基礎(chǔ)無(wú)機(jī)化學(xué)部分

基礎(chǔ)無(wú)機(jī)化學(xué)部分第1頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第一篇化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)

第一章化學(xué)反應(yīng)

1

化學(xué)反應(yīng)速度和化學(xué)平衡

1.1

化學(xué)反應(yīng)速率

1.2影響速度的因素

1.3化學(xué)平衡

1.4平衡常數(shù)

1.5化學(xué)平衡移動(dòng)第2頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期一1化學(xué)反應(yīng)速度和化學(xué)平衡

1.1化學(xué)反應(yīng)的平均速度

H2與O2具有生成H2O的強(qiáng)烈趨勢(shì),但室溫下氣體混合物放置1萬(wàn)年仍看不出生成H2O的跡象。如果點(diǎn)燃那么就會(huì)發(fā)生爆炸。為了利用這個(gè)反應(yīng)釋放的巨大能量,就必須提供適當(dāng)?shù)膭?dòng)力學(xué)條件。因此，化學(xué)動(dòng)力學(xué)研究還在于其實(shí)第3頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期一定義反應(yīng)速率(反應(yīng)比率)是指給定條件下反應(yīng)物通過(guò)化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的速率，常用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或者產(chǎn)物濃度的增加來(lái)表示。濃度常用moldm–3，時(shí)間常用s，min，h，d，y。反應(yīng)速率又分為平均速率（平均比率）和瞬時(shí)速率（瞬間比率）兩種表示方法。第4頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期一▲實(shí)際工作中如何選擇，往往取決于哪一種物質(zhì)更易通過(guò)實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)其濃度變化?！俾史匠滔嗤?，但各自的k不同。aA+bByY+zZ對(duì)于一般的化學(xué)反應(yīng)：第5頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期一反應(yīng)2W+XY+Z哪種速率表達(dá)式是正確的？第6頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期一1.2影響化學(xué)反應(yīng)速度的因素（濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑）

1.2.1濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響:反應(yīng)速率∝碰撞次數(shù)∝反應(yīng)物濃度

在溫度恒定情況下,增加反應(yīng)物的濃度可以增大反應(yīng)速率。

用來(lái)表示反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度之間定量的關(guān)系式叫速率方程(比率相等)又叫速率定律(比率定律)。第7頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期一反應(yīng)物分子在有效碰撞中一步直接轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的反應(yīng)稱(chēng)為元反應(yīng)（初步的反應(yīng)）。對(duì)元反應(yīng)A+B→產(chǎn)物v∝c(A)v∝c(B)v∝c(A)c(B)即v=k

c(A)c(B)或v=kc

2(A)(A=B)對(duì)一般元反應(yīng)，則v=k

ca(A)c

b(B)‥·(質(zhì)量作用定律）k為速率常數(shù)(比率常數(shù))：▲與T有關(guān)，與c無(wú)關(guān)▲濃度均為單位濃度時(shí)，則稱(chēng)為比速率，k大v就大▲n=a+b+‥·(反應(yīng)級(jí)數(shù))▲用不同物種的濃度表示v時(shí)，k值也不同(1)元反應(yīng)的速率方程第8頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期一1.2.2壓力對(duì)反應(yīng)速度的影響

N2+3H2=2NH3V＝K[N2]×[H2]3第9頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期一1.2.3溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響范特霍夫規(guī)則：溫度每升高10度，化學(xué)反應(yīng)速度大約增加1－3倍（這是個(gè)近似規(guī)則）第10頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期一1.2.4催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響催化劑:存在少量就能加快反應(yīng)而本身最后并無(wú)損耗的物質(zhì)催化作用的特點(diǎn)：●只能對(duì)熱力學(xué)上可能發(fā)生的反應(yīng)起作用●通過(guò)改變反應(yīng)途徑以縮短達(dá)到平衡的時(shí)間●只有在特定的條件下催化劑才能表現(xiàn)活性●通過(guò)改變催化劑可以改變反應(yīng)方向(1)催化劑與催化作用第11頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期一1889年Arrhenius提出了k與T之間的定量關(guān)系:由Arrhenius方程可定義Ea:則總結(jié)Arrhenius方程若已知T1,k1,T2,k2,可求出Ea求出Ea后,可用內(nèi)插法或外推法求算指定溫度下的k值。第12頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期一1.3化學(xué)平衡

