化學(xué)第一章資料

氣體、溶液和膠體分散系分散系分散系的基本概念分散系：一種或幾種物質(zhì)分散在另一種或領(lǐng)幾種物質(zhì)中所形成的系統(tǒng)稱為分散系統(tǒng)分散相：被分散的物質(zhì)，又稱分散質(zhì)分散介質(zhì)：起分散作用的物質(zhì)，又稱分散劑分散系的分類分散相分散介質(zhì)實例氣體液體泡沫（如滅火泡沫）液體液體乳狀液（如豆?jié){、牛奶、石油）固體液體懸濁液、溶膠（如泥漿）氣體固體浮石、泡沫塑料液體固體珍珠、某些寶石固體固體某些合金、有色玻璃氣體氣體空氣液體氣體霧固體氣體煙、塵※當(dāng)分散介質(zhì)為液體時，按分散相粒子直徑分類分散相粒子直徑分散系類型分散相粒子的性質(zhì)實例<1nm分子分散系均相，熱力學(xué)穩(wěn)定系統(tǒng)，分散相粒子的速率快，能通過濾紙也能通過半透膜生理鹽水、葡萄糖溶液1—100nm膠體分散系溶膠多相，熱力學(xué)不穩(wěn)定系統(tǒng)，分散相李艾的擴散速率極慢，能通過濾紙，但不能通過半透膜，在超顯微鏡下可以觀察到氫氧化鐵溶膠、硫溶膠、核酸溶液高分子化合物均相，熱力學(xué)穩(wěn)定系統(tǒng)，分散相粒子的擴散速率極慢，能通過濾紙，但不能通過半透膜，在超顯微鏡下可以觀察到你誰、豆?jié){、牛奶>100nm粗分散系多相，熱力學(xué)不穩(wěn)定系統(tǒng)，分散相粒子不發(fā)生擴散，不能通過半透膜，也不能通過濾紙，在普通顯微鏡下可觀察到，目測顯渾濁泥水、豆?jié){、牛奶※溶液可以是液相或者固相，如金屬合金是固態(tài)溶液※粗分散系可以分為懸濁液（固體小顆粒）和乳濁液（液體小液滴）、混合物和溶液的組成的表示方法混合物常用的組成方法B的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（二）B的體積分?jǐn)?shù)（三）B的質(zhì)量濃度ρB?mBV（五）B的濃度cB?nBV二、溶液的組成的表示方法（一）溶質(zhì)B的質(zhì)量摩爾濃度bB?nBm（二）溶質(zhì)B的摩爾比rB?nBn三、理想氣體的狀態(tài)方程式pV＝nRT道爾頓的分壓定律p第四節(jié)稀溶液的依數(shù)性溶液的性質(zhì)可以分為兩類：第一類性質(zhì)與溶質(zhì)的本性以及溶質(zhì)與溶劑的相互作用有關(guān)，如溶液的顏色、導(dǎo)電性、密度、粘度與體積等。第二類性質(zhì)之決定于溶質(zhì)的數(shù)目，而于溶質(zhì)的性質(zhì)幾乎無關(guān)，如難揮發(fā)電解質(zhì)稀溶液中溶劑的蒸氣壓下降、難揮發(fā)電解質(zhì)稀溶液的沸點升高、稀溶液的凝固點降低和稀溶液的滲透壓力等。一、液體的蒸氣壓當(dāng)水的蒸發(fā)速率與水蒸氣的凝聚速率相等時，水蒸氣與水達到平衡狀態(tài)，水面上方水蒸氣的物質(zhì)的量和液態(tài)水的物質(zhì)的量不再改變。此時，水面上方的水蒸氣成為飽和水蒸氣，飽和水蒸氣所產(chǎn)生的壓力稱為該溫度下水的飽和蒸氣壓。（受本性、溫度的影響）二、難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液蒸氣壓下降法國化學(xué)家拉烏爾定律表達式PA=PA*xA（PA?p三、難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的沸點升高純?nèi)軇┑姆悬c是恒定的，但難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的沸點是變化的。當(dāng)溶液沸騰時，溶劑不斷汽化，溶液的濃度逐漸增大，溶液的蒸氣壓逐漸下降，溶液的沸點就逐漸升高。?Tb=kbbB（k為常數(shù)）四、非電解質(zhì)稀溶液的凝固點降低水溶液的凝固點是指水溶液與冰平衡共存時的溫度?Tf由電解質(zhì)對溶膠的聚沉實驗可以達到如下規(guī)律（1）電解質(zhì)對溶膠的聚沉作用，主要是由與膠粒帶相反電荷的離子（反離子）引起的，反離子的電荷數(shù)越多，其聚沉能力就也大，電解質(zhì)的聚沉值就越?。?）帶相同電荷的離子的聚沉值的能力雖然接近，但也不完全相同。