普通化學總復(fù)習

1本章學習要求：

了解等容熱效應(yīng)(qv)的測量原理。熟悉qv的實驗計算方法。了解狀態(tài)函數(shù)、反應(yīng)進度、標準狀態(tài)的概念和熱化學定律。理解熱力學第一定律、等壓熱效應(yīng)與反應(yīng)焓變的關(guān)系、等容熱效應(yīng)與熱力學能變的關(guān)系。初步掌握標準摩爾生成焓、標準摩爾反應(yīng)焓變的近似計算。了解能源的概況，燃料的熱值和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略?？赡孢^程體系經(jīng)過某一過程，由狀態(tài)Ⅰ變到狀態(tài)Ⅱ之后，如果通過逆過程能使體系和環(huán)境都完全復(fù)原，這樣的過程稱為可逆過程。它是在一系列無限接近平衡條件下進行的過程。等溫過程:

T1=T2=Tex等壓過程:

p1=p2=pex等容過程:

V1=V24.

過程與途徑31.1.2

熱效應(yīng)及其測量化學反應(yīng)熱效應(yīng)（簡稱反應(yīng)熱）：指化學反應(yīng)過程中系統(tǒng)放出或吸收的熱量。熱化學：研究化學反應(yīng)中熱量與其他能量變化的定量關(guān)系的學科。熱化學規(guī)定：系統(tǒng)吸熱為正，系統(tǒng)放熱為負。1.熱效應(yīng)動畫：彈式量熱計熱效應(yīng)的數(shù)值大小與具體途徑有關(guān)。熱效應(yīng)可在彈式熱量計中精確地測量。測量反應(yīng)熱是熱化學的重要研究內(nèi)容。用彈式熱量計測量的熱效應(yīng)是等容熱效應(yīng)2.熱效應(yīng)的測量4設(shè)有nmol物質(zhì)完全反應(yīng)，所放出的熱量使彈式熱量計與恒溫水浴的溫度從T1上升到T2，彈式熱量計與恒溫水浴的熱容為Cs(J·K-1)，比熱容為cs(J·K-1kg-1

)，則反應(yīng)熱：摩爾反應(yīng)熱（反應(yīng)熱與反應(yīng)進度之比）：5ξqq/m=6示例（p9）例1.1聯(lián)氨燃燒反應(yīng)：N2H4(l)+O2(g)=N2(g)

+2H2O(l)已知：m(N2H4)=0.5000gm(H2O)=1210gCb=848J·K-1,c(H2O)=4.18J·g-1·K-1

T1=293.18K,T2=294.82K解：燃燒0.5g聯(lián)氨放熱為CbT]73.熱化學方程式表示化學反應(yīng)與熱效應(yīng)關(guān)系的方程式稱為熱化學方程式。其標準寫法是：先寫出反應(yīng)方程，再寫出相應(yīng)反應(yīng)熱，兩者之間用分號或逗號隔開。例如：N2H4(l)+O2(g)=N2(g)

+2H2O(l)；2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)；若不注明T,p,皆指在T=298.15K，p=100kPa下。8

反應(yīng)熱與反應(yīng)式的化學計量數(shù)有關(guān)；若無特別說明，一般標注的是等溫等壓熱效應(yīng)qp。思考：qp與qv相同嗎？答案：不相同注明反應(yīng)溫度、壓力及反應(yīng)物、生成物的組成和狀態(tài)等條件；書寫熱化學方程式時應(yīng)注意：Question如何轉(zhuǎn)換？9封閉系統(tǒng)，不做非體積功時，若系統(tǒng)從環(huán)境吸收熱（q），從環(huán)境得功（w），則系統(tǒng)熱力學能（U）的增加ΔU(U2–U1)為：ΔU

=q+w熱力學第一定律的實質(zhì)是能量守恒定律在熱力學中的的應(yīng)用。——熱力學第一定律的數(shù)學表達式熱力學第一定律用來描述系統(tǒng)熱力學狀態(tài)發(fā)生變化時系統(tǒng)的熱力學能與過程的熱和功之間的定量關(guān)系。1.2.1熱力學第一定律103.功與體積功功（w）：在物理或化學變化的過程中，系統(tǒng)與環(huán)境之間除熱以外的其他形式傳遞的能量。符號規(guī)定：環(huán)境對系統(tǒng)做功為正，系統(tǒng)對環(huán)境作功為負。由于系統(tǒng)體積發(fā)生變化而與環(huán)境所交換的功稱為體積功(w體)。所有其它的功統(tǒng)稱為非體積功(w′)。功（w）也不是狀態(tài)函數(shù)w=w體+

w′114.

體積功w體的計算等外壓過程中，體積功w體=–p

外(V2–V1)=–p外ΔV

pp外

=F/Al

p外

=F/A，l=ΔV/A，因此，體積功w體=F·

l

=–(p外·

A)·(ΔV/A)

=–

p外

ΔV圖1.4體積功示意圖122.

等容與等壓反應(yīng)熱的關(guān)系已知 等容反應(yīng)熱：qV=ΔUv；

等壓反應(yīng)熱：qp=ΔUp+p(V2–V1)

等溫過程，ΔUpΔUv，則：qp–

qV

=n2(g)RT–n1(g)RT=Δn(g)RT對于理想氣體反應(yīng)，有：注：對于有凝聚相參與的理想氣體反應(yīng)，由于凝聚相相對氣相來說，體積可以忽略，因此在上式中，只需考慮氣體的物質(zhì)的量。ΔH–ΔU=qp–qV=p(V2–V1)思考：若反應(yīng)C(石墨)+O2(g)→CO2(g)

的qp,m為–393.5kJ·mol–1，則該反應(yīng)的qV,m

為多少？答：該反應(yīng)的Δn(g)=0，qV

=qp小結(jié)：對無氣態(tài)物質(zhì)參與或Δn(g)＝0的反應(yīng)，qVqp

對于有氣態(tài)物質(zhì)參與且Δn(g)0的反應(yīng)，qVqpQuestion13143.

蓋斯定律蓋斯定律：化學反應(yīng)的等壓或等容反應(yīng)熱只與物質(zhì)的始態(tài)或終態(tài)有關(guān)而與變化的途徑無關(guān)。始態(tài)

C(石墨)+O2(g)終態(tài)

CO2(g)中間態(tài)

CO(g)+?O2(g)即熱化學方程式可像代數(shù)式那樣進行加減運算。附例1.3

已知反應(yīng)和的反應(yīng)焓，計算的反應(yīng)焓。15蓋斯定律示例由蓋斯定律知：若化學反應(yīng)可以加和，則其反應(yīng)熱也可以加和。解：162.標準摩爾生成焓指定單質(zhì)通常指標準壓力和該溫度下最穩(wěn)定的單質(zhì)。如C：石墨(s)；Hg：Hg(l)；P：白磷(s)等等。298.15K時的數(shù)據(jù)可以從手冊及教材的附錄3中查到。顯然，標準態(tài)指定單質(zhì)的標準生成焓為0。生成焓的負值越大，表明該物質(zhì)鍵能越大，對熱越穩(wěn)定。標準狀態(tài)時由指定單質(zhì)生成單位物質(zhì)的量的純物質(zhì)B時反應(yīng)的焓變稱為標準摩爾生成焓，記作。174.

