工程化學（第三版）

成書過程

修訂情況

《工程化學（第三版）》是在獲得“上海市優秀教材二等獎”的《工程化學（第二版）》的基礎上修訂而成的。該版教材編寫人員分工如下：第1章由上海大學包新華和劉洪江編寫；第2、10章由上海套用技術學院周義鋒編寫；第3章由上海大學董曉雯、王曉紅編寫；第4章由上海大學程知萱編寫；第5章由東華大學邢彥軍編寫；第6章由上海大學向群編寫；第7章由上海大學趙宏濱編寫；第8章由上海大學徐甲強編寫；第9章由上海大學錢群編寫；書後附錄由上海大學馮利整理核對。全書經潘慶誼教授審閱，由徐甲強統稿。

出版工作

2013年1月，《工程化學（第三版）》由科學出版社出版。

出版工作人員

責任編輯	責任校對	責任印製	封面設計
趙曉霞	鄭金紅	徐曉晨	迷底書裝

內容簡介

該教材共10章，第1章和第2章，介紹了化學的基本原理及其平衡過程的套用等內容；第3章到第5章，介紹了從物質結構的角度討論物質的性能；第6章到第10章，介紹了化學在能源、機械工程材料、信息和環境工程領域的套用以及危險化學品的安全管理。書後配備了附錄表。

