本书以新时代中国特色社会主义思想为指引，以立德树人为根本，立足于新工科人才培养、新质生产力发展、工程教育专业认证等理念，以培养机械、车辆、土木、材料等理工科专业学生的化学素养为目标，突出大学化学在工程实践中的实际应用，旨在拓展学生视野，启迪学生思维。全书共8章，包括物质的聚集状态与环境保护、化学反应方向与能源的开发利用、化学平衡与反应速率、溶液中的化学平衡、物质结构基础、电化学与新能源汽车、化学与工程材料、化学安全知识与意外防护。 本书内容简练、实用性强，既具专业性又有科普性，不仅适用于普通高等院校非化学、化工类专业的化学基础课教学，也适用于各类成人教育、自学考试备考等，还可供相关工程技术人员参考使用。

高等院校教师

前言
绪论1
0.1化学的研究对象及作用1
0.2化学的学科分支1
0.3化学的学科特点2
0.4化学学科的发展趋势3
0.5“工科大学化学”的学习内容3
第1章物质的聚集状态与环境保护4
1.1气体4
1.1.1理想气体4
1.1.2气体分压定律4
1.1.3大气污染与防治6
1.2溶液8
1.2.1溶液组成的表示方法8
1.2.2稀溶液的依数性8
1.2.3水资源保护12
1.3固体14
1.3.1晶体和非晶体14
1.3.2固体表面的吸附与干燥15
1.3.3固体废弃物的利用及处理16
1.4环境保护与可持续发展17
本章小结19
思考与练习题19
第2章化学反应方向与能源的开发
利用22
2.1化学反应中的质量关系22
2.1.1化学计量数22
2.1.2反应进度22
2.2化学反应中的能量关系23
2.2.1热力学常用术语23
2.2.2热力学第一定律24
2.2.3化学反应热和焓变26
2.2.4热化学方程式27
2.2.5化学反应的焓变28
2.3化学反应的方向30
2.3.1自发过程30
2.3.2焓变与反应的自发性31
2.3.3混乱度与熵31
2.4吉布斯函数与反应方向的判据33
2.4.1吉布斯函数33
2.4.2吉布斯函数变与反应的方向34
2.5能源的开发利用37
2.5.1能源概述37
2.5.2常规能源38
2.5.3新型能源39
2.5.4人类利用能源的历史及现状
展望42
2.5.5我国能源现状及面临的挑战43
本章小结47
思考与练习题48
第3章化学平衡与反应速率50
3.1化学平衡50
3.1.1化学平衡概述50
3.1.2化学平衡常数51
3.1.3化学平衡的移动53
3.2化学反应速率56
3.2.1化学反应速率的定义56
3.2.2影响化学反应速率的因素58
3.2.3化学反应速率理论62
3.2.4催化剂和催化作用64
本章小结66
思考与练习题66
第4章溶液中的化学平衡69
4.1酸碱电离平衡69
4.1.1酸碱理论69
4.1.2弱电解质的电离平衡70
4.2难溶电解质的沉淀溶解平衡77
4.2.1沉淀溶解平衡与溶度积77
4.2.2分步沉淀80
4.2.3沉淀的溶解和转化81
4.3配位化合物及配位平衡82
4.3.1配位化合物的组成和命名82
4.3.2配位平衡85
4.3.3配位化合物的应用87
本章小结88
思考与练习题88
第5章物质结构基础92
5.1原子结构92
5.1.1核外电子的运动状态92
5.1.2多电子原子核外电子分布97
5.2元素周期律102
5.2.1原子电子层结构与元素周期表102
5.2.2元素的周期性103
5.3化学键与分子结构106
5.3.1离子键107
5.3.2共价键107
5.3.3分子间力和氢键113
5.3.4金属键117
5.4晶体结构118
本章小结120
思考与练习题120
第6章电化学与新能源汽车123
6.1氧化还原反应的基本原理123
6.1.1氧化值及其确定规则123
6.1.2氧化还原反应的类型及判断123
6.1.3氧化还原反应方程式的配平125
6.2原电池及其电动势127
6.2.1原电池的构成127
6.2.2原电池的设计128
6.2.3原电池的热力学129
6.3电极电势及其应用131
6.3.1电极电势的产生131
6.3.2标准电极电势131
6.3.3影响电极电势的因素134
6.3.4电极电势的应用135
6.4电解137
6.4.1电解的基本原理137
6.4.2分解电压和超电势137
6.4.3电解产物的判断139
6.5化学电源139
6.5.1一次电池139
6.5.2二次电池141
6.5.3燃料电池142
6.5.4绿色电池143
6.6新能源汽车及其发展趋势143
6.6.1新能源汽车及其类型143
6.6.2新能源汽车的发展历程144
6.6.3新能源汽车的关键化学技术144
6.6.4我国新能源汽车的现状及发展
趋势146
本章小结147
思考与练习题147
第7章化学与工程材料150
7.1工程材料概述150
7.1.1工程材料的分类150
7.1.2金属材料150
7.1.3无机非金属材料153
7.1.4高分子材料153
7.1.5复合材料154
7.2工程材料的腐蚀与防护155
7.2.1金属的腐蚀与防护155
7.2.2混凝土的腐蚀与防护158
7.2.3高分子材料的腐蚀与防护160
7.3材料的摩擦与润滑161
7.3.1机械与化学抛光162
7.3.2纳米润滑剂162
7.3.3高分子摩擦材料163
7.4材料的表面处理164
7.4.1材料表面处理技术164
7.4.2钢表面的化学强化方法166
7.4.3高分子材料的表面化学处理168
本章小结168
思考与练习题169
第8章化学安全知识与意外防护171
8.1化学试剂171
8.1.1化学试剂的分类171
8.1.2化学试剂的贮存172
8.2化学安全常识及意外事故处理173
8.2.1化学安全常识173
8.2.2化学意外事故处理173
8.3危险化学品175
8.3.1危险化学品的分类与特性175
8.3.2危险化学品的储存和运输177
8.3.3危险化学品事故的预防和处理178
本章小结180
思考与练习题180
附录182
附录1常见物质的标准摩尔生成焓、标准
摩尔吉布斯函数、标准摩尔熵
（298.15K，100kPa）182
附录2常见弱电解质的电离常数
（298.15K）186
附录3难溶电解质的溶度积Ksp
（298.15K）188
附录4配离子的稳定常数189
附录5氧化还原电对的标准电极电势
（298.15K）189
附录6地表水环境质量标准
（GB 3838—2002）192
参考文献193