反應(yīng)的標準摩爾焓變的計算穩(wěn)定單質(zhì)可從手冊數(shù)據(jù)計算298.15K時的標準摩爾反應(yīng)焓。反應(yīng)物

標準狀態(tài)生成物

標準狀態(tài)rHmfHm(p)fHm(r)由蓋斯定律，得：18標準摩爾反應(yīng)焓變計算示例解：從手冊查得298.15K時Fe2O3和Al2O3的標準摩爾生成焓分別為–824.2和–1675.7kJ·mol-1。例1.4

試計算鋁熱劑點火反應(yīng)的反應(yīng)計量式為：????19注意事項

物質(zhì)的聚集狀態(tài)，查表時仔細應(yīng)用物質(zhì)的標準摩爾生成焓計算標準摩爾反應(yīng)焓時需要注意

公式中化學計量數(shù)與反應(yīng)方程式相符

數(shù)值與化學計量數(shù)的選配有關(guān)；

溫度的影響思考：正反應(yīng)與逆反應(yīng)的反應(yīng)熱的數(shù)值相等，符號相反。對嗎？答：對。這也是熱化學定律的重要內(nèi)容。Question熵的定義：熵是系統(tǒng)內(nèi)物質(zhì)微觀粒子的混亂度(或無序度)的量度。S=klnΩk：玻爾茲曼常數(shù)，k=R/NAΩ：系統(tǒng)微觀狀態(tài)的數(shù)目(熱力學概率)。一個導(dǎo)致氣體分子數(shù)增加的過程或反應(yīng)總伴隨著熵值增大1878年，L.Boltzman提出了熵與微觀狀態(tài)數(shù)的關(guān)系。玻耳茲曼(LudwigBoltzmann)1844-1906奧地利物理學家21

r=B

(B)＝

SmSm

Bf

(B,298.15K)

r

(298.15K)=Gm,Gm任何指定單質(zhì)(注意磷為白磷)f=0并規(guī)定Δf(H+,aq)=0GmGm221875年，美國化學家吉布斯(Gibbs)首先提出一個把焓和熵歸并在一起的熱力學函數(shù)—G

(現(xiàn)稱吉布斯自由能或吉布斯函數(shù))，并定義：G=H–TS對于等溫過程:吉布斯函數(shù)ΔG=ΔH–TΔS稱為吉布斯等溫方程或?qū)懗桑害Gm

=ΔrHm–TΔrSm23其他溫度時的rGm的計算因反應(yīng)的焓變或熵變基本不隨溫度而變，即r

(T)

≈r

(298.15K)

r

(T)

≈r

(298.15K)，則根據(jù)式(2.6)可得吉布斯等溫方程近似公式：HmHmSmSm并可由此式近似求得轉(zhuǎn)變溫度Tcr

≈

r

(298.15K)

T

.

r

(298.15K)HmSmGm242.ΔG與G

的關(guān)系(a)ΔrGm(T)=ΔrGmR為摩爾氣體常數(shù)，pB為參與反應(yīng)的物質(zhì)B的分壓力，p?

為標準壓力(p?

=100kPa)，Π為連乘算符。(b)對于一般化學反應(yīng)式熱力學等溫方程式可表示為(c)25例

已知空氣壓力p=101.325kPa，其中所含CO2的體積分數(shù)為0.030%，試計算此條件下將潮濕Ag2CO3固體在110℃的烘箱中干燥時熱分解反應(yīng)的摩爾吉布斯函數(shù)變。問此條件下Ag2CO3(s)=Ag2O(s)+CO2(g)的熱分解反應(yīng)能否自發(fā)進行？有何辦法阻止Ag2CO3的熱分解？根據(jù)分壓定律可求得空氣中CO2的分壓根據(jù)公式(2.13b)，在110℃即383K時可求得解：

fHm

(298.15K)/(kJ.mol-1)

-505.8-30.05-393.509Sm

(298.15K)/(J.mol-1.K-1)

167.4

121.3

213.74rHm

(298.15K)

=82.24kJ.mol-1

ΔrSm

(298.15K)=167.6J.mol-1·K-126為避免Ag2CO3

的熱分解應(yīng)增大系統(tǒng)中CO2

的體積分數(shù)，使rGm(383K)>0結(jié)論rGm(383K)=

rGm(383K)+RTln{p(CO2)/p

}=[82.24-383×0.1676]kJ.mol-1

+10－3×8.314kJ.mol-1.K-1×383K×ln(30Pa/105Pa)=(18.05-25.83)kJ.mol-1=－7.78kJ.mol-1非標態(tài)標態(tài)27K

只是溫度的函數(shù)。K

值越大，說明反應(yīng)進行得越徹底，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越高。當反應(yīng)達到平衡時

rGm(T)=0，則熱力學等溫方程式可寫成將式(2.15)代入上式，可得(2.14b)或28(1)K

表達式可直接根據(jù)化學計量方程式寫出反應(yīng)式中若有固態(tài)、液態(tài)純物質(zhì)、稀溶液中的溶劑（如水），在K?

表達式中不列出，只需考慮平衡時氣體的分壓和溶質(zhì)的濃度。(2)

K

的數(shù)值與化學計量方程式的寫法有關(guān)29解：起始時物質(zhì)的量/mol1.22.00平衡時物質(zhì)的量/mol0.11.451.1反應(yīng)中物質(zhì)的量的變化/mol-1.10-1.10/2+1.10平衡時的摩爾分數(shù)

x0.10/2.651.45/2.651.10/2.65

例2.6將1.2molSO2和2.00molO2的混合氣體，在800K和101.325kPa的總壓力下，緩慢通過

V2O5催化劑使生成SO3，在等溫等壓下達到平衡后，測得混合物中生成的SO3為1.10mol。試利用上述實驗數(shù)據(jù)求該溫度下反應(yīng)2SO2+O2=2SO3的K

，

rGm

及SO2的轉(zhuǎn)化率，并討論溫度、總壓力的高低對SO2轉(zhuǎn)化率的影響。30則平衡分壓為：ΔrGm

(800K)=-RTlnK

=-8.314J.

K-1.

mol-1×800K×ln219=-3.58×104J.mol-1

所以31

速率方程和反應(yīng)級數(shù)對于基元反應(yīng)(即一步完成的反應(yīng))反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度的冪乘積成正比，這個定量關(guān)系稱為質(zhì)量作用定律，是基元反應(yīng)的速率方程，又稱動力學方程。對于通式：υ

=kcAa

.

cBb若為基元反應(yīng)，則反應(yīng)速率方程為k稱為速率常數(shù)各反應(yīng)物濃度項指數(shù)之和(n=a+b)稱為反應(yīng)級數(shù)；a或b稱為對于反應(yīng)物A或B的分級數(shù)，即對A為a級反應(yīng)，對B為b級反應(yīng)。化學反應(yīng)分為基元反應(yīng)和非基元反應(yīng)（復(fù)合反應(yīng)）32動力學中阿侖尼烏斯公式所表達的k與T的關(guān)系,熱力學中范特霍夫等壓方程式表達的K

與T的關(guān)系。兩者有著相似的形式。但前者的活化能Ea為正值，而后者的反應(yīng)焓變可為負值也可為正值。33反應(yīng)過程能量EIEIIEa(正)Ea(逆)ΔEΔrHm終態(tài)始態(tài)(過渡態(tài))III圖2.4反應(yīng)系統(tǒng)中活化能示意圖Ea(正)=E

-EIEa(逆)=E-EIIE

(2.29)34本章小結(jié)（１）熵的概念和熵判椐：熵是衡量系統(tǒng)無序程度的物理量。恒溫過程的熵變?yōu)椋害=qr/T。298.15K時物質(zhì)的標準熵可以從手冊查到。對于隔離系統(tǒng)，有ΔS0，可逆時“=”成立。

