《有機(jī)化學(xué)》第一章

1、無(wú) 機(jī) 化 學(xué)Inorganic Chemistry目 錄化學(xué)反應(yīng)中的基本概念和能量關(guān)系化學(xué)反應(yīng)速率化學(xué)反應(yīng)的方向和化學(xué)平衡酸堿平衡和沉淀-溶解平衡氧化還原反應(yīng)和電化學(xué)原子結(jié)構(gòu)和元素周期律 分子結(jié)構(gòu)和晶體結(jié)構(gòu)配位化學(xué)基礎(chǔ)第一章 化學(xué)反應(yīng)中的基本概念和能量關(guān)系第一節(jié) 化學(xué)的基本概念和基本定律一、相對(duì)原子質(zhì)量和相對(duì)分子質(zhì)量：相對(duì)原子質(zhì)量(Ar)：以一個(gè)碳-12原子質(zhì)量的1/12作為 標(biāo)準(zhǔn)，任何一種原子的平均原子質(zhì)量跟一個(gè)碳- 12原子質(zhì)量的1/12的比值。 相對(duì)分子質(zhì)量(Mr，分子量) ：物質(zhì)的分子或特定單 元的平均質(zhì)量與核素碳-12原子質(zhì)量的1/12之比, 大小為組成該分子的原子的原子量之和。二

2、、 物質(zhì)的量n: molm：物質(zhì)的質(zhì)量M：物質(zhì)的摩爾質(zhì)量 g/moln：物質(zhì)的量注：使用摩爾時(shí)，應(yīng)指明微粒類(lèi)型，它可以是原子、分子、離子、電子以及其它粒子，或這些粒子的特定組合三、 質(zhì)量守恒定律各反應(yīng)物的質(zhì)量總和等于各產(chǎn)物的質(zhì)量總和。四、 無(wú)機(jī)化合物的命名（自學(xué)）五、系統(tǒng)和環(huán)境系統(tǒng)：P6L4被劃分出來(lái)作為研究對(duì)象的部分， 又稱(chēng)體系。環(huán)境：體系以外部分。系統(tǒng)環(huán)境 能量交換 物質(zhì)交換敞開(kāi)系統(tǒng) 有 有封閉系統(tǒng) 有 無(wú) 孤立系統(tǒng) 無(wú) 無(wú) 1.狀態(tài)：體系一系列性質(zhì)的總和。六、系統(tǒng)的狀態(tài)和狀態(tài)函數(shù)：2.狀態(tài)函數(shù)：定義：P7L14 確定系統(tǒng)狀態(tài) 的物理量。 例：T、P、V、n 等特征：狀態(tài)函數(shù)的變化只決定于

3、 體系的始態(tài)和終態(tài)，而與 變化途徑無(wú)關(guān)。例：1mol O2發(fā)生如下?tīng)顟B(tài)變化：P=1013kPaV=0.2m3P1=101.3kPaV1=2m3P2=202.6kPaV2=1m3加壓加壓減壓始 態(tài)終 態(tài)P=202.6-101.3=101.3(KPa)V= 1- 2 = -1(m3)狀態(tài)函數(shù)的分類(lèi)強(qiáng)度性質(zhì)：大小僅由系統(tǒng)中物質(zhì)本身特性 所決定，沒(méi)有加和性，系統(tǒng)中物 質(zhì)數(shù)量的變化不引起其值的變化。溫度、黏度、壓力廣度性質(zhì)：大小與體系中物質(zhì)數(shù)量的多少 有關(guān)，在一定條件下具有加和性。 體積、物質(zhì)的量3.標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)：P7標(biāo)準(zhǔn)壓力p: 100KPa標(biāo)準(zhǔn)濃度C: 1 mol/L標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)氣相體系：各氣體物質(zhì)的分壓力

4、為p。溶液：p下各溶質(zhì)濃度為1 mol/L。固體、液體：p下純固體或純液體注：標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)對(duì)溫度沒(méi)有規(guī)定。七、 物質(zhì)的聚集狀態(tài)和相1.物質(zhì)的聚集狀態(tài)：物質(zhì)在一定的溫度和壓力 條件下所處的相對(duì)穩(wěn)定的狀 態(tài)，簡(jiǎn)稱(chēng)物態(tài)。 固態(tài)(s) 液態(tài)（l） 氣態(tài)（g） 等離子態(tài)2.相: 物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)完全相同的部分。 不同相之間有明顯的界面分開(kāi)。氣體混合 單相液體混合：互溶單相 不互溶多相固體混合 多相八、 過(guò)程與途徑1.過(guò)程：系統(tǒng)從一個(gè)平衡態(tài)（始態(tài)）變化到 另一個(gè)平衡態(tài)（終態(tài)）的經(jīng)歷。2.途徑：用來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)狀態(tài)變化的具體步驟。始態(tài)終態(tài)（）（）3.常見(jiàn)的過(guò)程恒壓過(guò)程：狀態(tài)變化時(shí)系統(tǒng)壓力恒定不變恒容過(guò)程：狀態(tài)變化

