基础化学 第2版

前言

近年来，我国职业教育呈现出前所未有的发展势头，办学思想日益明确，办学规模不断扩大，办学形式日趋多样化。经过这些年的教学和探索，职业教育教材也日趋完善，种类齐全，教师依据自身的教学情况，可选择的范围越来越广，给教育教学提供了极大的帮助。由于各地经济状况、自然优势、产业特点的不同，所需高级技术操作工的知识、技能侧重点也有一些不同。青海柴达木职业技术学院生物工程专业与化学工程专业的教师，依据青海海西州的经济发展特点、自然优势和产业特点，经过长期的教学摸索，并与相关企业合作，共同制定教学模式和人才培养模式，共同设置课程，共同参与教学与实践。针对生物工程及化学工程职业教育的学生学习基础化学的特点，编写了这本《基础化学》教材。

本书在内容编排上以具体任务为驱动，以学生为主体，在教学过程中体现素质渗透、工学结合等特色，突出了职业教育的职业性和实践性，符合职业教育以技术应用为目的的教学理念，能够满足其培养目标的需要。在学生评价体系中，创新评价手段，充分体现工学结合、校企合作共育人才的教改特色。为了便于教学、自学与实训，在一些项目后面编写了相应的复习题，读者可自行检测学习效果，巩固所学的知识。

本教材由青海柴达木职业技术学院王秉程任主编，青海省海西州职业技术学校王青歌、广西工业职业技术学院陈福北任副主编。全书由王秉程统稿，海西州职业技术学校吴振海提供了相关的资料以及图片，青海柴达木职业技术学院化学工程系马占梅主审。在编写过程中，编者参考了有关书籍和资料，吸收了同行有关专家、学者的一些观点和意见，在此一并表示衷心的感谢。

由于编者学识水平和经验所限，疏漏之处在所难免，恳请业内专家、学者、教师、广大读者给予批评指正。

编者

2019年9月

版前言

“基础化学”是中等职业学校化学工艺专业的一门专业核心课程。实践证明，项目化教学模式在当今教学改革中是一种行之有效的、可取的、有实际价值的教学模式。近年来，随着职业教育课程教学改革的不断深入，“教、学、做”一体化的教学模式已在广大中等职业学校中广泛推广。以任务为驱动开展项目化教学，可以让学生克服、处理学习中出现的困难和问题，使课堂成为学生人人参与创造的实践活动。为了顺应中等职业教学改革，编者在总结多年的项目化教学基础上，组织编写了《基础化学》这本教材，本教材主要适用于中等职业学校化学工艺专业及相关专业使用，也可作为相关企业培训教材或生产技术人员阅读的参考资料。

遵循中等职业教育“以能力为本位”和“学以致用”的指导思想，专业课程教学必须利用学科优势，兼顾知识、技能的获得方法，注重能力的培养等要求，本书根据*《中等职业学校化学教学大纲（试行）》中基础模块的要求，结合中等职业学校化工类专业特点进行编写。在内容编排上以具体任务为驱动、以学生为主体，在教学过程中体现素质渗透、工学结合等特色，突出了职业教育的职业性和实践性，符合中等职业教育以技术应用为目的的教学理念，能够满足其培养目标的需要。在学生评价体系中，创新评价手段，充分体现工学结合、校企合作共育人才的教改特色。为了便于教学、自学与实训，在一些项目后面编写了相应的复习题，读者可自行检测学习效果，巩固所学的知识。

本书由青海省海西州职业技术学校王青歌任主编，广西工业职业技术学院陈福北、青海省海西州职业技术学校刘芸任副主编。全书由王青歌统稿，格尔木市职业技术学院晁元祥提供了相关资料以及图片，青海省海西州职业技术学校马占梅主审。在编写过程中，编者参考了有关书籍和资料，吸收了同行有关专家、学者的一些观点和意见，在此一并表示衷心的感谢。

由于编者学识水平和经验所限，疏漏之处在所难免，恳请业内专家、学者、教师、广大读者给予批评指正。

编者

2015年2月

《基础化学》共有11个项目，8个实训项目，50个任务。主要内容有化学基本原理和概念、化学基本量及计算、化学反应速率和化学平衡、电解质溶液、氧化还原反应和电化学基础，以及常见金属元素及其化合物、非金属元素及其化合物、有机化合物知识、烃的衍生物、常见有机物、环境和能源及绿色化学、实训项目等。每个任务包括任务目标、任务引入、知识与技能准备、任务实施、知识拓展等，由实验或问题讨论得出结论，每个项目后都有复习题，另还精选了一些阅读材料，以增加学生的学习兴趣。为方便教学，本书配有电子课件。