例如，用堿金屬離子聚沉負溶膠時，其聚沉能力的相對大小：Cs面對正溶膠來說，聚沉能力的相對大小為Cl（3）有機化合物的離子（如脂肪酸鹽和聚酰胺類化合物的離子）都有非常重要的聚沉能力，能有效的降低溶膠的穩(wěn)定性使其產(chǎn)生聚沉2、溶膠的相互聚沉作用將膠粒帶相反電荷的兩種溶膠混合，也會產(chǎn)生聚沉現(xiàn)象。與電解質(zhì)對溶膠的聚沉作用不同的是，只有當(dāng)兩種溶膠的膠粒的電荷數(shù)完全被中和時，溶膠才會完全聚沉；否則，溶膠可能聚沉不完全，甚至不聚沉。電解質(zhì)的聚沉作用主要是由于反離子擠入吸附層，減少或中和了膠粒的電荷所引起的；而高分子化合物的絮凝作用是由于高分子化合物溶液濃度較低時，一個高分子化合物長鏈可以同時吸附兩個或者多個膠粒，把膠粒聚集在一起二產(chǎn)生沉淀。三、溶膠的制備和凈化（一）溶膠的制備1、分散法=1\*GB3①研磨法：用體磨把大顆粒固體磨細，在研磨的時候加入單寧或明膠作為穩(wěn)定劑=2\*GB3②溶膠法：使暫時凝聚起來的分散相又重新分散形成溶膠的方法。制備時，把新生成的沉淀經(jīng)洗滌后，加入電解質(zhì)溶液作為穩(wěn)定劑，經(jīng)過攪拌，使沉淀重新分散而形成溶膠。2、凝聚法凝聚法的特點：先形成難溶物質(zhì)的過飽和溶液，再是難溶物質(zhì)的粒子相互凝聚成膠粒而達到溶膠?；瘜W(xué)凝聚法：利用化學(xué)反應(yīng)使產(chǎn)物凝聚而形成溶膠。在溶液中進行的復(fù)分解反應(yīng)、水解反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)等，只要有一種生成物的溶解度較少，就可以控制反應(yīng)條件使該生成物凝聚而得到溶膠。一般來說，在制備溶膠時，反應(yīng)物的濃度要比較稀，反應(yīng)物混合時要比較緩慢，而且其中的一種反應(yīng)要稍有過量。改換溶劑法：利用分散相在兩種不同分散介質(zhì)中的溶解度相差懸殊的特點制備溶膠。（二）溶膠的凈化常用的凈化方法：將溶膠與純?nèi)軇┯冒胪改じ糸_，溶膠中的電解質(zhì)和雜質(zhì)的分子、離子可透過半透膜進入溶劑，而膠粒不能透過半透膜，不斷更換溶劑，可將電解質(zhì)和雜質(zhì)出去。這種利用半透膜凈化溶膠的方法成為滲析。第六節(jié)高分子化合物溶液一、高分子化合物溶液的鹽析加入少量電解質(zhì)就可以使溶膠產(chǎn)生聚沉，但要使高分子化合物從溶液中沉淀洗出，必須加入大量的電解質(zhì)。通常把高分子化合物在電解質(zhì)作用下從溶液中沉淀下廚的現(xiàn)象陳偉高分子的鹽析。鹽析的主要作用是去溶劑化作用。高分子化合物溶液的穩(wěn)定性主要來自分子的高度水化作用，當(dāng)加入大量電解質(zhì)時，除了中和高分子化合物的電荷外，主要是電解質(zhì)離子發(fā)生強烈地水化作用，使原來高度水化的高分子化合物分子去水化，使其失去穩(wěn)定性而沉淀析出。二、高分子化合物對溶膠的絮凝作用和保護作用絮凝作用：在溶劑中加入少量的可溶性高分子化合物。可以導(dǎo)致溶膠迅速生成棉絮狀沉淀保護作用：在溶膠中加入一定量的高分子化合物，能顯著的提高溶膠的穩(wěn)定性。三、高分子化合物溶液的滲透壓力：維利公式四、唐南平衡：對于聚電解質(zhì)溶液，由于聚電解質(zhì)能解離為聚電解質(zhì)離子和小離子，其中小離子能透過半透膜，使?jié)B透壓力偏離式。實驗測定的聚電解質(zhì)溶液的滲透壓力是相同濃度的非電解質(zhì)高分子化合物溶液的滲透壓力的（z+1）倍?在用滲透壓力法測定聚電解質(zhì)的摩爾質(zhì)量時，在半透膜外溶液中加入較多的電解質(zhì)，可以消除唐南平衡的影響，比較準(zhǔn)確的測定聚電解質(zhì)的摩爾質(zhì)量。在一般情況下，當(dāng)有唐南平衡存在時，實驗測得的滲透壓偏高，因此求算出的高分子電解質(zhì)的摩爾質(zhì)量必然降低第七節(jié)凝膠凝膠是特殊的分散系統(tǒng)，許多高分子化合物溶液在適當(dāng)?shù)臈l件下，粘度會逐漸變大，最后失去流動性，成為彈性半固性狀態(tài)。形成凝膠的過程成為膠凝一、凝膠的分類剛性凝膠：粒子間的交聯(lián)強，網(wǎng)狀骨架肩負，干燥后網(wǎng)眼中的液體可以驅(qū)出，但其體積和外形幾乎不變。彈性凝膠：由柔線形高分子化合物形成的凝膠。這類凝膠經(jīng)干燥后體積明顯變小，但若將干凝膠再放到適當(dāng)?shù)娜軇┲羞€可以發(fā)生溶脹，即自動吸收溶劑而使體積脹大。