5、時(shí)系統(tǒng)體積恒定不變恒溫過(guò)程：狀態(tài)變化時(shí)系統(tǒng)溫度恒定不變絕熱過(guò)程：狀態(tài)變化時(shí)系統(tǒng)與環(huán)境之間不存在熱量交換循環(huán)過(guò)程：系統(tǒng)經(jīng)變化從始態(tài)出發(fā)又重新回到始態(tài)可逆過(guò)程，可以簡(jiǎn)單逆轉(zhuǎn)、完全復(fù)原的過(guò)程，九、熱和功注：熱不是狀態(tài)函數(shù)，它的大小與系統(tǒng)變化的途徑有關(guān)。1.熱量Q：變化過(guò)程中系統(tǒng)與環(huán)境之間因溫度 不同而傳遞的能量。體系吸收熱量 Q0體系放出熱量 Q02. 功W：系統(tǒng)與環(huán)境之間除熱以外各種被傳 遞的能量。功的分類(lèi)膨脹功（即體積功） W= - p外V = - p外(V終-V始）非膨脹功：電功、機(jī)械功等系統(tǒng)對(duì)環(huán)境做功 W0 +注：功不是狀態(tài)函數(shù)，它的大小與系統(tǒng)變化的途徑有關(guān)。pV = nRT（一）理想氣體狀

6、態(tài)方程：p：氣體壓力 PaV：氣體體積 m3n ：氣體物質(zhì)的量 molT：氣體的絕對(duì)溫度 K T= 273.15 + tR: 摩爾氣體常數(shù) 8.314 Jmol-1K-11L = 10-3 m3第二節(jié) 物質(zhì)的聚集狀態(tài)一、氣體理想氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用：氣體摩爾質(zhì)量的計(jì)算氣體密度的計(jì)算（二）氣體分壓定律：1.分壓力pi ：恒溫時(shí)，某組分氣體i占有與混合氣 體相同體積時(shí)所產(chǎn)生的壓力?；旌蠚怏w的總壓等于其中各組分氣體的分壓之和：2.摩爾分?jǐn)?shù)：3.分體積Vi ：恒溫時(shí)，某組分氣體i具有和混合氣 體相同壓力時(shí)所占的體積。二、溶液的濃度的表示方法 1. 物質(zhì)的量濃度 單位：moldm-3或 molL-1 單位

7、體積的溶液中所含溶質(zhì)的物質(zhì)的量。2.溶質(zhì)的質(zhì)量百分比數(shù)：溶質(zhì)B的質(zhì)量 mB 與溶 液質(zhì)量 m 之比。3.溶質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)：溶質(zhì)B的物質(zhì)的量 nB 與溶 液的總物質(zhì)的量 n液 之比。4.質(zhì)量摩爾濃度：每千克溶劑中溶解的溶質(zhì)B的 物質(zhì)的量。單位：molkg-15.質(zhì)量濃度：溶質(zhì)B的質(zhì)量 mB 與溶液體積V 之比。一、熱力學(xué)能及熱力學(xué)第一定律第三節(jié) 化學(xué)反應(yīng)中的能量關(guān)系1.熱力學(xué)第一定律（能量守恒定律）：U = U2 - U1= Q + W2.內(nèi)能U（熱力學(xué)能）: 狀態(tài)函數(shù) 系統(tǒng)內(nèi)部能量的總和。(注：式中U1、U2為體系始態(tài)、終態(tài)的內(nèi)能， 不可測(cè)定。 U：內(nèi)能的變化，可測(cè)定。）二、反應(yīng)熱和焓變1.設(shè)一

8、系統(tǒng)在變化過(guò)程中只做膨脹功而不做其他功U = Q + W（1）如果系統(tǒng)的變化是恒容過(guò)程，即V=0 則W=0U = QV (QV:恒容反應(yīng)熱）（2）如果系統(tǒng)的變化是恒壓過(guò)程，即p恒定 ,V1 V2系統(tǒng)對(duì)環(huán)境所做膨脹功：W= - p(V2-V1)U = U2 - U1= Qp + W= QP-p(V2-V1)QP = U2 - U1 + p(V2-V1) =(U2 + pV2) (U1 + pV1)QP為恒壓反應(yīng)熱焓H：狀態(tài)函數(shù)QP = H2 - H1= HH = QP= U + pVH的絕對(duì)值不可測(cè)定2. U 和H的關(guān)系H = QP= U + pV等壓過(guò)程只有固體、液體物質(zhì)參與，無(wú)氣體。則V =

9、 0H = U 等溫等壓過(guò)程，對(duì)于氣體參與體系狀態(tài)1： pV1 = n1 RT狀態(tài)2： pV2 = n2 RT則pV= p( V2-V1 )=(n2 - n1)RT =nRTH = U + nRTn只涉及氣體3.熱化學(xué)方程式：P31 標(biāo)出反應(yīng)熱效應(yīng)的化學(xué)方程式稱(chēng)為熱化學(xué)方程式。rHm = 285.8 kJmol-1rHm = -283.0 kJmol-1rHm 0rHm 0rHm(正) = -rHm(逆) 吸熱反應(yīng)放熱反應(yīng)1. 反應(yīng)進(jìn)度：mol 一個(gè)確定方程式的化學(xué)反 應(yīng)的進(jìn)行程度。: 化學(xué)反應(yīng)方程式 中各物質(zhì)的化學(xué) 計(jì)量系數(shù)產(chǎn)物取正值反應(yīng)物取負(fù)值三、標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓變 及其計(jì)算例：t = 0 =0 n/mol 3.0 10.0 0t = t = n/mol 2.0 7.0 2.02.標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓變: KJmol-1定義：在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)和溫度T下，反應(yīng)進(jìn)度為1mol時(shí)反應(yīng)的焓變稱(chēng)為該反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓變。3.標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓: KJmol-1定義：在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，某溫度時(shí)，由穩(wěn)定單質(zhì) 化合生成1mol物質(zhì)時(shí)的焓變稱(chēng)為該 物質(zhì)在該溫度下的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓。標(biāo)準(zhǔn)：常見(jiàn)穩(wěn)定單質(zhì)：石墨C 、斜方S、O2（g） I2(S)、Br2(l)、Hg(l)等。4.標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓: KJmol-1例：定義：在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，1mol物質(zhì)