氧化还原反应--中学化学专题丛书(10)

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isbn号码:9787535129338
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具体描述

化学的基石:深入探索物质的奥秘 书名:化学的基石:深入探索物质的奥秘 作者: [此处可设想一位权威化学教育家或科研人员的笔名,例如:李明德 或 科学探索者] 出版社: [此处可设想一家专注于科普或教育的出版社,例如:现代教育出版社 或 科学之光文化] ISBN: [此处可设想一个虚构的ISBN号码] --- 内容简介 第一部分:物质世界的宏观与微观 本书旨在为广大化学学习者、爱好者以及初涉科学领域的读者,构建一个全面、立体且富有逻辑性的化学知识框架。我们深知,化学并非仅仅是枯燥的公式和符号的堆砌,它是理解我们周围世界万物变化规律的钥匙。 第一章:化学的起源与哲学思辨 本章追溯了化学学科从古代炼金术萌芽到近代科学体系建立的漫长历程。我们探讨了元素概念的演变——从柏拉图的四元素说到道尔顿的原子理论,再到门捷列夫的元素周期律的构建。重点分析了化学作为一门学科,其独特的思维方式——即从宏观现象观察入手,深入微观粒子层面进行解释的科学哲学基础。读者将了解化学家如何通过实验观察、假设、验证和理论建构,逐步揭示物质的本质。 第二章:原子结构与电子排布的精妙设计 这是理解所有化学反应的基础。本章详细解析了原子的基本构成——质子、中子和电子。我们不仅会介绍卢瑟福的原子模型和玻尔的能级理论,更会深入探讨量子力学对电子行为的描述,如轨道形状(s, p, d, f)及其概率云分布。理解电子的排布规律,是预测元素性质、理解化学键形成的关键。本章将通过大量图示和类比,将抽象的量子概念转化为易于理解的图像。 第三章:周期表——元素的家谱与性质预测 元素周期表无疑是化学的“身份证”和“族谱”。本章将不再仅仅是简单地罗列元素,而是将其视为一个动态的、具有内在规律的系统。我们将深入剖析周期性变化的内在驱动力——核电荷数的变化对价电子层的影响。重点讨论金属性、非金属性、电负性、电离能和电子亲和能等关键周期性趋势,并解释这些趋势如何直接决定元素在自然界中的行为和应用。 --- 第二部分:连接的艺术——化学键与分子结构 物质之所以能形成复杂的形态,全赖于原子间的相互吸引与结合。本部分聚焦于连接的机制。 第四章:离子键的静电魅力与晶体结构 本章详细阐述了离子键的形成机制,即原子间电子的得失与静电引力。我们将探讨离子化合物的特性,如高熔点、良好的导电性(熔融态或溶液中),并结合晶体学知识,介绍常见的晶格结构,如氯化钠晶格,理解宏观性质如何源于微观的排列方式。 第五章:共价键的共享世界与分子几何 共价键是构成生命和有机世界的核心。本章从电子对共享的角度出发,深入解析单键、双键和三键。重点引入价层电子对互斥理论(VSEPR)来预测分子的三维空间构型。读者将学习如何根据分子中的孤对电子和成键电子数,准确判断直线形、平面三角、四面体、三角锥等几何形状,并理解形状对分子性质(如极性)的决定性影响。 第六章:超越经典的键合理论——杂化与离域 为了更精确地描述某些复杂分子的结构,我们需要超越简单的路易斯结构图。