可逆反應(yīng)

平衡的特征第13頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期一1.4化學(xué)平衡常數(shù)及反應(yīng)商

在一定溫度下,可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),生成物濃度冪的連乘積與反應(yīng)物濃度冪的連乘積之比,是一個(gè)常數(shù),冪指數(shù)為化學(xué)計(jì)量數(shù).

第14頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期一對(duì)于一般可逆反應(yīng)：aA+bB——gG+hH

平衡時(shí),K是平衡常數(shù)。K稱(chēng)為經(jīng)驗(yàn)平衡常數(shù).

第15頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期一1.5化學(xué)平衡移動(dòng)(濃度，壓力，溫度）

化學(xué)平衡是有條件的.在一定條件下建立的平衡,當(dāng)條件發(fā)生變化時(shí)將被破壞,從平衡態(tài)變?yōu)椴黄胶鈶B(tài).之后,在改變了的條件下,反應(yīng)再度平衡.這種過(guò)程稱(chēng)為化學(xué)平衡的移動(dòng).

導(dǎo)致平衡移動(dòng)的原因,可以從反應(yīng)商和平衡常數(shù)兩個(gè)方面去考慮.例如,某反應(yīng):達(dá)到平衡,

此時(shí),有Q=K,v+=V-當(dāng)體系加入A,Q的分母增大,Q變小,導(dǎo)致Q<K,反應(yīng)向右進(jìn)行.過(guò)一段時(shí)間,又達(dá)到平衡,即平衡右移.

第16頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期一1.5.1濃度改變濃度將使平衡移動(dòng),增加一種反應(yīng)物的濃度,可使另一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率提高.這是工業(yè)上一項(xiàng)重要措施.第17頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期一1.5.2壓強(qiáng)、對(duì)于有氣體參加的反應(yīng),壓強(qiáng)的改變可能對(duì)平衡有影響.例如,某溫度下,反應(yīng)N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)達(dá)到平衡,有:

現(xiàn)將體系的總壓擴(kuò)大2倍,試判斷平衡移動(dòng)的方向.

總壓增大時(shí),Qp將如何變化,是關(guān)鍵問(wèn)題.Pi=P總xi,xi不變,P總擴(kuò)大2倍,Pi將擴(kuò)大2倍.故:

即Qp<Kp平衡右移。

這與我們熟知的結(jié)論,增大壓強(qiáng)平衡向氣體分子數(shù)少的方向移動(dòng)相一致.體積變化可以歸結(jié)為濃度或壓強(qiáng)變化的影響.若將各種因素綜合起來(lái)考慮問(wèn)題,就必須學(xué)會(huì)用Q與K的關(guān)系來(lái)推理.

第18頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期一LeChatelier原理:

如果對(duì)平衡施加一種作用,則平衡向著使這一種作用減小的方向移動(dòng).

第19頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期一溫度影響NO＋O22NO2+112.64KJ溫度升高溫度降低第20頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期一化學(xué)反應(yīng)德類(lèi)型2.1中和酸+堿--------鹽+水