概述001

一、化学的基本概念001

二、化学的发展与进步002

三、化学的重要作用003

四、发展绿色化学刻不容缓004

项目一化学基本原理和概念005

任务一认识原子的结构005

一、原子的构成005

二、同位素的用途007

三、核外电子的排布规律008

四、电子式和离子008

任务实施009

任务二解读元素周期律和元素周期表010

一、元素周期律010

二、元素周期表的结构011

三、周期表中主族元素性质的递变规律011

四、主族元素化合价的递变013

任务实施013

阅读材料门捷列夫与元素周期表013

任务三认识化学键与分子结构014

一、离子键014

二、共价键015

知识拓展非极性键与极性键015

任务实施016

复习题016

任务评价017

项目二化学基本量及计算019

任务一学习有关物质的量计算019

一、物质的量019

二、物质的摩尔质量020

三、有关物质的量的计算020

任务实施021

阅读材料化学家——阿佛加德罗021

任务二学习物质的量浓度的计算及配制一定物质的量浓度的溶液021

一、物质的量浓度022

二、有关物质的量浓度的计算022

三、溶液的配制022

四、有关溶液稀释的计算023

任务实施023

任务三学习有关气体摩尔体积的计算023

一、气体的摩尔体积024

二、有关气体的摩尔体积的计算024

任务实施025

复习题025

任务评价027

项目三化学反应速率和化学平衡028

任务一探究影响化学反应速率的因素028

一、化学反应速率028

二、探究影响化学反应速率的因素028

知识拓展催化剂030

任务实施030

任务二了解化学平衡及特点031

一、可逆反应与不可逆反应031

二、化学平衡031

三、平衡常数032

任务实施032

任务三探究影响化学平衡的因素032

一、化学平衡移动033

二、探究影响化学平衡移动的因素033

三、化学反应速率和化学平衡移动原理在化工生产中的应用034

知识拓展合成氨中催化剂的选用034

任务实施034

复习题035

任务评价037

项目四电解质溶液039

任务一探究电解质的强弱039

一、电解质和非电解质039

二、探究电解质的强弱040

三、弱电解质的解离平衡040

知识拓展电导率及电导率测定仪041

任务实施041

任务二探究溶液酸碱性的强弱041

一、水的解离和水的离子积042

二、探究溶液的酸碱性及pH042

知识拓展pH计044

三、盐类的水解045

四、影响盐类水解的因素046

阅读材料苹果醋047

任务实施047

任务三学会离子方程式的书写048

一、离子反应048

二、离子方程式的书写048

阅读材料负离子的作用049

任务实施049

复习题049

任务评价051

项目五氧化还原反应基础053

任务一学习氧化还原反应053

一、氧化还原反应053

二、氧化剂和还原剂054

任务实施055

任务二认识原电池055

一、原电池056

二、原电池符号056

任务实施056

任务三电极电势057

任务实施059

任务四探究电解原理及应用059

一、电解的原理059

二、电解的应用060

任务实施061

阅读材料新型能源——燃烧电池061

复习题061

任务评价064

项目六常见非金属元素及其化合物065

任务一认识卤素及其化合物065

一、卤族元素065

二、卤族元素性质的比较066

三、氯气的实验室制法067

阅读材料氟和碘068

任务实施069

任务二认识含硫化合物069

一、硫069

二、二氧化硫070

三、三氧化硫070

四、硫化氢070

五、硫酸071

六、硫酸的工业制法（接触法）072

阅读材料硫酸的工业用途072

任务实施073

任务三认识氮及其化合物073

一、氮气073

二、氨气074

三、铵盐075

四、硝酸076

任务实施077

阅读材料雾霾077

复习题077

任务评价080

项目七常见金属元素及其化合物081

任务一了解金属通性081

一、金属的通性081

知识拓展金属的分类081

二、金属的化学性质082

三、合金083

四、金属的冶炼083

五、金属的腐蚀及防腐083

任务实施084

任务二认识钠及其重要化合物084

一、钠085

二、钠的化合物085

三、碱金属087

四、焰色反应088

任务实施088

阅读材料碱金属及其化合物的用途088

任务三认识钙、镁、铝及其重要化合物089

一、钙、镁的性质089

二、钙、镁的重要化合物090

