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出版者:Hodder Education

作者:Graham Hill

出品人:

页数:240

译者:

出版时间:2008-4-30

价格:USD 62.50

装帧:Paperback

isbn号码:9780340949085

丛书系列:

图书标签:

• Edexcel
• AS Chemistry
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• Science
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• Study Guide
• Chemistry
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• 高中化学

精炼化学：深度解析与应用（AS/A2 级别适用） 本书籍旨在为学习 A-Level 化学的学生提供一个既扎实又深入的知识体系，完全覆盖英国爱德思（Edexcel）AS/A2 级别考试大纲的要求，同时提供超越考试范围的拓展内容，培养学生的批判性思维和实验设计能力。 本书并非简单地复述教科书内容，而是聚焦于化学原理的深刻理解和实际应用。我们认识到，仅凭记忆公式和定义难以在竞争激烈的考试中取得优异成绩。因此，本书结构设计强调逻辑递进、概念串联以及解决复杂问题的能力。 --- 第一部分：核心概念与结构（AS 级别基础巩固） 本部分将化学的基石——原子结构、周期性、化学键和化学计量学——进行重新审视和深化。 第一章：原子结构与电子排布的精微之处 超越玻尔模型： 深入探讨量子力学在描述电子行为中的核心作用。详细分析 s, p, d 轨道形状、能量层级以及它们如何决定元素的化学性质。 精确的质量测定： 详细解析高分辨质谱法（HRMS）在确定分子式中的精确应用，包括同位素丰度的精确计算，而非仅停留在基础的相对原子质量概念。 电子组态与元素周期表的关系： 系统性地建立电子排布与元素在周期表中的位置、族性质之间的必然联系。探讨内层电子屏蔽效应和有效核电荷（$Z_{ ext{eff}}$）对电离能、原子半径趋势的精确影响机制。 第二章：化学键的动态平衡与分子间作用力 共价键的定量描述： 引入杂化轨道理论（$sp^3, sp^2, sp$）的详细几何学分析，并将其应用于预测复杂有机分子（如苯环、烯烃）的空间构型。 极性和偶极矩： 不仅判断分子是否极性，更通过计算偶极矩向量和分析分子结构来解释宏观性质（如沸点、溶解性）的差异。 弱相互作用的决定性作用： 对范德华力（伦敦色散力）、偶极-偶极力和氢键进行详细的能量学比较。重点分析氢键在生物大分子（如水、蛋白质）结构稳定中的关键作用。 第三章：化学计量学与物质的量 复杂的反应物限制与产率计算： 针对多步反应，提供系统性的图表法和代数法来确定限制反应物，并分析副反应对实际产率的影响。 溶液化学的精确分析： 深入探讨不同浓度表示法（摩尔分数、质量百分比、质量分数）之间的无缝转换。详细介绍容量分析中，滴定终点与化学计量点之间的微小差异及校正方法。 --- 第二部分：反应的驱动力——热力学、动力学与平衡 本部分是理解化学反应“如何发生”和“能发生到何种程度”的关键。我们强调能量变化和速率控制的相互作用。 第四章：化学热力学：能量的流动 焓变与键能的关联： 不仅计算标准焓变（$Delta H^{ominus}$），更通过比较键能（Bond Enthalpies）与生成焓来评估反应的能量学可行性。 熵（$S$）与吉布斯自由能（$G$）的深入解读： 详细阐释熵增原理在自发性判断中的绝对地位。