吉布斯函數(shù)與吉布斯判椐：定義吉布斯函數(shù)G=H–TS，過程的吉布斯函數(shù)變?yōu)棣=Δ

H–TΔS，等溫等壓不做非體積功的過程中，ΔG

≤0，可逆時“=”成立。

標準摩爾反應(yīng)吉布斯函數(shù)變ΔrGm

：可以從標準摩爾生成吉布斯函數(shù)ΔfGm計算，也可以從標準摩爾反應(yīng)焓和標準摩爾反應(yīng)熵計算：ΔrGm

=ΔrHm

–TΔrSm。

化學平衡可以隨溫度、壓力、組成的改變而移動。但只有溫度的變化會改變標準平衡常數(shù)K?的數(shù)值。標準平衡常數(shù)K

=exp[–ΔrGm

/RT]

與K=借此可以進行ΔrGm、K

與pB之間的求算。35本章小結(jié)（2）關(guān)于化學反應(yīng)速率的基本概念：基元反應(yīng)；質(zhì)量作用定律；反應(yīng)級數(shù)等基本概念。阿累尼烏斯經(jīng)驗式k=Aexp(–Ea/RT)與活化能概念。提高溫度、增加反應(yīng)物濃度、添加催化劑都可以提高反應(yīng)速率。提高溫度使活化分子增加，添加催化劑可以可以與反應(yīng)物生成活化中間產(chǎn)物，從而改變了反應(yīng)途徑，降低了反應(yīng)活化能。酶催化有極高的效率和選擇性。3.1溶液的通性難揮發(fā)的非電解質(zhì)稀溶液有一定的共同性和規(guī)律性。該類性質(zhì)稱為稀溶液的通性，或稱為依數(shù)性。包括：稀溶液蒸氣壓的下降、沸點上升、凝固點下降和稀溶液的滲透壓。（與純?nèi)軇┍容^）。拉烏爾定律：在一定溫度下，難揮發(fā)的非電解質(zhì)稀溶液的蒸氣壓下降Δp與溶質(zhì)的摩爾分數(shù)成正比，而與溶質(zhì)的本性無關(guān)。即：pA*-pA=Δp=pA*

·xB其中:xB是溶質(zhì)B在溶液中的摩爾分數(shù)；

pA*是純?nèi)軇〢的蒸汽壓；

pA

表示溶液中溶劑A的蒸氣壓。3.2溶液的滲透壓滲透現(xiàn)象——溶劑通過半透膜進入溶液或溶劑從稀溶液通過半透膜進入濃溶液的現(xiàn)象（單向擴散）滲透壓——阻止?jié)B透進行所施加的最小外壓,用П表示。在數(shù)值上，反滲透

若把溶液和純?nèi)軇┯冒胪改じ糸_，向溶液一側(cè)施加大于滲透壓的壓力，溶劑分子則向純?nèi)軇┓较蛞苿?，這種現(xiàn)象稱為反滲透。可用于海水淡化。測定分子的相對分子質(zhì)量滲透壓有較大數(shù)值，容易測定，因此可以準確測定化合物的相對摩爾質(zhì)量。3.3

電解質(zhì)溶液電離理論：電解質(zhì)分子在水溶液中解離成離子，使得溶液中的微粒數(shù)增大，故它們的蒸汽壓、沸點、熔點的改變和滲透壓數(shù)值都比非電解質(zhì)大。解離度——溶液中已解離的電解質(zhì)的分子數(shù)與電解質(zhì)總分子數(shù)之比。阿侖尼烏斯根據(jù)電解質(zhì)溶液不服從稀溶液定律的現(xiàn)象，提出了電離理論。1903年他獲得了諾貝爾化學獎。3.4

酸和堿的解離平衡同類型弱酸(堿)的相對強弱可由解離常數(shù)值的大小得出HF,H2SO3,HNO2,H3PO4

一般稱為中強酸。

一元弱酸和一元弱堿

HAc(aq)==H+(aq)+Acˉ(aq)一元弱酸和一元弱堿的電離設(shè)一元弱酸HA的濃度為c,解離度為α HA=H++A-起始濃度 c 0 0平衡濃度c(1-α)ca

ca因此同理，對于一元弱堿：溶液的酸度(H+離子濃度)常用pH表示，

pH=–lgc(H+)/c?

溶液的堿度(OHˉ離子濃度)可用pOH表示。?例題例3.1已知HAc的Ka=1.76×10-5，計算3.0%米醋(含HAc濃度為0.50mol·dm-3)的pH。解：設(shè)米醋溶液中H+的平衡濃度為xmol·dm-3,則

HAc(aq)=H+(aq)+Ac-(aq)平衡濃度/mol·dm-30.50–x x xKa?

=1.76×10-5∵Ka?

/c＜10-4∴0.50–x≈0.5pH=–lgc(H+)/c

=–lg(2.97×10-3)=3–0.47=2.53P117-9，10

多元弱酸和多元弱堿多元弱酸(堿)的解離是分級進行，以磷酸為例：一級解離：二級解離：三級解離：說明式中，Ka,3?

<<K

a,2?

<<K

a,1?

，每級解離常數(shù)差3～6個數(shù)量級。因此，H+濃度的計算以一級解離為主。

計算H+濃度時，當Ka,2?

/K

a,1?

<10ˉ3時，可忽略二、三級解離平衡。

比較多元弱酸的酸性強弱時，只需比較它們一級解離常數(shù)值即可。答：是錯誤的，H2S(aq)以一級電離為主，因此H2S溶液中c(H+)≈c(HSˉ)。

思考：根據(jù)反應(yīng)式H2S(aq)=2H+(aq)+S2-，H+濃度是S2-離子濃度的兩倍，此結(jié)論是否正確？QuestionP117-12共軛酸堿對的關(guān)系根據(jù)已知弱酸(堿)的解離常數(shù)Ka?(Kb?)，可計算得其共軛離子堿(酸)的Kb?(Ka?)。

Ka?·K

b?=Kw,Kw?稱為水的離子積常數(shù)，常溫時為1.0×10-14

，以Ac-為例

Ac-(aq)+H2O(l)=HAc(aq)+OH-(aq)?共軛酸HAc：HAc(aq)=H+(aq)+Ac-(aq)?例題例3.2在0.100mol·dm-3HAc溶液中加入一定量固體NaAc，使NaAc的濃度等于0.100mol·dm-3，求該溶液中H+濃度，pH和HAc的解離度α。解：設(shè)已解離的HAc的濃度為xmol·dm-3 HAc=H++Ac￣起始濃度/mol·dm-3 0.1 00.1平衡濃度/mol·dm-30.1–x

x0.1+x

計算0.100mol·dm-3

HAc溶液的解離度（P92-例3.1），并與本題結(jié)論相比。c(H+)=xmol·dm-3=1.76×10-5mol·dm-3

pH=4.75在弱酸的溶液中加入該酸的共軛堿，或在弱堿的溶液中加入該堿的共軛酸，使得弱酸或弱堿的解離度大大下降的現(xiàn)象，稱為同離子效應(yīng)。3.5多相離子平衡和溶度積溶度積在一定溫度下，溶解與結(jié)晶速率相等時，便建立了固體和溶液中離子之間的動態(tài)平衡，稱為多相離子平衡或溶解平衡，此時的溶液稱為飽和溶液。當溫度一定時，其離子濃度的乘積為一常數(shù)，這個平衡常數(shù)Ks?(亦稱Ksp?)稱為溶度積常數(shù)，簡稱溶度積。平衡常數(shù)如CaCO3在水中的溶解度雖小，但仍有一定數(shù)量的Ca2+、CO32-存在于溶液中。同時，溶液中的Ca2+與CO32-又會結(jié)合而不斷析出。CaCO3(s)=Ca2+(aq)+CO32-(aq)溶度積和溶解度的關(guān)系難溶電解質(zhì)的溶度積和溶解度都表示其溶解能力的大小。溶解度以smol·dm-3表示。A2B型或AB2型難溶物質(zhì)，如Ag2CrO4，Mg(OH)2等，有