1.鹽酸和燒堿起反應(yīng)：HCl+NaOH====NaCl+H2O

2.鹽酸和氫氧化鉀反應(yīng)：HCl+KOH====KCl+H2O

3.鹽酸和氫氧化銅反應(yīng)：2HCl+Cu(OH)2====CuCl2+2H2O

4.鹽酸和氫氧化鈣反應(yīng)：2HCl+Ca(OH)2====CaCl2+2H2O

5.鹽酸和氫氧化鐵反應(yīng)：3HCl+Fe(OH)3====FeCl3+3H2O

6.氫氧化鋁藥物治療胃酸過(guò)多：3HCl+Al(OH)3====AlCl3+3H2O

7.硫酸和燒堿反應(yīng)：H2SO4+2NaOH====Na2SO4+2H2O

8.硫酸和氫氧化鉀反應(yīng)：H2SO4+2KOH====K2SO4+2H2O

9.硫酸和氫氧化銅反應(yīng)：H2SO4+Cu(OH)2====CuSO4+2H2O

10.硫酸和氫氧化鐵反應(yīng)：3H2SO4+2Fe(OH)3====Fe2(SO4)3+6H2O

11.硝酸和燒堿反應(yīng)：HNO3+NaOH====NaNO3+H2O第21頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期一實(shí)質(zhì):H++OH-H2O廣義的酸堿理論能夠融合以下反應(yīng)第22頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期一酸性氧化物+堿--------鹽+水

1.苛性鈉暴露在空氣中變質(zhì)：2NaOH+CO2====Na2CO3+H2O

2.苛性鈉吸收二氧化硫氣體：2NaOH+SO2====Na2SO3+H2O

3.苛性鈉吸收三氧化硫氣體：2NaOH+SO3====Na2SO4+H2O

第23頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期一堿性氧化物+酸--------鹽+水

1.氧化鐵和稀鹽酸反應(yīng)：Fe2O3+6HCl===2FeCl3+3H2O

2.氧化銅和稀硫酸反應(yīng)：CuO+H2SO4====CuSO4+H2O

3.氧化鎂和稀硫酸反應(yīng)：MgO+H2SO4====MgSO4+H2O

4.氧化鈣和稀鹽酸反應(yīng)：CaO+2HCl====CaCl2+H2O第24頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期一酸+鹽--------另一種酸+另一種鹽

1．大理石與稀鹽酸反應(yīng)：CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑

2．碳酸鈉與稀鹽酸反應(yīng):Na2CO3+2HCl===2NaCl+H2O+CO2↑

3．碳酸鎂與稀鹽酸反應(yīng):MgCO3+2HCl===MgCl2+H2O+CO2↑

堿+鹽--------另一種堿+另一種鹽

1．氫氧化鈉與硫酸銅：2NaOH+CuSO4====Cu(OH)2↓+Na2SO4

2．氫氧化鈉與氯化鐵：3NaOH+FeCl3====Fe(OH)3↓+3NaCl

3．氫氧化鈉與氯化鎂：2NaOH+MgCl2====Mg(OH)2↓+2NaCl

鹽+鹽-----兩種新鹽

1．氯化鈉溶液和硝酸銀溶液：NaCl+AgNO3====AgCl↓+NaNO3

2．硫酸鈉和氯化鋇：Na2SO4+BaCl2====BaSO4↓+2NaCl

其它反應(yīng)：

1．二氧化碳溶解于水：CO2+H2O===H2CO3

2．生石灰溶于水：CaO+H2O===Ca(OH)2

第25頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期一沉淀反應(yīng)2.1溶度積原理2.1.1溶度積常數(shù)2.1.2沉淀的生成和溶解2.1.3溶度積計(jì)算H2SO4+BaCl2====BaSO4↓+2HCl