本章将系统介绍价键理论中的“杂化轨道”概念,解释 $ ext{sp}^3$、$ ext{sp}^2$、$ ext{sp}$ 杂化的形成过程,及其如何完美解释甲烷、乙烯、乙炔等分子的结构。此外,本书将首次引入离域 $pi$ 键的概念,为后续理解芳香性化合物(如苯)的稳定性奠定坚实基础。 --- 第三部分:变化的动力——热力学与化学反应速率 化学反应的发生既需要能量驱动,也依赖于时间效率。本部分将引入决定反应方向和速度的宏观法则。 第七章:能量的守恒与转化——化学热力学基础 热力学是化学的驱动力引擎。本章讲解热力学第一定律——能量守恒。重点分析了焓变($Delta H$),区分吸热反应和放热反应,并介绍生成焓、燃烧焓等计算方法。随后,引入熵变($Delta S$)和吉布斯自由能($Delta G$),阐释反应的自发性与非自发性,使读者能从能量角度预测一个反应能否在特定条件下发生。 第八章:反应的快慢——化学反应速率论 并非所有热力学允许发生的反应都会迅速进行。本章聚焦于反应速率的影响因素。我们将探讨反应物浓度、温度、催化剂以及反应物表面积对速率的影响规律。重点解析“活化能”的概念,并深入解读阿累尼乌斯方程,理解温度如何通过增加分子平均动能来显著加速反应进程。 第九章:可逆过程与化学平衡的动态视角 化学平衡是化学研究的核心主题之一。本章阐述了化学平衡的本质——正反应速率与逆反应速率相等时的动态稳定状态。我们将详细阐述勒夏特列原理,解释当系统受到浓度、压力或温度扰动时,平衡如何向有利于消除该扰动的方向移动。这为工业生产中优化产率提供了重要的理论指导。 --- 第四部分:宏观世界的现象与应用 本部分将理论知识应用于实际的物质转化过程,涵盖了酸碱理论、电化学以及重要的无机化学反应。 第十章:酸碱理论的演进与溶液中的平衡 从质子论到电子对理论,酸碱概念不断深化。本章详细介绍布朗斯特-劳里酸碱理论,并引入强酸、弱酸、强碱、弱碱的概念。着重分析水在酸碱平衡中的作用,并引入 $ ext{pH}$ 值的计算方法。对于弱酸/弱碱的电离平衡,我们将利用 $ ext{K}_ ext{a}$ 和 $ ext{K}_ ext{b}$ 来进行定量分析。 第十一章:电荷的流动——电化学基础 电化学是能量存储和转换的前沿领域。本章介绍氧化还原反应在电化学中的体现,包括原电池(如锌铜电池)和电解池。我们将学习如何利用标准电极电势表来判断反应的自发性,并解释电解池中电解质的分解原理。这部分内容与现代能源技术,如电池和燃料电池,紧密相关。 第十二章:核心无机反应的系统归纳 本章对重要的无机反应类型进行系统性的总结和回顾,包括沉淀反应、复分解反应以及各类单取代和复分解反应。我们将聚焦于那些在自然界和工业中占有重要地位的反应体系,如水的性质与循环、常见金属的冶炼原理等,强化知识的综合运用能力。 总结与展望 本书结构清晰,逻辑严密,力求在保持科学严谨性的同时,最大限度地降低读者的理解门槛。我们相信,通过对物质结构、相互作用规律以及能量转化的系统学习,读者将能建立起坚实的化学基础,为未来深入学习有机化学、分析化学乃至材料科学做好充分准备。化学的魅力,在于它揭示了宇宙中最基本、最深刻的相互联系。 --- 目标读者:高中理科生、大学化学入门学生、非化学专业的理工科学生、热爱科学的社会大众。 本书特色:理论深度适中,注重概念的内在联系,避免了对特定专题(如氧化还原反应)的过度聚焦,而是提供了一个更广阔的化学全景图。

