将飞船推进系统的余热和部分电能有效地反馈给生命支持系统，以最小化外部补给需求。 --- 目标读者群： 物理学、天体物理学、航空航天工程、计算物理学、先进材料科学专业的研究生及科研人员。 本书特点： 高度跨学科性： 融合了狭义相对论、粒子物理、核工程与材料科学的最新研究成果。 工程实用性： 提供了大量可用于数值模拟的数学模型、方程组和设计参数。 前瞻性视野： 挑战现有技术瓶颈，为下一代深空探索任务提供理论指导。 本书绝不涉及的领域： 普通有机化学、无机化学、酸碱平衡、化学热力学在地球工业中的应用，以及任何与基础化学反应工程直接相关的内容。本书的核心是能量、时空与动量的极端物理学。

评分☆☆☆☆☆

这本书的深度和广度都给我留下了深刻的印象。它不仅仅是停留在基础概念的讲解，而是深入到工程应用层面，让我对工程化学有了更全面的认识。书中对各个知识点之间的联系也梳理得非常清晰，让我能够将零散的化学知识串联起来，形成一个整体的知识体系。我尤其欣赏作者在讲解一些前沿技术时，并没有回避其复杂性，而是用一种更加容易理解的方式进行阐述，让我看到了工程化学未来的发展方向。比如，关于纳米材料的章节，作者不仅介绍了它们的特性，还探讨了它们在能源、医疗等领域的应用前景，这让我对接下来的学习充满了动力。这本书的内容非常丰富，涵盖了工程化学的方方面面，让我感觉自己收获颇丰。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计相当朴实，没有花哨的图案，字体也比较传统，一眼就能看出这是一本偏向学术的教材。我拿到书的时候，就被它厚重的纸质和清晰的排版吸引了。翻开目录，看到章节安排，感觉脉络清晰，从最基础的概念讲起，循序渐进，这让我对学习工程化学充满了信心。尤其是第一章，它并没有直接进入复杂的化学反应，而是从原子、分子这些最根本的粒子讲起，详细介绍了它们的结构和相互作用，还配有一些手绘的示意图，非常生动形象，这对于我这种化学基础相对薄弱的读者来说，简直是福音。而且，书中还穿插了一些与生活相关的例子，比如介绍物质的状态变化时，提到了烧水、制冰等，让我觉得化学离我们并不遥远，反而充满了趣味性。虽然这本教材的定价不菲，但从它扎实的用料和严谨的内容编排来看，我觉得物有所值。我特别欣赏作者在讲解概念时，并没有直接给出定义，而是通过一些引导性的提问，让我自己去思考，再去揭示答案，这种互动式的学习方式，大大提升了我的学习兴趣和理解深度。

评分☆☆☆☆☆

这本书的讲解方式真是让人耳目一新，它不像我之前看过的很多教材那样，上来就给一堆公式和定义，而是用一种非常生活化的语言来解释复杂的化学原理。举个例子，在讲到化学平衡的时候，作者并没有直接抛出勒夏特列原理，而是用一个很形象的“跷跷板”来比喻，生动地描绘了平衡状态的动态调整过程，我一下子就明白了。而且，书中大量的图示和表格，也极大地帮助了我理解抽象的概念，比如分子轨道理论的部分，用三维图形展示了不同轨道的重叠方式，比纯文字的描述要直观得多。最让我印象深刻的是，书中在每个章节的最后都设置了“思考题”和“习题”，这些题目设计的非常有深度，不仅考察了对知识点的掌握，更引导我去思考实际应用中的问题。我花了不少时间去钻研这些习题，虽然有些题目确实有挑战性，但当我独立解决问题后，那种成就感是无与伦比的。感觉这本书不仅仅是教我知识，更是在培养我的独立思考能力和解决问题的能力。

评分☆☆☆☆☆

我一直以为工程化学会是枯燥乏味的内容，但这本书彻底颠覆了我的认知。它将理论知识与实际工程应用紧密结合，让我看到了化学在现实世界中的巨大作用。比如，在讲解材料科学的部分，作者不仅介绍了各种材料的化学性质，还深入分析了它们在建筑、制造等领域的具体应用案例，并且引用了大量的实例数据，让我对这些知识的理解更加深刻。书中还特别设置了“工程实例分析”的板块，每一个案例都写得非常详尽，从问题的提出，到化学原理的运用，再到解决方案的实施，条理清晰，逻辑严谨。我尤其喜欢关于环境保护的章节，里面详细介绍了各种污染物的化学性质以及治理方法，让我对可持续发展有了更深的认识，也体会到了化学在解决环境问题中的重要性。这本书不仅仅是一本教材，更像是一本工程实践的指南，让我对未来的学习和工作充满了期待。

评分☆☆☆☆☆

这本书的阅读体验非常流畅，即使是对于像我这样初次接触工程化学的读者来说，也不会感到晦涩难懂。作者在遣词造句上非常讲究，避免使用过于专业和生僻的术语，而是用通俗易懂的语言来解释复杂的概念。每当我遇到不理解的地方，翻到后面的词汇表或者附录，总能找到清晰的解释。而且，这本书的排版设计也非常人性化，行距适中，字体大小也恰到好处，长时间阅读也不会感到眼睛疲劳。书中穿插的一些历史故事和人物传记，也为枯燥的化学知识增添了不少人文色彩，让我觉得学习不再是一件痛苦的事情，反而像是在与一位博学的老师对话。我特别喜欢书中关于科学家故事的介绍，这些故事不仅让我了解了化学的发展历程，也激发了我对科学探索的热情。