Ag2CrO4(s)=2Ag+(aq)+CrO42-(aq)平衡濃度/mol·dm-32s

s

Ks?(Ag2CrO4)=(2s)2s=4s3思考：可以用Ks?的大小判斷溶解度的大小嗎？同類型的物質(zhì)可以判斷，不同類型時不能判斷。AB型難溶物質(zhì)，如AgCl,CaCO3,BaSO4等，有

CaCO3(s)=Ca2+(aq)+CO32-(aq)平衡濃度/mol·dm-3

s

s

Ks?(CaCO3)=s2Question例3.3

計算25℃時AgCl和Ag2CrO4的溶解度。已知：Ks?(AgCl)=1.56×10-10,Ks?(Ag2CrO4)=9.0×10-12AgCl

(s)Ag+(aq)+Cl(aq)-s1s1

Ks?(AgCl)=s12

s1=(Ks?)1/2

=1.25×10-5mol·dm-3Ag2CrO4(s)2Ag+(aq)+CrO42-(aq)2s2s2Ks?(Ag2CrO4)

=(2s2)2·s2

=4s23

s2

=(Ks?/4)1/3

=1.3×10-4mol·dm-3s1<s2，與溶度積的結(jié)果相反。P118-19溶度積規(guī)則1.溶度積規(guī)則

AnBm(s)=nAm+(aq)+mBn-(aq)

Qc為任意狀態(tài)下有關(guān)離子濃度的乘積即濃度商Qc

＞Ks?

有沉淀析出直至達飽和Qc=Ks?

溶解達平衡，飽和溶液(3.19)Qc＜Ks?

無沉淀析出，或沉淀溶解溶度積規(guī)則可用于判別沉淀的發(fā)生或溶解溶度積規(guī)則的應(yīng)用附例3.9：廢水中Cr3+的濃度為0.010mol·dm-3,加入固體NaOH使之生成Cr(OH)3沉淀,設(shè)加入固體NaOH后溶液體積不變，計算：

1)開始生成沉淀時，溶液OH-離子的最低濃度;2)若要使Cr3+的濃度小于4.0mg·dm-3(7.7×10-5mol·dm-3)以達到排放標準，此時溶液的pH最小應(yīng)為多少？解：1)Cr(OH)3(s)=Cr3+(aq)+3OHˉ(aq)要生成沉淀時，

Qc

>

Ks?

，設(shè)c(OHˉ)=xc(Cr3+)·c(OHˉ)3=0.010x3>6.3×10-31，得

x>

4.0×10-10mol·dm-32)7.7×10-5x36.3×10-31,解得

x

2.0×10-9mol·dm-3pOH=–lgc(OHˉ)<8.7，即pH≧14–8.7=5.3P118-21，22本章小結(jié)

非電解質(zhì)稀溶液的蒸氣壓下降、沸點升高、凝固點下降以及滲透壓等與溶液的質(zhì)量摩爾濃度成正比，而與溶質(zhì)的本性無關(guān)。

酸堿質(zhì)子理論認為凡能給出質(zhì)子的物質(zhì)都是酸；凡能結(jié)合質(zhì)子的物質(zhì)都是堿。并提出了共軛酸堿的概念：

共軛酸=共軛堿+H+

，K

a?

?Kb?

=Kw?

稀釋定律：

一元酸堿溶液pH的近似計算：

或

多元弱酸(堿)的解離是分級進行的，每一級解離都有一個解離常數(shù)。一般情況下Ka1?>>Ka2?>>Ka3?，以一級解離為主。因此以處理一元酸堿溶液的方法來計算其pH值。

同離子效應(yīng)在弱酸的溶液中加入該酸的共軛堿，或在弱堿的溶液中加入該堿的共軛酸，使得弱酸或弱堿的解離度大大下降的現(xiàn)象，稱為同離子效應(yīng)。

緩沖溶液弱酸及其共軛堿或弱堿及其共軛酸所組成的溶液對外加的酸和堿具有緩沖能力。當溶液的pH值在pKa附近時，具有最強的緩沖能力。

多相離子平衡難溶電解質(zhì)在水溶液中，存在固體和溶液中離子之間的的多相離子平衡。當溶液中濃度商大于溶度積常數(shù)時生成難溶鹽，反之難溶鹽溶解。因加入含有共同離子的強電解質(zhì)，而使難溶電解質(zhì)溶解度降低的現(xiàn)象也叫同離子效應(yīng)。一種難溶的電解質(zhì)可以轉(zhuǎn)化為更難溶的電解質(zhì)。利用酸堿反應(yīng)，配位反應(yīng)，氧化還原反應(yīng)可以使沉淀溶解。原電池的組成原電池裝置可用電池符號表示。

(–)Zn|ZnSO4(m1)CuSO4(m2)|Cu(+)1)負極在左(–)，正極在右(+)，從左到右電勢升高。2)電池符號中，“|”代表兩相界面，“”或“||”代表鹽橋。3)電極中含有不同氧化態(tài)同種離子時，高氧化態(tài)離子靠近鹽橋，低氧化態(tài)離子靠近電極，中間用“，”隔開，且注明濃度。4)若組成電極物質(zhì)中無金屬時，應(yīng)插入惰性電極。惰性電極一般為Pt或C。Fe3+(c1)，F(xiàn)e2+(c2)|Pt(+)(-)Pt|Cl2(p)|Cl-(c)(1)φ?代數(shù)值與電極反應(yīng)中化學計量數(shù)的選配無關(guān)

φ?

代數(shù)值是反映物質(zhì)得失電子傾向的大小，它與物質(zhì)的數(shù)量無關(guān)。

如：Zn2++2e-=Zn與2Zn2++4e-=2Zn

φ?

數(shù)值相同如Cu2++2e-

=Cu與Cu=Cu2++2e-

φ

數(shù)值相同(2)φ?

代數(shù)值與半反應(yīng)的方向無關(guān)。

IUPAC規(guī)定，表中電極反應(yīng)以還原反應(yīng)表示（故有稱之謂“還原電勢”）無論電對物質(zhì)在實際反應(yīng)中的轉(zhuǎn)化方向如何，其φ?