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读后感

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用户评价

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这本书的语言风格是一种非常独特的魅力,它没有那种教科书式的刻板和枯燥,反而充满了生动性和启发性。我读到“铁的锈蚀与防锈”的章节时,就被作者用充满故事性的语言所吸引。它不是简单地告诉你铁会生锈,而是通过描绘铁器在不同环境下生锈的场景,以及解释背后发生的氧化还原反应,让我仿佛身临其境,深刻体会到化学变化的奇妙。书中还穿插了一些历史典故和科学家的小故事,这些细节的加入,让化学知识的学习变得更加有趣味性,也更能激发我对科学研究的兴趣。我甚至觉得,这本书就像是一位经验丰富的化学老师,在用充满智慧和幽默的语言和我交流,让我感觉学习的过程不再是单调的记忆,而是充满发现和乐趣的探索。这种轻松愉悦的学习氛围,对于我来说是至关重要的,它能让我更愿意投入到学习中去,也更能将知识融会贯通。

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这本书的内容深度和广度都令人印象深刻,它并没有止步于中学化学的教学大纲,而是将氧化还原反应的知识延伸到了更广阔的领域。我注意到书中有一章专门讲解了“电化学与氧化还原反应”的关系,这让我非常兴奋。因为我一直对电池、电解等电化学过程充满好奇,而它们的核心原理正是氧化还原反应。书中通过详细的图解和清晰的文字,将复杂的电化学过程分解成一个个易于理解的步骤,让我能够真正明白电能是如何产生的,以及电解过程中物质是如何变化的。此外,书中还提到了“环境保护中的氧化还原反应”,这让我看到了化学知识在解决现实问题中的巨大价值。比如,污水处理、空气净化等都离不开氧化还原反应的应用。了解这些内容,不仅能提升我的化学素养,更能培养我关注社会、热爱科学的责任感。我真心觉得,这不仅仅是一本教科书,更是一本能够启迪思维、激发探索欲望的读物。它让我明白了,化学并非是束之高阁的象牙塔知识,而是与我们生活息息相关,并且充满无限可能的学科。

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这本书的排版设计非常人性化,它采用了大字号、清晰的字体,并且在重要概念处使用了加粗和醒目的颜色,这大大降低了阅读疲劳感。我尤其喜欢书中对公式和方程式的排版,它们都清晰地展示在独立的行中,并且使用了专业的数学符号,让人赏心悦目。书中的插图和图表也设计得非常精巧,它们不仅色彩鲜艳,而且细节清晰,能够准确地展示化学反应的过程。我甚至可以想象,当我翻阅这本书时,我会被其精美的设计所吸引,从而更加投入到学习中去。这种精心设计的视觉呈现,对于我来说是学习化学的重要辅助,它能够让我更容易地记住知识点,也更能激发我对化学学习的兴趣。

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这本书的内容组织逻辑非常清晰,它就像一条精心铺设的轨道,引导读者一步步深入了解氧化还原反应的奥秘。我特别赞赏它在引入“氧化还原反应的半反应法”时,先进行了充分的概念铺垫,然后再逐步展示具体的配平步骤。这种由浅入深的方式,让我能够轻松地掌握这种相对复杂的配平方法。书中提供了大量的练习题,并且每道题都附有详细的答案解析,这让我能够及时地检测自己的学习成果,并及时发现和纠正错误。我甚至可以想象,当我做完这些练习题后,我对氧化还原反应的理解将更加透彻,解题能力也会得到显著提升。而且,书中还鼓励读者进行自主探索,提出了许多值得思考的问题,这不仅能锻炼我的独立思考能力,也能激发我对更深层次知识的探求欲望。

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这本书在案例分析方面做得尤为出色,它并没有停留在理论层面的讲解,而是将大量的现实生活中的例子融入其中,让我能够更直观地理解氧化还原反应的应用。我最喜欢的是关于“利用氧化还原反应净化水质”的讲解,书中列举了多种实际的净水方法,并详细解释了它们背后的氧化还原原理。例如,利用高锰酸钾氧化水中的有机物,或者利用活性炭吸附污染物,这些都让我对日常生活中的许多现象有了全新的认识。此外,书中还提到了“食品加工中的氧化还原反应”,比如水果的氧化变色,肉类的腌制等等,这些都让我看到了化学知识在美食背后的重要作用。我甚至可以想象,当我下次在超市购买食品时,我能够更加深入地理解那些包装上的标识,以及它们与氧化还原反应之间的联系。这本书让我明白了,化学知识并非遥不可及,而是无处不在,并且在默默地影响着我们的生活。

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这本书的封面设计非常吸引人,那种深邃的蓝色背景搭配金色的“氧化还原反应”几个大字,立刻就给人一种严谨而又充满探索感的印象。我本来对化学的学习就充满热情,尤其是那些能够揭示物质变化本质的反应,而氧化还原反应无疑是其中的翘楚。拿到这本书,我第一时间翻阅的是目录,看到里面对氧化还原反应的各个方面进行了系统而细致的划分,从最基础的概念引入,到各种反应类型的深入剖析,再到实际应用中的拓展,无不体现了编者在梳理知识体系上的用心。我尤其期待书中关于“电子得失与化合价变化”的讲解,虽然在课堂上接触过,但总觉得有些概念上的模糊,希望这本书能帮助我彻底厘清这些关键点,真正理解电子在化学反应中的角色。而且,书中的配图也相当精美,那些示意图清晰地展示了电子转移的过程,比枯燥的文字描述更加直观易懂,这对于我这种视觉型学习者来说,简直是福音。我甚至可以想象,当我在阅读时,这些图例会像活生生的化学实验一样在我脑海中上演,让我对氧化还原反应的理解更上一层楼。对于那些对化学学习感到困惑的学生,或者想要系统回顾氧化还原反应知识的读者来说,这本书无疑提供了一个绝佳的学习平台。它不仅仅是一本教材,更像是一位循循善诱的老师,引导我们一步步走进氧化还原反应的奇妙世界。

