大连理工大学无机化学课件完整版
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大连理工大学无机化学课件完整版
m(C12H O 22 11) M (C12H O 22 11)
学 基 础
68.4g 342 g mol -1
0.200 mol
教
程
b(C12H O 22 11)
n(C12H O 22 11) m(H2O)
0.200mol 1.0kg
0.200 mol kg -1
Tb = kbb(C12H22O11) = 0.512 Kkgmol-1×0.200mol kg-1
教
程乙酸 391.05
3.07
三氯 甲烷
334.35
3.85
乙醚 307.85 2.02 丙酮 329.65 1.71
例1-4：将68.4 g 蔗糖C12H22O11溶于1.00 kg 水中，求该溶液的沸点。
解：M(C12H22O11) = 342gmol-1
无 机 化
n(C12H O 22 11)
pM = RT
=m/V
1.1.2 气体的分压定律
组分气体：
理想气体混合物中每一种气体叫做组
无 分气体。
机
化 分压：
学
基
组分气体B在相同温度下占有与混合
础 教
气体相同体积时所产生的压力，叫做组分
程 气体B的分压。
pB
nBRT V
分压定律：
混合气体的总压等于混合气体中各组分
气体分压之和。
无
p = p1 + p2 + 或 p = pB
沸点升高：溶液的沸点高于纯溶剂的沸点 的性质，称为溶液沸点升高。
无
实验表明，难挥发非电解质稀溶液的
机 沸点升高与溶质B的质量摩尔浓度成正比：
化 学
Tb = kbbB
无机化学 课件 大连理工 高教 第十一章 配合物结构
计算结果：八面体场的CFSE
dn
构型
d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 d8 d9 d10
t
1 2g
t
2 2g
t
3 2g
t
3 2g
eg1
t
3 2g
eg2
t
4 2g
eg2
t
5 2g
eg2
t
6 2g
eg2
t
6 2g
eg3
t36g eg4
弱
场
电子对数
m1 m2
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
2
2
3
3
4
4
5
3d
4s
4p
dsp 2杂化
平面正方型，反磁性
六配位的配合物
FeF6 3
3d
Fe3 :1s2 2s2 2 p6 3s2 3 p6 3d 5
4s
4p
4d
sp 3d 2杂化
八面体型,
磁矩5.90，5个未成对电子，外轨型,
K
f
1014.3
Fe(CN)6 3
Fe3 :1s2 2s2 2 p6 3s2 3 p6 3d 5
缺点：不能预见在什么时候形成内轨型配合物或外轨型配合物。不 能解释配合物的光谱性质。
二. 晶体场理论
晶体场:带负电荷（或有极性）的配位体对中心 离子产生的静电场。
晶体场理论从静电理论出发, 将中心离子和配位体视为点电荷。中心 离子的 5 个 d 轨道在配位体的影响下，发生能级分裂。在八面体场中 分裂成两组轨道。两组轨道间的能量差称为晶体场的分裂能。
大连理工大学无机化学课件第07章
⑤中性分子中，各元素原子的氧化值的 代数和为零 ，复杂离子的电荷等于各元 素氧化值的代数和。 例： H 5 I O 6
无机化学基础教程
I的氧化值为 7
S2 O S4 O
2 3 2 6
S的氧化值为 2 S的氧化值为 2.5
Fe 3 O 4
8 Fe的氧化值为 3
7.1.2 氧化还原反应方程式的配平
4
8H 2 O
5H 2 O 5SO
2 3
2 4
10H 10e
2 2 4
2MnO 5SO 6H 2Mn 5SO 3H2O 2KMnO 4 5K 2SO3 3H2SO4 2MnSO4 6K2SO4 3H2O
例7-2：氯气在热的氢氧化钠溶液中反应生成 氯化钠和氯酸钠，试配平该反应方程式。
无机化学基础教程
④确定两半反应方程式得、失电子数目 的最小公倍数。将两个半反应方程式中各项 分别乘以相应的系数，使得、失电子数目相 同。然后，将两者合并，就得到了配平的氧 化还原反应的离子方程式。有时根据需要可 将其改为分子方程式。 例7-1：配平反应方程式
无机化学基础教程
KMnO 4 (aq) K2SO3 (aq) MnSO4 (aq) K2SO4 (aq)
第七章
氧化还原反应
§7.1 氧化还原反应的基本概念 §7.2 原电池及其电动势 §7.3 电极电势 §7.4 电极电势的应用
§ 7.1 氧化还原反应的基本概念