二、凝膠的性質(zhì)（一）溶脹有限溶脹：溶膠在液體中溶脹進行到一定程度時停止溶脹無限溶脹：溶脹作用可以一直進行下去，紙質(zhì)凝膠的網(wǎng)狀骨架完全消失，最后完全分散而稱為溶液影響溶膠的內(nèi)因：凝膠的結(jié)構(gòu)，它與高分子化合物的柔性強弱和分子之間鏈接里的強弱等性質(zhì)有關(guān)影響溶脹的外因：溫度、介質(zhì)的PH及溶液中電解質(zhì)的影響等。一般情況下，升高溫度使分子熱運動加強，會削弱粒子間的連接強度，使溶脹成都增大，有時溫度達到一定程度時，可使凝膠的骨架破裂而發(fā)生無限溶脹。在生理過程中，溶脹起著相當(dāng)重要的作用。植物種子只有溶脹才能發(fā)芽；有機體越年輕，溶脹能力越強，老年人的皺紋就是機體溶脹能力降低的結(jié)果；老年人血管硬化也與構(gòu)成血管壁的凝膠溶脹能力降低有關(guān)。（二）結(jié)合水凝膠溶脹吸收的水中，有一部分與凝膠結(jié)合的很牢固，這部分水稱為結(jié)合水。（在0度時不結(jié)冰，100度不沸騰。（三）離漿凝膠在放置過程中，一部分液體可以自動地分離出來，使凝膠本身體積縮小，這種現(xiàn)象成為離漿或者脫水收縮。是溶脹的逆過程。第二章化學(xué)熱力學(xué)基礎(chǔ)第一節(jié)熱力學(xué)第一定律一、熱力學(xué)基本概念（一）系統(tǒng)、環(huán)境和相P44系統(tǒng)：將某一部分的物質(zhì)或者空間與其余部分分開，作為研究對象，這部分作為研究的物質(zhì)或者空間環(huán)境：在系統(tǒng)以外與系統(tǒng)有互相影響的其他部分稱為環(huán)境1、敞開系統(tǒng)：系統(tǒng)與環(huán)境之間有物質(zhì)的交換，又有能量的交換。所有生物體都屬于敞開系統(tǒng)2、封閉系統(tǒng)：系統(tǒng)與環(huán)境之間沒有物質(zhì)的交換，但有能量的交換。3、隔離系統(tǒng)：系統(tǒng)與環(huán)境之間既沒有物質(zhì)的交換，也沒有能量的交換。相：系統(tǒng)中物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)完全相同的均勻部分稱為相。相與相之間存在明顯的界面，在界面上系統(tǒng)的宏觀性質(zhì)發(fā)生明顯的改變。由于氣體能夠無限的均勻混合，因此系統(tǒng)中無論含有多少種氣體都只有一個氣相。均相系統(tǒng)（單相）和非均相系統(tǒng)（多相）（二）狀態(tài)和狀態(tài)函數(shù)P45狀態(tài)：系統(tǒng)各種物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)的綜合表現(xiàn)狀態(tài)函數(shù)：熱力學(xué)中，用于確定系統(tǒng)狀態(tài)的物理量（即性質(zhì)）稱為狀態(tài)函數(shù)。特點：量值只取決于系統(tǒng)所處的狀態(tài)而與過去的歷史無關(guān)。當(dāng)系統(tǒng)某一狀態(tài)變化到另一狀態(tài)時，狀態(tài)函數(shù)的該變量只取決于系統(tǒng)變化前所處的狀態(tài)和變化后所處的狀態(tài)，而與實現(xiàn)這一變化所經(jīng)歷的具體途徑無關(guān)1、廣度性質(zhì)（容量性質(zhì)）：具有加和性。某個系統(tǒng)的某種廣度性質(zhì)的量等于系統(tǒng)中各部分該性質(zhì)的量值的總和。系統(tǒng)的質(zhì)量、體積、物質(zhì)的量、熱力學(xué)能等都是廣度性質(zhì)2、強度性質(zhì)：強度性質(zhì)沒有加和性，整個系統(tǒng)的某種強度性質(zhì)的量值與各部分的強度性質(zhì)的量值相同。