教材目錄

第三版前言

第二版前言

第1章化學反應的調控與套用 1

1.1 化學反應的基本概念與常用術語 1

1.1.1 系統和環境1

1.1.2 過程和途徑 1

1.1.3 狀態和狀態函式 2

1.1.4 熱和功 2

1.1.5 熱力學能 3

1.2 化學反應的能量關係 3

1.2.1 熱力學第一定律 3

1.2.2 熱化學和赫斯定律 4

1.2.3 熱力學的標準狀態與生成焓 5

1.2.4 鍵能6

1.3 化學反應的自發性及其判據 7

1.3.1 化學反應的自發性 7

1.3.2 熵 8

1.3.3 吉布斯函式 9

1.4 化學反應的限度及其轉化率提高 11

1.4.1 可逆反應與化學平衡 11

1.4.2 標準平衡常數 12

1.4.3 依據平衡常數的計算 14

1.4.4 化學平衡的移動 15

1.5 化學平衡的套用 17

1.5.1 酸鹼溶液中pH的計算與控制 18

1.5.2 沉澱的生成與溶解 25

1.5.3 配合物的生成與解離 28

1.6 化學反應的速率及其控制 31

1.6.1 化學反應速率及其表示法 31

1.6.2 影響化學反應速率的因素 32

思考題與習題 37

第2章電化學基礎與套用 40

2.1 原電池與電極電勢 40

2.1.1 原電池 40

2.1.2 電極電勢 42

2.2 電極電勢的套用 45

2.2.1 能斯特方程式 45

2.2.2 濃度對電極電勢的影響 46

2.2.3 電極電勢的套用 48

2.3 化學電源 50

2.3.1 一次電池 51

2.3.2 二次電池 51

2.3.3 燃料電池 52

2.3.4 綠色電池 53

2.4 電解技術 54

2.4.1 電解原理 54

2.4.2 電解電壓 55

2.4.3 電解產物 56

2.4.4 電解食鹽水 57

2.4.5 電化學技術 57

2.5 金屬的腐蝕與防護 60

2.5.1 電化學腐蝕 60

2.5.2 金屬防腐技術 61

思考題與習題 64

第3章物質的微觀結構及其鍵合 66

3.1 原子結構和元素周期系 66

3.1.1 核外電子運動狀態的量子力學描述 66

3.1.2 基態原子中電子的分布原則 71

3.1.3 原子的電子層結構 73

3.1.4 元素周期系 75

3.2 原子的鍵合與分子中的電子運動 82

3.2.1 現代價鍵理論 82

3.2.2 共價鍵的鍵參數 89

3.2.3 分子間力和氫鍵 91

3.3 配合物結構的價鍵理論 96

3.3.1 價鍵理論的基本要點 96

3.3.2 配合物的幾何構型 96

3.3.3 外軌配鍵與內軌配鍵 99

3.3.4 配合物的穩定性與磁性 99

思考題與習題 101

第4章物質的聚集與分散 103

4.1 氣態 1034.1.1 理想氣體 103

4.1.2 實際氣體 105

4.1.3 氣體的液化與儲運 106

4.2 液態 108

4.2.1 液體的溶解性 108

4.2.2 液體的表面張力 108

4.2.3 液體的毛細現象 109

4.3 溶液 109

4.3.1 溶液的濃度及其計算 110

4.3.2 物質的溶解度及其影響因素 111

4.3.3 溶液的蒸氣壓 112

4.3.4 稀溶液的依數性 113

4.4 固態 115

4.4.1 晶體和非晶體 115

4.4.2 晶體的類型 116

4.5 膠體 118

4.5.1 溶膠的製備 119

4.5.2 膠體的特性 119

4.5.3 膠體的結構與穩定性 120

4.5.4 膠體的聚沉 121

4.5.5 氣溶膠 121

思考題與習題 122

第5章元素及其化合物的性質與變化規律 123

5.1 物貭的熔點與沸點 123

5.1.1 離子晶體的熔、沸點與晶格能之間的關係 123

5.1.2 離子極化對固體熔、沸點的影響 124

5.1.3 分子晶體的熔、沸點與分子間力的關係 125

5.2 化合物的溶解性 126

5.2.1 分子晶體的溶解性及其規律 126

5.2.2 離子化合物的溶解性及其規律 126

5.2.3 pH和配位作用對溶解性的影響 128

5.3 無機物的顏色及其變化規律 128

5.3.1 常見無機物的顏色 128

5.3.2 無機物顯色的原因 129

5.4 酸鹼性 130

5.4.1 化合物的酸鹼性 130

5.4.2 酸鹼的套用 132

5.5 氧化還原性 134

5.5.1 單質的氧化還原性 134

5.5.2 化合物的氧化還原性 135

5.5.3 常用的氧化劑和還原劑 137

5.6 化合物的熱穩定性 139

5.6.1 鹵化物的熱穩定性規律 139

5.6.2 含氧酸鹽的熱穩定性 139

思考題與習題 140

第6章能源工程中的化學 142

6.1 能源概論 142

6.1.1 能量及其能量轉化 142

6.1.2 能源的定義與分類 143

6.1.3 新能源的概念 143

6.2 化石燃料的有效利用和清潔生產 144

6.2.1 化石燃料的定義、分類和組成 144

6.2.2 煤的氣化、液化和乾餾 145

6.3 氫能的開發與利用 147

6.3.1 氫氣的製備 147

6.3.2 氫氣的儲存 149

6.3.3 氫氣的套用 151

6.4 可再生能源的開發 152

6.4.1 生物質能源的利用 153

6.4.2 太陽能利用 155

思考題與習題 158

第7章機械和建築工程中的化學 159

7.1 工程材料的結構與性能 159

7.1.1 工程材料的分類 159

7.1.2 工程材料的鍵合特徵 160

7.1.3 工程材料的性能特徵 161

7.2 工程材料的腐蝕與防護 162

7.2.1 金屬的腐蝕與防護 162

7.2.2 鋼筋混凝土的腐蝕與防護 164

7.2.3 高分子材料的腐蝕與防護 166

7.3 材料的摩擦與潤滑 171

7.3.1 機械與化學拋光 171

7.3.2 納米潤滑劑 173

7.3.3 高分子摩擦材料 173

7.4 材料的清洗與表面處理 174

7.4.1 材料的表面處理技術 174

7.4.2 鋼的表面強化的化學方法 176

7.4.3 高分子材料表面處理的化學方法 178

7.5 建築材料中的助劑化學 181

7.5.1 水泥外加劑的種類 181

7.5.2 化學外加劑的發展 181

思考題與習題 184

第8章信息工程中的化學 185

8.1 信息感知化學 185

8.1.1 溫度感測器 186

8.1.2 氣體感測器 187

8.1.3 濕度的表示與濕度感測器 189

8.2 信息轉換功能材料 191

8.2.1 壓電轉換材料 191

8.2.2 光電轉換材料 193

8.2.3 熱電轉換材料 195

8.3 信息存儲材料 198

8.3.1 信息記錄與存儲的一般原理 198

8.3.2 磁記錄材料 200

8.3.3 光信息存儲村料 201

8.4 信息傳輸材料 202

8.4.1 光纖的結構 203

8.4.2 石英光纖 203

8.4.3 塑膠光纖(POF) 203

思考題與習題 204

第9章環境工程中的化學 205

9.1 大氣污染及其防治 205

9.1.1 大氣污染物 205

9.1.2 大氣污染的防治 211

9.1.3 CO2的排放與循環利用 211

9.2 水體污染及其防治 213

9.2.1 水體污染 213

9.2.2 水體污染的防治 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

思考題與習題 220

第10章危險化學品的管理與消防 221

10.1 危險化學品安全管理基礎知識 221

10.1.1 危險化學品的分類與特性 221

10.1.2 危險化學品的儲存和運輸 224

10.2 危險化學品事故的預防和事故處理 224

10.2.1 操作時的預防 224

10.2.2 常用危險化學品事故處置 226

10.3 危險化學品的消防 227

10.3.1 燃燒的條件 227

10.3.2 危險化學品火災防治措施 228

10.3.3 滅火方法與滅火劑 229

思考題與習題 232

參考文獻 233

附錄 234

附表1 一些常見弱酸、弱鹼的標準解離常數(298.15K) 234

附表2 水溶液中的標準電極電勢(298.15K) 234

附表3 一些物質的溶度積常數(298.15K) 236

附表4 一些常見配離子的穩定常數K穩 237

附表5 一些物質的熱力學函式值(298.15K) 237

（註：目錄排版從左到右列）

教學資源

配套教材

《工程化學（第三版）》的配套教材是《工程化學學習指導》。

書名	主編	ISBN	出版時間	出版社
《工程化學學習指導》	邢彥軍、李向清、程知萱	9787030363824	2013年2月	科學出版社

教材特色

1、該教材一定程度上豐富了電化學及其套用章節，增加了危險化學品管理章節內容。

2、該教材在結構上做了適當調整，分化學基本原理、物質結構與性能、化學套用三部分。

3、該教材在套用化學方面編入了一些化學研究成果。

作者簡介

徐甲強，男，上海大學化學系教授。

邢彥軍，男，東華大學化學化工與生物工程學院教授。

周義鋒，男，上海套用技術學院化學與環境工程學院副院長。