系统地构建 $G = H - TS$ 方程，分析温度如何作为决定反应方向的关键变量。讨论在非标准状态下反应的吉布斯自由能计算。 相变热力学： 详细分析熔化、蒸发过程中的热力学数据，并应用克劳修斯-克拉佩龙方程来预测不同温度和压力下的相态平衡。 第五章：反应速率论（化学动力学） 速率定律的实验确定： 详细讲解“初速率法”和“积分法”的实际操作流程，包括如何通过数据拟合确定反应级数（零级、一级、二级）。 碰撞理论与活化能： 深入解释活化能（$E_a$）的物理意义——克服排斥势垒的最小能量。详细解析阿伦尼乌斯方程的对数形式及其在计算不同温度下的速率常数（$k$）中的应用。 催化作用的微观机制： 区分均相和非均相催化剂，重点分析催化剂如何通过提供一条具有更低活化能的新路径来加速反应，而非改变反应的最终平衡点。 第六章：化学平衡的精妙调节 勒夏特列原理的定量应用： 不仅定性分析，更通过计算平衡常数（$K_c$ 和 $K_p$）的变化来量化外部扰动（压力、浓度、温度）对平衡位置的影响。 平衡常数的精细计算： 重点训练涉及气体分压的复杂平衡计算，包括如何从已知平衡浓度推导出平衡常数，反之亦然。 --- 第三部分：反应的转变——酸碱、氧化还原与有机化学 本部分将理论知识应用于特定的反应类型，强调机制的理解。 第七章：酸碱平衡与滴定分析的深化 布朗斯特-洛瑞理论的扩展： 深入理解共轭酸碱对的强度关系。详细分析水作为两性电解质的性质。 $ ext{pH}$ 值的精确计算： 详尽解析强酸、强碱、弱酸、弱碱溶液的 $ ext{pH}$ 值计算方法，并对缓冲溶液的制备原理和缓冲能力进行定量分析（引入 Henderson-Hasselbalch 方程的推导和应用）。 酸碱滴定曲线的解析： 区分强酸-强碱、弱酸-强碱滴定曲线的形态差异，并解释滴定终点与等当点之间的精确关系。 第八章：氧化还原反应与电化学 氧化态的确定与半反应的配平： 侧重于复杂化合物中元素的氧化态准确判定。系统掌握在酸性、碱性条件下使用“半反应法”配平复杂的氧化还原反应。 电化学电池的构建与运行： 深入解释标准电极电势（$E^{ominus}$）的测量原理。利用能斯特方程（Nernst Equation）计算非标准条件下的电池电动势（EMF），并预测电池的放电方向和极限。 第九章：有机化学核心反应机制 官能团的系统识别与反应性排序： 对醇、醛、酮、羧酸及其衍生物的反应性进行分类对比，强调官能团对反应中心的影响。 亲核取代（$S_{ ext{N}}1$ 与 $S_{ ext{N}}2$）的立体化学： 深入比较两种机理的反应速率、对溶剂和底物结构的依赖性，并精确分析其对产物立体构型（如构型翻转或消旋化）的影响。 加成反应与消除反应的竞争： 探讨烯烃和炔烃的反应，分析亲电加成反应的区域选择性（如马尔科夫尼科夫规则）背后的电子效应。 --- 拓展与实践：实验技能的提升 本书的价值不仅在于理论知识，更在于培养学生的科学实践能力。 实验设计与数据处理： 本章不提供标准实验步骤，而是设置一系列“开放式实验挑战”。学生需要根据给定的目标（例如，“设计一个实验来确定某未知酸的 $K_a$ 值”或“优化某酯化反应的产率”），自行选择试剂、确定测量参数、并分析误差来源。 误差分析与不确定性评估： 详细讲解系统误差和随机误差的区别，并教授如何使用标准差和置信区间来量化实验结果的不确定性，这是大学化学学习中至关重要的一环。 结论： 《精炼化学：深度解析与应用》是一本为追求卓越的学生量身定制的参考书。它要求读者不仅“知道”化学是什么，更要“理解”化学为何如此。通过系统的理论深化和对实验细节的关注，本书将确保读者在 AS/A2 级别的学习中获得扎实的知识基础，并为未来在大学阶段的化学或相关科学领域学习打下坚实的基础。