Ca2++C2O42-===CaC2O4(s)第26頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期一氧化還原反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)前后氧化數(shù)是否發(fā)生變化分為氧化還原反應(yīng)(氧化數(shù)變化)和非氧化還原反應(yīng)(無(wú)變化)3.1實(shí)質(zhì):反應(yīng)物之間發(fā)生電子轉(zhuǎn)移,氧化數(shù)只是外觀(guān)形式失去電子的過(guò)程為氧化，得到電子的過(guò)程為還原2Na＋Cl2＝＝2NaCl3.2得電子的氧化劑（被還原）失電子為還原劑（被氧化）得電子為還原反應(yīng)失電子為氧化反應(yīng)第27頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期一3.3氧化性和還原性物質(zhì)具有獲得電子的能力叫氧化性。越易得電子物質(zhì)，氧化性越強(qiáng)，是較強(qiáng)得氧化劑；相反為較強(qiáng)的還原劑。常用的氧化劑：常用的還原劑：第28頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期一氧化還原反應(yīng)的類(lèi)型分子間：Fe＋CuCl2===FeCl2＋Cu分子內(nèi)：KClO3===KCl＋O2歧化：3NO3＋H2O===2HNO3+NO多種元素間的氧化還原反應(yīng)：FeS+4HNO===Fe(NO3)3+S+NO+2H2O第29頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期一氧化還原反應(yīng)的配平：總原則：得失電子數(shù)相等，兩邊的原子個(gè)數(shù)和種類(lèi)相同步驟：1找出氧化數(shù)發(fā)生變化的元素，找出氧化劑和還原劑2計(jì)算氧化數(shù)升高數(shù)值和氧化數(shù)降低數(shù)值3得失電子數(shù)相等4配平其他元素第30頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期一4配位反應(yīng)1定義

由中心原子(或離子)和幾個(gè)配體分子（或離子）以配位鍵相結(jié)合而形成的復(fù)雜分子或離子，通常稱(chēng)為配位單元。凡是含有配位單元的化合物都稱(chēng)做配位化合物，簡(jiǎn)稱(chēng)配合物，也叫絡(luò)合物。

,Ni(CO)4都是配位單元，分別稱(chēng)作配陽(yáng)離子、配陰離子、配分子。

[Co(NH3)6]Cl3,K3[Cr(CN)6],Ni(CO)4都是配位化合物。[Co(NH3)6][Cr(CN)6]也是配位化合物。判斷的關(guān)鍵在于是否含有配位單元。

第31頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2構(gòu)成

內(nèi)界是配位單元，外界是簡(jiǎn)單離子。

又如K3[Cr(CN)6]之中，內(nèi)界外界是K+?？梢詿o(wú)外界，如Ni(CO)4。但不能沒(méi)有內(nèi)界。內(nèi)外界之間是完全電離的。

內(nèi)界配位單元又由中心和配體構(gòu)成。中心：又稱(chēng)為配合物的形成體，多為金屬離子，尤其是過(guò)渡金屬離子。配體：經(jīng)常是陰離子或分子。第32頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期一3配位原子和配位數(shù)

配體中給出孤對(duì)電子與中心直接形成配位鍵的原子，叫配位原子。配位單元中，中心周?chē)c中心直接成鍵的配位原子的個(gè)數(shù)，叫配位數(shù)。

配位化合物[Co(NH3)6]Cl3的內(nèi)界為，中心的周?chē)?個(gè)配體NH3，每個(gè)NH3中有1個(gè)N原子與配位。N是配位原子，Co的配位數(shù)是6。注意：配體的個(gè)數(shù)與配位數(shù)不是同一個(gè)概念。

若中心的電荷高，半徑大，則利于形成高配位數(shù)的配位單元；而配體的電荷高，半徑大，利于低配位數(shù)。

第33頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期一[Co(NH3)5H2O]Cl3三氯化五氨·水合鈷(III)

Cu2[SiF6]六氟合硅(IV)酸亞銅

1在配合物中

先陰離子，后陽(yáng)離子，陰陽(yáng)離子之間加‘化’字或‘酸’字，配陰離子看成是酸根。

2在配位單元中

1°先配體后中心，配體與中心之間加‘合’字。

2°配體前面用二、三、四……表示該配體個(gè)數(shù)。

3°幾種不同的配體之間加‘·’隔開(kāi)。

4°中心后面加（），內(nèi)寫(xiě)羅馬數(shù)字表示中心的價(jià)態(tài)。

3配體的名稱(chēng)

第34頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第35頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期一4配體的先后順序

下述的每條規(guī)定均在其前一條的基礎(chǔ)上

1°先無(wú)機(jī)配體后有機(jī)配體

PtCl2(Ph3P)2

二氯·二(三苯基膦)合鉑(II)