代數(shù)值不變。(3)查閱標準電極電勢數(shù)據(jù)時，要注意電對的具體存在形式、狀態(tài)和介質(zhì)條件等都必須完全符合。

電池反應(yīng)在原電池中發(fā)生的氧化還原反應(yīng)就是電池反應(yīng)。顯然，電池反應(yīng)是兩個電極反應(yīng)之和。對電池反應(yīng)來說，每個電極反應(yīng)即為半反應(yīng)。電池符號：(–)Zn|ZnSO4(c1)||CuSO4(c2)|Cu(+)電極反應(yīng)：(–)極Zn–2e==Zn2+

氧化反應(yīng)

(+)極Cu2++2e==Cu還原反應(yīng)電池反應(yīng)：Zn+Cu2+==Zn2++CuOx-Re反應(yīng)原電池的熱力學電池反應(yīng)的△rGm與電動勢E的關(guān)系（P156-9題）

P156-11題①n為半反應(yīng)中得失的電子數(shù)；④純液體、純固體不表示在式中。②a[氧]或b[還]皆以半反應(yīng)中各物質(zhì)的化學計量數(shù)為指數(shù)；③電極反應(yīng)中某物質(zhì)若是氣體，則用相對分壓p/p

表示。

例如:O2+2H2O+4e-4OH-

能斯特方程式表示為：在能斯特方程式中：2電池反應(yīng)的K

與標準電動勢E

的關(guān)系而

ΔrGm=

-nFE可得：

當T=298.15K時：標準平衡常數(shù)Kθ的大小可用來評價氧化還原反應(yīng)的程度。

已知K

與rGm的關(guān)系如下：例2

計算OH-濃度為0.100mol·dm-3時，氧的電極電勢

φ(O2/OH-)。已知：p(O2)=101.325kPa，T=298.15K。解：從附錄8中可查得氧的標準電極電勢：

φ

(O2/OH-)=0.401V

O2(g)+2H2O+4e-4OH-(aq)當c(OH-)=0.100mol·dm-3時，氧的電極電勢為

=0.460V

若把電極反應(yīng)式寫成

O2+H2O+2e-=2OH-,可以通過計算予以說明。根據(jù)電極反應(yīng)式，此時電極電勢的計算式為:

經(jīng)計算，結(jié)果不變。說明只要是已配平的電極反應(yīng)，反應(yīng)式中各物質(zhì)的化學計量數(shù)各乘以一定的倍數(shù)，對電極電勢的數(shù)值并無影響。

說明介質(zhì)的酸堿性對含氧酸鹽氧化性的影響較大。

解：半反應(yīng)式為：Cr2O72-+14H++6e-=2Cr3++7H2ONernst方程為：例3：計算當pH=5.00，c(Cr2O72-)=0.0100mol·dm-3，c(Cr3+)=1.00×10-6mol·dm-3時，重鉻酸鉀溶液中的φ(Cr2O72-/Cr3+)值。=0.639V電動勢與電極電勢在化學上的應(yīng)用1、氧化劑和還原劑相對強弱的比較

對于非標態(tài)則需要根據(jù)實際值大小來判定！

φ?

代數(shù)值越大，表明電對的氧化態(tài)越易得電子，即氧化態(tài)就是越強的氧化劑；

φ?

代數(shù)值越小，表明電對的還原態(tài)越易失電子，即還原態(tài)就是越強的還原劑。

例4下列三個電極中在標準條件下哪種物質(zhì)是最強的氧化劑？若其中MnO4–/Mn2+的電極改為在pH=5.00的條件下，它們的氧化性相對強弱次序?qū)⒃鯓痈淖儯?/p>

已知?

(MnO4-/Mn2+)=1.507V?

(Br2

/Br-)=1.066V?

(I2/I-)=0.5355V解：(1)在標準狀態(tài)下可用?

的大小進行比較。?值的相對大小次序為：?

(MnO4-/Mn2+)>?

(Br2/Br-)>?

(I2/I-)氧化性的強弱次序：MnO4->Br2>I2MnO4-是最強的氧化劑，I-是最強的還原劑。(2)

pH=5.0時,計算得(MnO4ˉ/Mn2+)=1.034V。此時電極電勢相對大小次序為：?

(Br2/Br-)>

(MnO4-/Mn2+)>

?(I2/I-)氧化性的強弱次序：Br2>MnO4->I22、氧化還原反應(yīng)方向的判斷根據(jù)電動勢與電池反應(yīng)自由能變化的關(guān)系，可知：只要作為正極的電極電勢代數(shù)值大于作為負極的電極電勢代數(shù)值時，即：(正)＞

(負)時，就能滿足電池反應(yīng)正向自發(fā)進行的條件。因此，可用電動勢E或

判斷反應(yīng)方向（P156-13題）

E>0即ΔG<0反應(yīng)正向自發(fā)

E=0即ΔG=0反應(yīng)處于平衡狀態(tài)

E<0即ΔG>0反應(yīng)正向非自發(fā)(逆過程可自發(fā)）例5

試判斷以下反應(yīng)（P157-17題）在H＋濃度為1.00×10－5moldm-3溶液中進行時的方向(其余物質(zhì)處于標準態(tài))。2Mn2++5Cl2+8H2O2MnO4-+16H++10Cl-介質(zhì)(H+濃度)對該反應(yīng)影響很大，當c(H+)＝10-5moldm-3時，其它物質(zhì)處于標準狀態(tài)，根據(jù)能斯特方程式計算可得：

解:若用標準電極電勢作為判據(jù)，φ?

(MnO4–/Mn2+)

(1.507V)>

φ?

(Cl2/Cl-)

(1.358V)，似乎氧化態(tài)物質(zhì)Cl2與還原態(tài)物質(zhì)Mn2+

不能發(fā)生反應(yīng)。

兩半反應(yīng)式為：

Cl2+2e-=2Cl－Mn2++4H2O=MnO4－

+8H++5e－

=1.034

V

可見,c(H+)對φ(Cl2/Clˉ)無影響，對φ(MnO4－/Mn2+)有重大影響。顯然，(正)＞

(負)，E>0即ΔG<0反應(yīng)正向自發(fā)3、氧化還原反應(yīng)進行程度的衡量氧化還原反應(yīng)進行的程度也就是氧化還原反應(yīng)在達到平衡時，生成物相對濃度與反應(yīng)物相對濃度之比，可由氧化還原反應(yīng)標準平衡常數(shù)K?

的大小來衡量。P157-19題解：先設(shè)想按上述氧化還原反應(yīng)所組成的一個標準條件下的原電池：負極

Cu(s)＝Cu2+(aq)＋2e-

?

(Cu2+/Cu)＝0.3419V

正極

2Ag+(aq)＋2e-＝2Ag(s)

?

(Ag＋/Ag)＝0.7996V

例6

計算下列反應(yīng)在298.15K時的標準平衡常數(shù)K?。Cu(s)＋2Ag+(aq)Cu2+(aq)＋2Ag(s)

P157-23題上述結(jié)果表明：該反應(yīng)進行的程度是相當徹底的。但實際情況如何，還要涉及到反應(yīng)速率問題。=0.7996V-0.3419V=0.4577V

E

?

=?

(正極)-?

(負極)可求出根據(jù)公式：

K

=3.0×1015

得:本章小結(jié)電極電勢電極與電解質(zhì)溶液接觸時產(chǎn)生的電勢稱為電極電勢。標準電極電勢是以標準氫電極的電極電勢為0時的相對值。

原電池的電動勢與電池反應(yīng)的摩爾吉布斯函數(shù)變ΔrGm=–nFE及ΔrGm?

=–nFE?