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我特别关注了这本书在习题设计上的用心程度。很多教材的习题往往是重复性的机械操练，让人感到厌倦。然而，这本书的练习题库明显经过了精心打磨。它巧妙地将理论知识点与实际应用场景紧密结合起来。基础巩固性的练习题数量适中，确保了核心概念的扎实掌握；而更具挑战性的“深入探究”部分，则开始引入一些需要跨章节知识整合的综合性问题。我记得有一次遇到一个关于电化学平衡的题目，它要求我们不仅要计算标准电极电位，还要结合溶液浓度的变化来预测反应的自发性，这完全模拟了大学阶段的实验分析要求。更重要的是，书后提供的详细解答不仅给出了最终答案，更重要的是，它解释了得出答案的每一步推理过程，甚至还会指出常见的思维误区在哪里。这种教学设计，无疑是将“学会做题”提升到了“理解科学思维”的更高层次。

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这本书的封面设计简直让人眼前一亮，那种深邃的蓝色调搭配着简洁的元素，一下子就抓住了我的眼球。我是在实体书店里偶然发现它的，当时正在为我的AS化学课程寻找一本合适的参考书。迫不及待地翻开内页，首先映入眼帘的是清晰的章节排版和合理的布局。章节的标题设计得很有启发性，不会让人觉得枯燥乏味，反而激发了我想深入了解后面内容的兴趣。印刷质量也相当不错，纸张厚实，油墨均匀，长时间阅读下来眼睛也不会感到疲劳。我特别欣赏它在图表和插图上的处理，那些分子结构图、反应机理示意图都画得异常精确和美观，对于理解那些抽象的化学概念实在是太有帮助了。比如，当讲到有机化学中的反应机制时，那些步骤分解得细致入微，配上恰到好处的颜色标记，即便是初学者也能迅速把握住关键的电子转移过程。整体来看，这本书在视觉呈现上做到了专业与吸引力的完美平衡，这对于一本严肃的科学教材来说，是难能可贵的加分项。

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这本书的语言风格，说实话，一开始让我有些措手不及，但很快我就爱上了这种坦诚而富有洞察力的叙述方式。它绝不是那种故作高深、充满晦涩术语的教科书。作者似乎非常懂得我们这些备考学生的心理，用一种近乎导师的口吻来引导我们，仿佛他正坐在我们身边，一边喝着咖啡，一边为我们剖析那些复杂的化学原理。例如，在解释热力学第二定律时，他没有直接抛出公式，而是先从一个生活化的例子入手，比如房间的自然冷却，然后才缓缓过渡到熵增的概念，这种循序渐进的方式极大地降低了学习的心理门槛。我发现，那些原本在我脑海中盘桓不去的疑惑，在读完他的解释后，竟然迎刃而解。他的文字充满了逻辑的严密性，但又巧妙地穿插了一些历史背景或者科学发现的小故事，让学习过程变得不再是单纯的知识灌输，而更像是一场探索科学真理的旅程。

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这本书的辅助资源配置，是让我感到物超所值的一点。虽然我主要依赖纸质版进行学习，但配套的在线资源包也让我体验了一把现代化的学习体验。我尝试登录了他们提供的数字学习平台，里面的互动模拟实验资源非常丰富，那些需要高成本或高风险才能在实验室中完成的操作，现在都可以通过精确的软件模拟来观察和操作，这对于我们这种实验机会有限的学生来说，简直是无价之宝。特别是那些关于反应动力学和化学平衡的动态模拟，能够直观地展示温度或浓度变化对平衡移动的具体影响，这种动态的反馈远比静态的图表来得震撼和有效。这种线上线下的无缝衔接，体现了编者对现代教育方式的深刻理解，确保了学习过程既有深度又富有趣味性，真正做到了与时俱进。

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从内容的广度和深度来评估，这本书的覆盖面可以说是非常全面的，完全符合AS（Advanced Subsidiary）的教学大纲要求，并且在很多方面都有超出预期的拓展。它在无机化学部分对过渡金属配合物的介绍，处理得尤为出色，不仅讲解了键合理论，还加入了现实世界中催化剂应用的实例，这极大地提升了我对这部分知识的兴趣和认同感。在有机化学方面，对于光谱分析（如NMR和IR）的讲解，可以说是我的救星。以往我总觉得这些图谱晦涩难懂，但这本书用非常清晰的流程图和案例分析，教会了我如何“阅读”一张光谱图，而不是仅仅“背诵”特征峰值。这种注重实际分析技能的培养，让我感觉自己不仅仅是在为考试做准备，更是在为未来更高阶段的学习打下坚实的基础。它没有满足于停留在表面知识的罗列，而是致力于构建一个结构化的知识体系。

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