2°先陰離子類(lèi)配體，后陽(yáng)離子類(lèi)配體，最后分子類(lèi)配體

。

K[PtCl3(NH3)]

三氯·氨合鉑(II)酸鉀

3°同類(lèi)配體中，按配位原子的元素符號(hào)在英文字母表中的

次序分出先后。

[Co(NH3)5H2O]Cl3

三氯化五氨·水合鈷(III)

4°配位原子相同，配體中原子個(gè)數(shù)少的在前

。

[Pt(Py)(NH3)(NO2)(NH2OH)]Cl

氯化硝基·氨·羥氨·吡啶合鈷(II)

5°配體中原子個(gè)數(shù)相同，則按和配位原子直接相連的配體

中的其它原子的元素符號(hào)的英文字母表次序，如

和

，

則在前

。

第36頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期一乙二胺H2N-CH2-CH2-NH2（表示為en），其中兩個(gè)氮原子經(jīng)常和同一個(gè)中心配位。象這種有兩個(gè)配位原子的配體通常稱(chēng)雙基配體(或雙齒配體)。

而乙二胺四乙酸(EDTA)，其中2個(gè)N，4個(gè)-OH中的O均可配位，稱(chēng)多基配體。

第37頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第二章溶液1溶液濃度及相關(guān)計(jì)算1.1百分比濃度質(zhì)量百分比濃度＝（溶質(zhì)的質(zhì)量÷溶液的質(zhì)量）╳100％體積百分比濃度＝（溶質(zhì)的體積÷溶液的體積）╳100％第38頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期一1.2物質(zhì)的量濃度1.2.1摩爾表示物質(zhì)的量國(guó)際基本單位基本微粒個(gè)數(shù)6.022×1023個(gè)時(shí)為一摩爾。符號(hào)為：mol，使用摩爾時(shí)基本微粒單元應(yīng)該指明。1.2.2摩爾質(zhì)量1摩爾物質(zhì)的質(zhì)量，單位g/mol物質(zhì)的質(zhì)量÷物質(zhì)的摩爾質(zhì)量＝物質(zhì)的量物質(zhì)的量濃度＝溶質(zhì)的物質(zhì)的量÷溶液的體積第39頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2電解質(zhì)溶液2.1電解質(zhì)和非電解質(zhì)2.1.1定義：2.1.2電解質(zhì)的電離第40頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2.2電離度2.2.1強(qiáng)弱電解質(zhì)2.2.2電離度

α

第41頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期一電離平衡3.1電離平衡和電離常數(shù)3.2電離度和電離常數(shù)的關(guān)系HAcH++Ac-C00C-CaCaCa第42頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期一3.3同離子效應(yīng)在弱電解質(zhì)溶液中，加入液弱電解質(zhì)具有相同離子的強(qiáng)電解質(zhì)，從而使弱電解質(zhì)的電離度降低的現(xiàn)象，叫做同離子效應(yīng)第43頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期一3.4水的電離和溶液的pH值水的離子積常數(shù)

式中的K稱(chēng)為水的離子積常數(shù)，經(jīng)常用Kw表示。

2

pH值和pOH值

pH表示-lg[H+]

pOH表示-lg[OH-]

因?yàn)閇H+][OH-]=1.0×10-14

所以pH+pOH=14

pH和pOH一般的取值范圍是1-14,但也有時(shí)超出,

如[H+]=10,則pH=-1第44頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期一4.3酸堿指示劑1指示劑的變色原理

能通過(guò)顏色變化指示溶液的酸堿性的物質(zhì)，如石蕊，酚酞，甲基橙等，稱(chēng)為酸堿指示劑。酸堿指示劑一般是弱的有機(jī)酸?，F(xiàn)以甲基橙為例，說(shuō)明指示劑的變色原理。甲基橙的電離平衡表示如下：

分子態(tài)HIn顯紅色，而酸根離子In-顯黃色。當(dāng)體