原電池自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)可以組成原電池，并將化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋Ｘ摌O上還原劑失電子進行氧化反應(yīng)，正極上氧化劑得電子進行還原反應(yīng)。半反應(yīng)式中氧化態(tài)和相應(yīng)的還原態(tài)物質(zhì)組成電極，又稱為氧化還原電對，如Cu2+/Cu。原電池可用圖式表示，例如(-)Zn|Zn2+Fe2+，F(xiàn)e3+|Pt(+)。本章小結(jié)（續(xù)）氧化劑和還原劑相對強弱的比較電極電勢代數(shù)值越小，則該電對中的還原態(tài)物質(zhì)是越強的還原劑；電極電勢代數(shù)值越大，則該電對中的氧化態(tài)物質(zhì)是越強的氧化劑。濃度的影響和電動勢的能斯特方程式對于電池反應(yīng)aA(aq)+bB(aq)=gG(aq)+dD(aq)，在298.15K時的電動勢為電極電勢的能斯特方程式對于電極反應(yīng)：a(氧化態(tài))+neˉ=b(還原態(tài))，在298.15K時的電極電勢：V本章小結(jié)（續(xù)）氧化還原反應(yīng)方向的判斷電極電勢代數(shù)值較大的氧化態(tài)物質(zhì)與較小的還原態(tài)物質(zhì)之間發(fā)生的氧化還原反應(yīng)能自發(fā)進行。即φ(正)＞φ(負)，相當于ΔrGm＜0。化學電池化學電池是利用自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)將化學能轉(zhuǎn)換為電能的裝置。可以分為一次電池、二次電池和連續(xù)電池等。燃料電池是通過電池的形式將燃燒能轉(zhuǎn)化為電能的一種裝置。

氧化還原反應(yīng)進行程度的衡量氧化還原反應(yīng)的程度可由標準平衡常數(shù)Kθ的大小來評價。在298.15K時，5.1.1

波函數(shù)1.光（微觀粒子）的波粒二象性20世紀初，愛因斯坦提出了質(zhì)能轉(zhuǎn)換關(guān)系：

E=mc2光具有動量和波長，也即光具有波粒二象性。由于E=hv,c=vhv=mc2=mcv所以

=h/mv=h/p式中，為粒子波的波長；h為普朗克常數(shù):h=6.62610-34J·sˉ1

，m為粒子的質(zhì)量，

v為粒子的速率，p為粒子的動量。

波函數(shù)

=n,l,m(r,,)n,l

和m的取值必須使波函數(shù)合理(單值并且歸一)。結(jié)果如下n：非零正整數(shù)；

l

：0到(n

–1)之間的整數(shù)；

m：0到±l之間的整數(shù)。由于上述參數(shù)的取值是非連續(xù)的,故被稱為量子數(shù)。Ψ

波函數(shù)（空間坐標r,,的函數(shù)）：描述核外電子運動狀態(tài)的數(shù)學表達式原子軌道：波函數(shù)的空間圖像。原子軌道的數(shù)學表達式就是波函數(shù)(1)主量子數(shù)

n：電子離核遠近n

的取值：n=1，2，3，…量子數(shù)n=1，2，3，4,···對應(yīng)于電子層K，L，M，N,···(2)角量子數(shù)l：原子軌道形狀l的取值：l=0,1,2,3,···,(n–1)l=0,1,2,3的原子軌道習慣上分別稱為s、p、d、f軌道。(3)磁量子數(shù)m：原子軌道空間取向

m

的取值:m=0,1,2,···l,共可取2l+1個值確定原子軌道的伸展方向P205-2、3、4題d軌道,m=-2,-1,0,+1,+2有五個伸展方向(4)自旋量子數(shù)ms

用波函數(shù)Ψn,l,m描述原子中電子的運動,習慣上稱為軌道運動,它由n,l,m三個量子數(shù)所規(guī)定,電子還有自旋運動，因而產(chǎn)生磁矩，電子自旋磁矩只有兩個方向。因此，自旋量子數(shù)的取值僅有兩個，分別為+1/2和-1/2，也常形象地表示為和。Electronspinvisualized原子軌道的角度分布圖5.2.2

核外電子分布原理與方式原子核外電子的分布要服從以下規(guī)則：

泡里不相容原理：在同一個原子中,不允許兩個電子的四個量子數(shù)完全相同。即，同一個原子軌道最多只能容納兩個電子，且自旋相反。

能量最低原理：核外電子在原子軌道上的排布，必須盡量占據(jù)能量最低的軌道。

洪德規(guī)則：當電子在n,l相同的數(shù)個等價軌道上分布時，每個電子盡可能占據(jù)磁量子數(shù)不同的軌道且自旋平行。當相同能量的軌道為全充滿或半充滿的狀態(tài)時，能量較低。能級分組(n+0.7l)能級組能級組中的原子軌道元素數(shù)目周期數(shù)1.x11s212.x22s2p823.x33s3p834.x44s3d4p1845.x55s4d5p1856.x66s4f5d6p3267.x77s5f6d(未滿）未滿7把(n+0.7l)值的整數(shù)位相同的能級分為一組，得到如下表所示的能級分組。附表5.1能級分組例5.1

碳原子(1s22s22p2)的兩個p電子在三個能量相同的2p軌道上如何分布？例5.2

寫出Z=24的鉻元素的電子排布式思考：29號元素的的電子排布式如何？1s22s22p63s23p63d104s1外層電子的排布式，稱為特征電子構(gòu)型P207-8例5.3寫出26Fe原子的核外電子分布式和特征電子構(gòu)型以及Fe3+離子的特征電子構(gòu)型。元素周期表分區(qū)P205-7207-31s2ns2np1-6P區(qū)元素ns1-2s區(qū)元素(n-1)d1-8ns2d區(qū)元素(n-1)d10

ns1-2ds區(qū)

元素(n-2)f1-14ns2f

區(qū)元素附圖5.6元素分區(qū)原子半徑電離能化學鍵化學鍵可分為離子鍵、金屬鍵和共價鍵三種。離子鍵的本質(zhì)：異號離子之間的靜電引力。離子鍵的特征：沒有方向性，沒有飽和性。金屬鍵的本質(zhì)：金屬離子與自由電子之間的庫侖引力。金屬鍵的特點：沒有方向性，沒有飽和性共價鍵是兩個原子共用成鍵電子對形成的，成鍵電子對可以由兩個原子共同提供，也可以由一個原子單獨提供（后者習慣上稱為配位鍵）思考：NaCl晶體中鈉離子與氯離子之間、金屬銅中銅原子與銅原子之間，H2O中氫原子與氧原子之間各有什么鍵？答：NaCl晶體中鈉離子與氯離子之間是離子鍵；金屬銅中銅與銅之間是金屬鍵，在水中，H2O分子中H原子與O原子之間存在共價鍵，H2O間存在分子間作用力和氫鍵。共價鍵的特性P205-10

共價鍵具有方向性+++++除s

軌道外，其它原子軌道均有方向性，要取得最大程度的重疊，成鍵的兩個軌道必須在有利的方向上。

共價鍵具有飽和性共價鍵的數(shù)目取決于成鍵原子所擁有的未成對電子的數(shù)目。+附圖5.11共價鍵方向性附圖5.12共價鍵飽和性

共價鍵理論價鍵理論和分子軌道理論。價鍵理論（鍵和鍵）根據(jù)原子軌道不同的疊合方式，共價鍵可以分為鍵和鍵等。鍵——原子軌道重疊部分沿著鍵軸呈圓柱形對稱，即原子軌道以“頭碰頭”方式重疊。s軌道總形成鍵，p軌道間只形成一個鍵。鍵——原子軌道重疊部分對于通過鍵軸的一個平面呈鏡面反對稱，即原子軌道以“肩并肩”方式重疊。鍵中原子軌道的重疊程度較小，因此鍵的強度一般不及鍵。鍵鍵圖5.15s鍵和p鍵重疊方式示意圖圖5.16氮分子中三鍵示意圖5.