7.1.1 氧化值 7.1.2 氧化还原反应方程式的配平
7.1.1 氧化值
有电子得失或电子偏移的反应，被称 为氧化还原反应。
2 Cu (aq) Zn(s) Zn (aq) Cu(s) 得失电子 H 2 (g） Cl2（ g） 2HCl（ g） 电子偏移 2
大连理工大学无机化学课件第06章
无 机
初始浓度/(mol L1)
化 平衡浓度/(mol L1)
2Ag (aq) CrO24 (aq)
0
0.010
2x
0.010 x
学 基
(2x)2 (0.010 x) Ksp 1.11012
础 教
x很小 0.010 x 0.010
程
x 5.2 106
化 学 基
BaSO4沉淀生成，计算平衡时溶液中 c(SO24 ) 的浓度。
础 教
解：(1) Ksp(BaSO4) 1.11010
程
c0
(SO
2 4
)
6.0104 40.0 40.0 2.40
mol
L1
5.7
104
mol
L1
c0 (Ba 2 )
0.010 2.40 40.0 2.40
学 基 础
位往往为， g /100g H2O或其它的表示方式， 如：g/L或mol/L。
教
难溶电解质饱和溶液是极稀的溶液，可
程
认为溶液的密度近似等于水的密度。
在进行溶度积和溶解度的相互换算时，
必须注意将溶解度的单位转换为mol·L-1。
例6-1：25oC，将固体AgCl放入纯水中， 达到沉淀-溶解平衡时，测得AgCl的溶解度为
教 程
☆ J =Ksp
处于平衡状态，饱和溶液；
☆ J < Ksp 平衡向右移动，无沉淀析出；
若原来有沉淀存在，则沉淀溶解。
例6-3：25℃时，某溶液中， c(SO24 ) 为 6. 0×10-4 mol·L-1 。若在 40.0 L 该溶液中，
无 机
加入 2.40 L 0.010 mol·L-1 BaCl2溶液。(1)试 判断是否能生成BaSO4 沉淀；(2)如果有
大连理工大学无机化学课件第02章
在温度T下,由参考状态单质生成物质 B(νB=+1)反应的标准摩尔焓变，称为物质 B的标准摩尔生成焓。
-1 (B, 相态 , T ) ，单位是 kJ· mol fHm △ 1 H2(g)+ O2(g) H2O(g) 2 fHm (H2O ,g,298.15K) = –241.82kJ· mol-1 △
n1 N 2 (4.0 5.0)mol 1 1.0mol N 2 1
9.0 6.0
2.0 4.0
1 3 N 2 g H 2 g NH 3 g 2 2
无 机 化 学 基 础 教 程
t0
5.0
12.0
9.0
0
2.0
(mol)
(mol)
t t1时 4.0
CaCO3(s)
H2O(l)
CaO(s)+CO2(g)
1. 系统和环境 系统：被研究对象。 环境：系统外与其密切相关的部分。 敞开系统：与环境有物质交换也有能量交换。 封闭系统：与环境无物质交换有能量交换。 隔离系统：与环境无物质、能量交换。
无 机 化 学 基 础 教 程
2. 状态和状态函数 状态：系统的宏观性质的综合表现。
无 机 化 学 基 础 教 程
t0时 nB/mol 5.0
无 机 化 学 基 础 教 程
0 1
2
12.0
0
t1时 nB/mol 4.0 t2时 nB/mol 3.0
n1 H 2 (9.0 12.0)mol 1 1.0mol H 2 3 n1 NH3 (2.0 0)mol 1 1.0mol NH3 2 2 2.0mol
在没有外界作用下，系统自身发生
大连理工大学无机化学第01章PPT课件
学
解题规范，字迹工整，注意有效数字。
基
础 教
３、有问题及时答疑。
程
４、认真做好实验，培养实验技能和创新能力。
教学参考书
1、吉林大学等 宋天佑等 无机化学（上、下册）
无
高等教育出版社 ２００４
机
化 学 基
２、北京师范大学等 无机化学（第四版上、下册） 高等教育出版社 ２００２
础
教 程
３、武汉大学等 无机化学（第三版，上、下册） 高等教育出版社 １９９３
机
化 学 基
p 1n 1 V R,T p 2 n 2 V R,T
础 教 程
pn 1 V R T n 2 V R T n 1n 2 R VT
n =n1+ n2+
p
nRT V
分压的求解：
pB
nBRT V
p
nRT V
无
机 化 学
pB p
nB n
xB
基 础 教
pB
nB n
pxBp
程
x B B的摩尔分数
1.2.1 溶液的浓度 1.2.2 稀溶液的依数性
1.2.1 溶液的浓度
1. 物质的量浓度 cBnVB,单位 m： o Ll1
例1-2：某容器中含有NH3、O2 、N2等气