系統(tǒng)的溫度、壓力、密度等當(dāng)系統(tǒng)的兩種廣度性質(zhì)相除后就成為系統(tǒng)的強度性質(zhì)（三）過程和途徑等溫過程、等壓過程、等容過程、循環(huán)過程（所有狀態(tài)函數(shù)的該變量都為零）（四）熱和功熱：由于溫度不同，在系統(tǒng)和環(huán)境之間的交換或者傳遞的能量功：當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生過程時，在系統(tǒng)和環(huán)境之間除了熱以外，以其他各種形式交換或傳遞的能量的統(tǒng)稱（系統(tǒng)從環(huán)境的得到功時W＞0；系統(tǒng)對環(huán)境做功時，W＜0）W=Fdl二、熱力學(xué)能與熱力學(xué)第一定律的數(shù)學(xué)表達式U?Q+W熱力學(xué)能是系統(tǒng)與環(huán)境之間以熱和功的形式交換的能量熱力學(xué)第一定律：當(dāng)封閉系統(tǒng)發(fā)生過程時，系統(tǒng)熱力學(xué)能的增加等于系統(tǒng)從環(huán)境吸收的熱與環(huán)境對系統(tǒng)所做的功之和三、焓對于封閉系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生的不做非體積功的等容變化過程，系統(tǒng)的熱力學(xué)能的增加在數(shù)值上等于系統(tǒng)所吸收的熱。H?U+pV在封閉系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生的不做非體積功的等壓過程中，系統(tǒng)所吸收的熱在數(shù)值上等于系統(tǒng)的焓的增加。?H=Qp第二節(jié)熱化學(xué)一、化學(xué)計量數(shù)與反應(yīng)進度（一）化學(xué)計量數(shù)反應(yīng)物和生成物前的計量數(shù)，反應(yīng)物的為負，生成物為正（二）反應(yīng)進度反應(yīng)進度=?n二、熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)沒有指定溫度，在不同溫度子啊就有不同的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)三、化學(xué)反應(yīng)的摩爾熱力學(xué)能變和摩爾焓變?rU對于有氣體參加的反應(yīng)：?rHm對于沒有氣體參加的反應(yīng)：νB,g為四、熱化學(xué)方程式五、赫斯定律：一個化學(xué)反應(yīng)，無論是一步完成或者分成幾步完成，反應(yīng)熱總是相同的六、化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變的計算（一）利用赫斯定律計算化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變Δ（二）利用標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓計算化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變Δ（三）利用標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓計算化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變Δ第三節(jié)熱力學(xué)第二定律一、自發(fā)過程不需要環(huán)境提供非體積功就能進行的過程二、影響化學(xué)反應(yīng)方向的因素（一）反應(yīng)熱對化學(xué)反應(yīng)方向的影響（二）反應(yīng)熵變對化學(xué)反應(yīng)方向的影響1、混亂度：系統(tǒng)不規(guī)則程度或無序的程度。越無序混軟度越大2、熵：混亂度的量度S（1）物質(zhì)的聚集狀態(tài)（2）分子的組成（3）溫度（4）壓力三、熱力學(xué)第二定律的數(shù)學(xué)表達式?H第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)的摩爾吉布斯自由能變一、利用反應(yīng)的吉布斯自由能變?yōu)榱撕啽愕呐袛嗷瘜W(xué)反應(yīng)在等溫等壓和不做非體積功的條件下進行的方向吉布斯定義了吉布斯自由能在等溫、等壓和不做非體積功的條件下，化學(xué)反應(yīng)總是自發(fā)的想系統(tǒng)吉布斯自由能降低的方向進行；當(dāng)系統(tǒng)的吉布斯自由能降低到不再改變即為零時，化學(xué)反應(yīng)就達到平衡狀態(tài)二、（一）化