分子軌道理論當原子形成分子后，電子不再局限于原來的原子軌道，而是屬于整個分子的分子軌道。

分子軌道由組成分子的原子軌道組合產(chǎn)生，組合前后軌道總數(shù)不變。

組合前后系統(tǒng)的總能量不變

組合前原子軌道中所有的電子在組合分子軌道中重新分布，分布法則與電子在原子軌道中的排布類似。分子的空間構(gòu)型和雜化軌道理論2)

雜化軌道的應(yīng)用sp雜化這些元素的特征電子構(gòu)型為ns2，按照價鍵理論，它們不能形成共價鍵。雜化軌道理論認為，s軌道上的一個電子可以激發(fā)到p軌道上(所需的能量由成鍵后釋放的能量補償)，從而進行sp雜化形成2個等性sp雜化軌道。sp雜化軌道成鍵特征：圖5.18sp雜化軌道兩個sp雜化軌道的夾角為180°，分子空間構(gòu)型為直線型。例如BeCl2,HgCl2,CO2,HC≡CH等雜化軌道的應(yīng)用（續(xù)）sp2雜化在BCl3分子中，B原子的一個s軌道和兩個p軌道可以進行sp2雜化，形成3個等性sp2雜化軌道。三個軌道間的夾角為120°。附圖5.15

sp2雜化軌道sp2雜化軌道成鍵特征：三個鍵處在同一個平面上，鍵角為120°。sp2雜化軌道例子BX3,AlCl3,H2C=CH2BCl3和CH2CH2的空間構(gòu)型雜化軌道的應(yīng)用(續(xù))等性sp3雜化甲烷分子中C原子的一個s軌道和3個p軌道可以進行sp3雜化，形成4個等性sp3雜化軌道。4個軌道間的夾角為109o28'。每個鍵中，s成分占1/4，p成分占3/4。sp3雜化軌道成鍵特征：4個鍵指向正四面體的四個頂點，鍵角為109°28'。例如：CH4,CX4,C(金剛石),SiC等。附圖5.16

sp3雜化軌道甲烷的空間構(gòu)型雜化軌道的應(yīng)用(續(xù))P205-11sp3不等性雜化氨分子中N原子可以進行sp3雜化形成不等性sp3雜化軌道。N原子不等性sp3雜化軌道成鍵特征：其中有一個雜化軌道含有一對電子(孤對電子)，含孤對電子的軌道因內(nèi)部斥力較大而較胖，因此壓迫另3個軌道使鍵角小于109°28'。O原子和S原子也能進行不等性sp3雜化圖5.21NH3和H2O分子的空間構(gòu)型示意圖5.3.3

分子間相互作用力范德華力包含：取向力、誘導(dǎo)力和色散力分子間作用力：分子間作用包括范德華力、氫鍵、疏水作用等，比化學鍵要弱得多。范德華力存在于所有分子中。范德華力的特點：永遠存在于分子間的弱相互作用；短程力沒有方向性、沒有飽和性以色散力為主分子間作用力的應(yīng)用示例P206-14例：鹵素單質(zhì)和鹵化氫的沸點(°C)如下：說明理由。

鹵素單質(zhì)：F2：-219.62；Cl2：-34.6；Br2：58.78；I2：184.35。

鹵化氫：HF：19.5；HCl：-84.1；HBr：-67；HI：-35。解：鹵素單質(zhì)的分子間力是色散力，從大到小的順序為：I2,Br2,Cl2,F2，因此沸點從高到低的順序也是I2,Br2,Cl2,F2，鹵化氫是極性分子，除色散力外還有取向力和誘導(dǎo)力，但色散力是主要的。范德華力從高到低的順序應(yīng)是HI,HBr,HCl,HF，但由于HF中存在氫鍵，因此HF的沸點意外地高。附圖5.19氫鍵對氫化物沸點的影響晶體根據(jù)晶體點陣點上粒子間的相互作用力，可以分為：

離子晶體

點陣點上的物質(zhì)微粒是正、負離子，粒子之間作用力是離子鍵力。

原子晶體

點陣點上的物質(zhì)微粒是原子，微粒之間的作用力是共價鍵，

金屬晶體

點陣點上的物質(zhì)微粒是金屬離子，微粒之間作用力是金屬鍵，

分子晶體

點陣點上的物質(zhì)微粒是分子，微粒之間作用力是分子間力。固體物質(zhì)可以分為晶體和非晶體兩類。晶體中物質(zhì)微粒(分子、原子或離子)按一定的周期性和對稱性排列。高分子化合物（高分子、高聚物或聚合物）的分子比低分子化合物的分子要大很多。通常低分子有機化合物的相對分子質(zhì)量在1000以下，而高分子化合物的相對分子質(zhì)量在1萬以上，有的可達上千萬。

高分子化合物的基本特征：相對分子質(zhì)量大。

7.1.1高分子化合物的定義7.1高分子化合物概述高分子化合物的相對分子質(zhì)量雖然很大，但其化學組成一般卻比較簡單。例

聚氯乙烯的分子是由許多氯乙烯結(jié)合而成：

單體聚合度聚合度重復(fù)單元*平均聚合度n×鏈節(jié)的式量=高聚物的平均相對分子質(zhì)量簡寫：重復(fù)單元單體——聚合成高分子化合物的低分子化合物重復(fù)單元——組成高分子鏈的重復(fù)結(jié)構(gòu)單元聚合度——高分子鏈所含鏈節(jié)的數(shù)目（2）高分子化合物組成簡單，相對分子質(zhì)量大，具有“多分散性”。是多分子的混合物。

（1）高分子的分子鏈有許多重復(fù)單元通過共價單鍵連接在一起，因此高分子的分子鏈具有一定的柔性，分子鏈一般可以在三維空間進行旋轉(zhuǎn)，分子鏈的形狀隨時間而發(fā)生變化。（4）高分子的聚集態(tài)可以是結(jié)晶態(tài)或無定型態(tài)。高分子的結(jié)晶態(tài)的有序度要小于小分子晶體的有序度，但無定型態(tài)的有序度要大于非晶態(tài)小分子的有序度。

（3）高分子化合物在常溫常壓下主要以固態(tài)或液態(tài)存在，并無氣態(tài)高分子。7.1.2高分子的一般結(jié)構(gòu)特點（2）按主鏈結(jié)構(gòu)分類（1）按物理分類線型高分子、支鏈高分子和交聯(lián)高分子。①碳鏈聚合物

主鏈完全由碳原子組成。如聚乙烯：②雜鏈聚合物主鏈除碳原子外，還含有氧、氮、硫等雜原子。如聚己二酰己二胺（尼龍-66）：7.1.3高分子的分類③元素有機聚合物主鏈由硅、硼、鋁與氧、氮、硫、磷等組成，側(cè)鏈是有機基團。如聚二甲基硅氧烷：（3）按性能和用途分類塑料、纖維、橡膠、黏膠劑和涂料等。（4）按功能分類光電高分子、生物醫(yī)用高分子、導(dǎo)電高分子和離子交換樹脂等。聚合反應(yīng)