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这本书给我的整体感觉非常扎实,它不像一些“速成”的书籍那样,只提供肤浅的知识点,而是深入地挖掘了氧化还原反应的本质。我注意到书中在讲解“化学能与氧化还原反应”时,不仅介绍了能量的转化,还涉及了一些热力学和动力学方面的基本概念。这让我看到了化学反应的背后,隐藏着更加深刻的物理原理。书中还提到了“催化剂在氧化还原反应中的作用”,这让我对催化剂的神奇能力有了更直观的认识。我甚至可以想象,当我阅读完这部分内容后,我能够更加深入地理解化学反应的发生机理,并且能够更加自信地进行科学研究。这本书的价值,在于它不仅仅提供了知识,更重要的是它能够培养读者的科学思维和探索精神。

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从这本书的结构安排来看,它无疑是为中学生量身打造的,但同时又具有相当的深度,能够满足更广泛读者的需求。我非常欣赏它在章节设计上循序渐进的特点,从最基础的“氧化还原反应的定义与判断”开始,逐步深入到“配平氧化还原反应方程式”、“氧化还原反应的类型”等等,每一个环节都衔接得非常自然。尤其是关于“氧化还原反应方程式的配平”,这本书提供了多种行之有效的方法,并且每种方法都配有详细的例题和解题步骤,让我能够根据自己的理解习惯来选择最适合自己的方法。这对于我这种在配平方程式方面经常遇到困难的学生来说,简直是救星。书中的讲解方式也非常灵活,它不会强迫你接受一种固定的思维模式,而是鼓励你去探索不同的解题思路。我甚至可以想象,当我遇到一道复杂的氧化还原反应题时,我能够灵活运用书中提供的各种技巧,轻松找到答案。这不仅能提高我的解题效率,更能增强我对化学学习的信心。

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这本书的语言风格显得相当专业,但同时又保持了很高的可读性,没有那种令人生畏的学术腔调。它在讲解“元素周期表与氧化还原反应”时,并没有简单地提及,而是深入分析了不同族、不同周期元素的氧化还原性质,以及它们在化学反应中的倾向。这种精细的分析让我对元素之间的相互关系有了更深刻的理解。书中还涉及了一些“过渡金属的氧化还原性质”,这些内容在一些初级的化学读物中并不常见,但对于想要深入了解化学的学生来说,却非常有价值。我甚至可以想象,当我阅读完这部分内容后,我能够更准确地预测一些复杂化学反应的发生,并且能够更加自信地进行实验设计。这本书的深度和广度,确实能够满足不同层次读者的学习需求。

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这本书的编排风格非常独特,它不像一些传统的化学书籍那样,上来就罗列大量的公式和定义,而是以一种更加贴近生活和实际应用的方式来展开。我最欣赏的是它在引入“氧化剂和还原剂”概念时,并没有直接给出枯燥的解释,而是从生活中常见的现象入手,比如铁的生锈,食物的腐败,电池的工作原理等等,这些例子瞬间拉近了读者与知识的距离。通过这些生动的例子,我更容易理解氧化剂和还原剂在实际过程中的作用,也更能体会到氧化还原反应在日常生活中的重要性。书中的语言也非常通俗易懂,没有过多的专业术语堆砌,即使是初学者也能轻松理解。而且,在讲解每个概念的时候,都辅以大量的图示和表格,这些视觉化的呈现方式大大降低了学习难度,也让知识点更加清晰明了。我尤其喜欢书中关于“利用电子转移理论解释化学反应”的部分,它将抽象的电子转移过程具象化,让我能够更深刻地理解化学键的断裂与形成,以及物质性质的改变。这对于我来说,是学习化学的一个重要突破口,因为很多时候,我都会因为概念上的理解不清而感到困惑。这本书的出现,无疑为我解决了这个难题,让我能够以一种更加轻松愉快的方式来学习氧化还原反应。

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