三、铝090

四、铝的重要化合物091

任务实施092

阅读材料微量金属元素与人体健康092

任务四认识配位化合物093

一、配合物的定义094

二、配合物的组成094

三、配合物的命名095

知识拓展EDTA——乙二胺四乙酸095

任务实施095

任务五鉴别未知化合物096

一、常见的离子鉴别的仪器和试剂096

二、常见阳离子的检验方法096

三、常见阴离子的检验方法097

任务实施097

复习题098

任务评价100

项目八有机化合物101

任务一了解有机化合物101

一、有机化合物的概念101

二、有机化合物的结构特点102

任务实施103

任务二认识甲烷及烷烃103

一、甲烷104

二、甲烷的实验室制法及化学性质104

阅读材料氯仿和四氯化碳的用途106

三、烷烃106

四、烷烃的命名107

任务实施108

阅读材料天然气和可燃冰108

任务三认识乙烯和烯烃109

一、乙烯109

二、乙烯的实验室制法及化学性质110

三、烯烃111

四、烯烃的命名111

知识拓展乙烯的用途111

任务实施112

任务四认识乙炔及炔烃112

一、乙炔112

二、乙炔的实验室制法及化学性质113

三、炔烃114

四、乙炔的用途114

任务实施114

任务五认识苯及苯的同系物115

一、苯115

二、苯的化学性质116

三、苯的用途117

四、芳香烃117

任务实施117

阅读材料凯库勒与苯环117

复习题118

任务评价119

项目九烃的衍生物121

任务一认识乙醇121

一、乙醇121

二、乙醇的化学性质122

三、乙醇的制法123

四、重要的醇123

知识拓展甲醇123

任务实施124

任务二认识苯酚124

一、苯酚的结构124

二、苯酚的物理性质125

三、苯酚的化学性质125

四、苯酚的用途125

任务实施126

任务三认识乙醛及丙酮126

一、乙醛126

二、乙醛的化学性质126

三、重要的醛127

四、丙酮128

任务实施128

阅读材料甲醛128

任务四认识乙酸及乙酸乙酯129

一、乙酸129

二、乙酸的化学性质130

三、乙酸乙酯131

任务实施131

阅读材料乙酸及酯类的用途131

复习题132

任务评价133

项目十常见有机化合物135

任务一认识糖类135

一、单糖135

二、二糖136

三、多糖137

知识拓展脂肪对人体的作用138

任务实施139

阅读材料葡萄糖和食品添加剂甜味素139

任务二认识蛋白质139

一、蛋白质的结构140

二、蛋白质的性质140

任务实施141

阅读材料蛋白质的生物功能142

任务三认识高分子化合物142

一、高分子化合物的概念143

二、高分子化合物的特性143

三、三大合成材料144

任务实施146

复习题146

任务评价148

项目十一环境和能源及绿色化学149

一、环境问题149

二、有害废物的处置151

三、“三废”处理152

四、绿色化学155

五、环境保护157

六、新能源158

七、有机农业162

任务实施162

任务评价163

基础化学实训部分164

项目一配制一定物质的量浓度的溶液164

项目二元素周期表的研究166

项目三化学反应速率和限度影响因素探究168

项目四电解质溶液的认识170

项目五粗盐中难溶性杂质的去除171

项目六从海带中提取碘173

项目七肥皂的制取175

项目八糖类化合物和蛋白质的性质176

基础化学实验、实训报告178

附录180

一、部分酸碱盐的溶解性表（20℃）180

二、国际单位制的基本单位181

三、与国际单位制并用的我国法定计量单位181

四、弱电解质（弱酸）解离常数（25℃）181

五、弱电解质（弱碱）解离常数（25℃）182

参考文献184

元素周期表

《基础化学》共有11个项目，8个实训项目，50个任务。主要内容有化学基本原理和概念、化学基本量及计算、化学反应速率和化学平衡、电解质溶液、氧化还原反应和电化学基础，以及常见金属元素及其化合物、非金属元素及其化合物、有机化合物知识、烃的衍生物、常见有机物、环境和能源及绿色化学、实训项目等。每个任务包括任务目标、任务引入、知识与技能准备、任务实施、知识拓展等，由实验或问题讨论得出结论，每个项目后都有复习题，另还精选了一些阅读材料，以增加学生的学习兴趣。为方便教学，本书配有电子课件。

1.《基础化学》编写内容简洁，通俗易懂，便于教师教学和学生使用。

2.实验内容的安排简洁明了，便于学生掌握和操作。

3.充分体现工学结合、校企合作共育人才的教改特色。