7.2.1高分子聚合反應(yīng)的分類加成聚合反應(yīng)（加聚反應(yīng)）

聚合反應(yīng)——由小分子單體合成高分子的反應(yīng)縮合聚合反應(yīng)（縮聚反應(yīng)）7.2高分子的合成加聚反應(yīng)由一種單體經(jīng)加聚反應(yīng)而合成的產(chǎn)物，分子鏈中只包含一種單體構(gòu)成的鏈節(jié)的聚合反應(yīng)由兩種或兩種以上單體同時進行聚合，生成的聚合物含有多種單體構(gòu)成的鏈節(jié)的聚合反應(yīng)共聚物往往可兼具兩種或兩種以上均聚物的一些優(yōu)異性能，因此通過共聚方法可以改善產(chǎn)品的性能。

加聚反應(yīng)——單體因加成而聚合起來的反應(yīng)。均聚反應(yīng)共聚反應(yīng)1．加聚反應(yīng)縮聚反應(yīng)——由一種或多種單體相互縮合生成高分子的反應(yīng)，其主要產(chǎn)物稱為縮聚物?？s聚反應(yīng)往往是官能團間反應(yīng)，除縮聚物外，還有水、醇、氨或氯化氫等低分子副產(chǎn)物。例如癸二酸和己二胺合成尼龍-610的反應(yīng)：

2．縮聚反應(yīng)高聚物溶解的兩個階段：溶脹溶劑分子滲入高聚物內(nèi)部，使高分子鏈間產(chǎn)生松動，并通過溶劑化使高聚物膨脹成凝膠狀。

溶解高分子鏈從凝膠表面分散進入溶劑中，溶解形成均一的溶液。

高分子溶解于溶劑中形成的均相混合物稱為高分子溶液。一般線型（包括帶支鏈）的高聚物，在適當?shù)娜軇┲谐？梢匀芙狻Ｈ缇郾揭蚁ú噬婢撸┛扇苡诒交蚣妆?，有機玻璃（繪圖直尺）可溶于氯仿或丙酮。但體型高聚時，通常只發(fā)生溶脹而不能溶解。3.高分子溶液溶劑選擇的原則是“相似相溶”，極性大的高聚物選用極性大的溶劑；極性小的高聚物選用極性小的溶劑。例如，未硫化的天然橡膠是弱極性的，可溶于汽油、苯、甲苯等非極性或弱極性溶劑中。

高分子的濃溶液通常指高分子的濃度很高，一般大于10%。典型的例子有紡絲液，其濃度在15%-40%，用于紡絲制備纖維；凝膠和凍膠，這時高分子溶液已經(jīng)失去了流動性，一般濃度高達30%-40%，如加了增塑劑的高分子、果凍等。

相對分子質(zhì)量大的高聚物，鏈間作用力大，不利于其溶解。

1.單體是指聚合成高分子化合物的低分子化合物，重復(fù)單元是組成高分子鏈的重復(fù)結(jié)構(gòu)單元，高聚物的平均相對分子質(zhì)量等于鏈節(jié)式量乘以平均聚合度。2.

高分子合成反應(yīng)包括加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)。高分子改性方法大體上可分為化學法與物理化學法兩大類。

3.

高分子化合物的聚集態(tài)只有液態(tài)和固態(tài)，固態(tài)高聚物又分為結(jié)晶態(tài)和非晶態(tài)。高分子按分子鏈結(jié)構(gòu)的不同可以分為線型高分子、支鏈高分子和體型高分子。線型非晶態(tài)高分子隨溫度的升高可呈現(xiàn)為玻璃態(tài)、高彈態(tài)和黏流態(tài)。4.

日常生活中使用的高分子材料中，塑料是三大合成材料之首。橡膠分為天然橡膠和合成橡膠。纖維分為天然纖維和合成纖維。三大合成材料是指塑料、合成橡膠和合成纖維。

氨基酸是蛋白質(zhì)水解的最終產(chǎn)物。

由蛋白質(zhì)水解得到的氨基酸有20種。

蛋白質(zhì)水解得到的氨基酸都是屬于α-氨基酸，可用如下通式表示：20種天然氨基酸

不同的氨基酸僅僅是R基團部分有所不同。α8.1.1氨基酸除甘氨酸外，其余19種氨基酸的α-碳原子都與4個不相同的基團相連。這種結(jié)構(gòu)的的化合物在空間有兩種不同的排布：這兩種不同排布的化合物不能重疊，它們之間的關(guān)系就像實物和鏡像、左手和右手的關(guān)系：氨基酸的手性☆這種由于基團在空間的排列方式不同引起的異構(gòu)稱為構(gòu)型異構(gòu)?！钸@種與4個不同基團相連的碳原子稱為不對稱碳原子，通常用*C表示：**☆這種實物和鏡像不能重疊的分子稱為手性分子或不對稱分子，兩者稱為一對對映體，其中一個為R-型，另一個為S-型。a>b>c>da,b,c順時針排列，手性碳原子構(gòu)型為Ra,b,c逆時針排列，手性碳原子構(gòu)型為S肽是氨基酸分子間通過肽鍵相連的一類化合物。由二個氨基酸縮合而成的叫二肽，由三個氨基酸縮合而成的叫三肽，由較多的氨基酸縮合而成的叫多肽。二肽8.1.2多肽肽鍵為了表示其不同層次的結(jié)構(gòu)，常將蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)分為一級結(jié)構(gòu)、二級結(jié)構(gòu)、三級結(jié)構(gòu)和四級結(jié)構(gòu)。但小分子蛋白質(zhì)與大分子多肽之間不存在絕對嚴格的分界線?，F(xiàn)在還認為多肽一般沒有嚴密并相對穩(wěn)定的空間結(jié)構(gòu)，即其空間結(jié)構(gòu)比較易變，具有可塑性；而蛋白質(zhì)分子具有相對嚴密，比較穩(wěn)定的空間結(jié)構(gòu)，這也是蛋白質(zhì)發(fā)揮生物功能的基礎(chǔ)，因此一般將胰島素（牛胰島素相對分子質(zhì)量為5733）劃歸為蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)與多肽均是氨基酸的多聚物，通常將相對分子質(zhì)量在10000以上的稱為蛋白質(zhì)，10000以下的稱為多肽。蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)是指多肽鏈的主鏈骨架中若干肽段在空間的伸展方式。維系主鏈構(gòu)象穩(wěn)定的最主要因素是主鏈的羰基和亞氨基之間所形成的氫鍵：蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)最重要的是α-螺旋和β-折疊，還有β-轉(zhuǎn)角和無規(guī)卷曲等。（1）蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)在α-螺旋結(jié)構(gòu)中，

多肽鏈中各肽鍵平面通過α-碳原子的旋轉(zhuǎn)，圍繞中心軸形成一種緊密螺旋盤曲構(gòu)象。絕大多數(shù)蛋白質(zhì)分子中所存在的α-螺旋幾乎都是右手

螺旋。α-螺旋結(jié)構(gòu)α-螺旋其結(jié)構(gòu)特點如下：肽鏈呈螺旋上升，每相隔3.6個氨基酸殘基上升1圈，每個氨基酸殘基繞軸旋轉(zhuǎn)100°，沿軸向升高0.15nm，故螺距約為0.54nm；核酸嘌呤堿嘧啶堿脫氧核糖核糖有機堿戊糖核苷酸水解核苷磷酸水解8.2.1核酸的組成含氮有機堿

核酸組成酸H3PO4H3PO4

嘌呤堿

嘧啶堿

D-2-脫氧核糖D-核糖腺嘌呤(A)鳥嘌呤(G)

胞嘧啶(C)尿嘧啶(U)胞嘧啶(C)胸腺嘧啶(T)腺嘌呤(A)鳥嘌呤(G)DNARNA戊醛糖DNA和RNA的組成單元一條鏈上