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾吉布斯自由能變的計算Δ2、其他溫度時反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾吉布斯自由能變的計算Δ（二）非標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下反應(yīng)的摩爾吉布斯自由能變的計算ΔrGm三、溫度對化學(xué)反應(yīng)的摩爾吉布斯自由能變的影響第五節(jié)、熱力學(xué)在生物化學(xué)中的應(yīng)用一、生化標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)溶液中氫離子濃度為10-7二、生物體內(nèi)的耦合反應(yīng)在系統(tǒng)中發(fā)生的兩個化學(xué)反應(yīng)，若其中一個反應(yīng)的生成物同時也是另一個反應(yīng)的反應(yīng)物或者中間產(chǎn)物，則稱這兩個反應(yīng)為耦合反應(yīng)第三章化學(xué)平衡第一節(jié)可逆反應(yīng)與化學(xué)平衡第二節(jié)化學(xué)平衡（1）反應(yīng)系統(tǒng)中各反應(yīng)物的濃度或者分壓均不隨時間而改變（2）化學(xué)平衡是一種動態(tài)平衡（3）化學(xué)平衡是有條件的第二節(jié)標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)一、定義ΔrGm（1）標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)只是溫度的常數(shù)（2）標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)與反應(yīng)物和生成物的性質(zhì)以及標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的定義有關(guān)（3）標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)與化學(xué)反應(yīng)方程的寫法有關(guān)，因為化學(xué)計量數(shù)與反應(yīng)方程式的寫反有關(guān)二、標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)表達式第三節(jié)標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的測定與計算一、標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的測定物理方法：測定平衡壓力或平衡濃度呈線性關(guān)系的物理量，如折射率、電導(dǎo)率、吸光度化學(xué)方法：直接測定化學(xué)平衡系統(tǒng)的組成，常采用驟冷、除去催化劑、稀釋等方法使化學(xué)反應(yīng)停留在你原來的平衡狀態(tài)二、標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的計算（一）利用熱力學(xué)數(shù)據(jù)計算標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)

1、利用標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成吉布斯自由能計算標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)ln2、利用標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變和標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵變計算標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)ΔrG（二）利用多重平衡規(guī)則計算標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)多重平衡規(guī)則：如果某一可逆反應(yīng)乘以系數(shù)后