体。其中n(NH3)=0.320mol，n(O2)=0.180mol，
n(N2)=0.700mol。混合气体的总压为133kPa。
试计算各组分气体的分压。
无
机 化
解：n= n(NH3)+n(O2)+n(N2)
学
=0.320mol+0.180mol+0.700mol
础
大连理工大学无机化学课件第14章
① 强氧化性
无 机 化 学 基 础 教 程
HNO3 非金属单质 相应高价酸 NO
4HNO3 3C 3CO2 (g) 4NO(g) 2H2O 5HNO3 3P 3H3PO4 5NO(g) 2HNO3 S H2SO 4 2NO 10HNO 3I2 6HIO3 10NO 2H2O 3
O2 △
性质：
P4O6白色易挥发的蜡状晶体，易溶于有机溶剂。 P4O10白色雪花状晶体，强吸水性。
无 机 化 学 基 础 教 程
P4O6 6H2O(冷) 4H3PO3
P4O6 6H2O(热) 4H3PO4 PH3 5P4O6 18H2O(热) 12H3PO4 8P P4O10 6H2O 4H3PO4 P4O10 6H2SO 4 6SO3 4H3PO4 P4O10 12HNO 6N2O5 4H3PO4 3
4Zn 10HNO3 (很稀,1 : 10) 4Zn(NO3 ) 2 NH 4 NO 3 3H 2 O
规律：HNO3越稀，金属越活泼， HNO3 被还原的氧化值越低。
冷的浓硝酸使Fe, Al, Cr钝化 王水：（氧化配位溶解）
Au HNO3 4HCl H[AuCl4 ] NO 2H2O
Ag 2 NH3 [Ag(NH3 ) 2 ]
④ 取代反应
570C
2NH3 2Na 2NaNH2 H 2
催化
NH2-NH2联氨(肼)，NH 亚氨基，N 氮化物
(2) 铵盐
①铵盐一般为无色晶体，绝大多数易溶于水
水解：NH + H2O
无 机 化 学 基 础 教 程
4
H3O+ + NH3
无 机 化 学 基 础 教 程
HNO3 非金属单质 相应高价酸 NO
4HNO3 3C 3CO2 (g) 4NO(g) 2H2O 5HNO3 3P 3H3PO4 5NO(g) 2HNO3 S H2SO 4 2NO 10HNO 3I2 6HIO3 10NO 2H2O 3
O2 △
性质：
P4O6白色易挥发的蜡状晶体，易溶于有机溶剂。 P4O10白色雪花状晶体，强吸水性。
无 机 化 学 基 础 教 程
P4O6 6H2O(冷) 4H3PO3
P4O6 6H2O(热) 4H3PO4 PH3 5P4O6 18H2O(热) 12H3PO4 8P P4O10 6H2O 4H3PO4 P4O10 6H2SO 4 6SO3 4H3PO4 P4O10 12HNO 6N2O5 4H3PO4 3
4Zn 10HNO3 (很稀,1 : 10) 4Zn(NO3 ) 2 NH 4 NO 3 3H 2 O
规律：HNO3越稀，金属越活泼， HNO3 被还原的氧化值越低。
冷的浓硝酸使Fe, Al, Cr钝化 王水：（氧化配位溶解）
Au HNO3 4HCl H[AuCl4 ] NO 2H2O
Ag 2 NH3 [Ag(NH3 ) 2 ]
④ 取代反应
570C
2NH3 2Na 2NaNH2 H 2
催化
NH2-NH2联氨(肼)，NH 亚氨基，N 氮化物
(2) 铵盐
①铵盐一般为无色晶体，绝大多数易溶于水
水解：NH + H2O
无 机 化 学 基 础 教 程
4
H3O+ + NH3
大连理工大学无机化学课件第12章
(1) 化工合成原料 合成氨 有机化合物的加氢反应 (2) 制取单质的还原剂 例如：Si W (3) 有机化合物的合成和加工
无机化学基础教程
12.1.6 氢能源
氢是一种颇具开发潜力的清洁能源。
§12.2 碱金属和碱土金属概述
碱金属(IA )：ns1 Li, Na, K, Rb, Cs, Fr 碱土金属(IIA )：ns2 Be, Ca, Sr, Ba, Ra 都是活泼金属。
12.1.1 氢的存在和物理性质
氢气是无色、无味、无臭的易燃气体， 是所有气体中最轻的。
12.1.2 氢气的化学性质
(1) 氢气与非金属单质反应直接形成相应 的氢化物； (2) 氢气在高温下还原某些元素的卤化物 或氧化物，生成相应的单质； (3) 氢气与活泼金属在高温下反应生成离 子型氢化物； (4) 氢气可参与一些重要的有机反应。
无机化学基础教程
KO2
•与水作用
2M + 2H2O → 2MOH + H2(g)
无机化学基础教程
Li
Na
K
Ca
•与液氨的作用
2M(s) 2NH 3 (l) → 2M 2NH H 2 (g)
无机化学基础教程
2
M (s) M (am) e (am)
液氨溶剂 -
无机化学基础教程
12.1.3 氢气的制备
(1) 实验室制氢（略） (2) 工业制氢 水煤气法 C ＋ H2O CO ＋ H2 1000℃ CO ＋ H2O CO2 ＋ H2 400℃，Fe2O3 甲烷转换法 CH4 ＋ H2O CO ＋3H2 700~780℃， Ni,Co催化 电解法
第十二章
§12.1 氢
无机化学基础教程
12.1.6 氢能源
氢是一种颇具开发潜力的清洁能源。
§12.2 碱金属和碱土金属概述
碱金属(IA )：ns1 Li, Na, K, Rb, Cs, Fr 碱土金属(IIA )：ns2 Be, Ca, Sr, Ba, Ra 都是活泼金属。
12.1.1 氢的存在和物理性质
氢气是无色、无味、无臭的易燃气体， 是所有气体中最轻的。
12.1.2 氢气的化学性质
(1) 氢气与非金属单质反应直接形成相应 的氢化物； (2) 氢气在高温下还原某些元素的卤化物 或氧化物，生成相应的单质； (3) 氢气与活泼金属在高温下反应生成离 子型氢化物； (4) 氢气可参与一些重要的有机反应。
无机化学基础教程
KO2
•与水作用
2M + 2H2O → 2MOH + H2(g)
无机化学基础教程
Li
Na
K
Ca
•与液氨的作用
2M(s) 2NH 3 (l) → 2M 2NH H 2 (g)
无机化学基础教程
2
M (s) M (am) e (am)
液氨溶剂 -
无机化学基础教程
12.1.3 氢气的制备
(1) 实验室制氢（略） (2) 工业制氢 水煤气法 C ＋ H2O CO ＋ H2 1000℃ CO ＋ H2O CO2 ＋ H2 400℃，Fe2O3 甲烷转换法 CH4 ＋ H2O CO ＋3H2 700~780℃， Ni,Co催化 电解法
第十二章
§12.1 氢
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Tb = kbb(C12H22O11) = 0.512 Kkgmol-1×0.200mol kg-1
=0.102 K
无 机
Tb = Tb + Tb (H2O )
化 =0.102 K + 373.15 K
学 基
=373.25 K
础
教
程
稀溶液沸点升高应用：
计算溶质B的摩尔质量。
无 根据：Tb = kbbB
无 机 化
n(C12H O 22 11)
m(C12H O 22 11) M (C12H O 22 11)
学 基 础
68.4g 342 g mol -1
0.200 mol
教
程
b(C12H O 22 11)
n(C12H O 22 11) m(H2O)
0.200mol 1.0kg
0.200 mol kg -1
无机化学
Inorganic Chemistry
无
机
主讲教师：刘淑芹
化
学
基
主教材：无机化学基础教程
础
教 程
辅助教材：无机化学学习指导
大连理工大学出版社
化学——实用的、创造性的中心科学。
无机化学——一个古老的学科。近60多年来飞跃
无 机
发展,与其他学科交叉产生许多边缘学科。
化 无机化学的前沿领域: 配位化学、金属有机化学、
学
无机材料化学、生物无机化学、超分子化学等。
基 础 教
无机化学课程——高等学校化学化工类专业以及 近化学类专业的第一门重要化学基础课。
程 无机化学内容: 1. 化学反应基本原理(第1~7章);
2. 物质结构基础理论(第8~11章);
3. 元素化学基本知识(第12~18章)。
几点教学要求
1、课前预习，认真听课，记好笔记，及时复习。
础
教 程
３、武汉大学等 无机化学（第三版，上、下册） 高等教育出版社 １９９３
4、C.E.Housecroft & A.G.Sharpe Inorganic Chemistry 2nd Edition 2005
5、宋天佑 简明无机化学 高等教育出版社 2007
6、华南理工大学 古国榜 无机化学（第二版）
无
pV = nRT
机 化
2. 确定气体的摩尔质量
学 基
pV nRT
础 教 程
pV m RT M
n m M
M mRT pV
M = Mr gmol-1
3. 确定的气体密度
M mRT
无
pV
机
化 学 基
M RT
p
础
教 程
pM = RT
=m/V
1.1.2 气体的分压定律
组分气体：
p1
n1RT V
,
p2
n2 RT V
,
础 教 程
p
n1RT V
n2RT V
n1 n2
RT
V
n =n1+ n2+
p
nRT V
分压的求解：
无
pB
nB RT V
p
nRT V
机 化 学
pB p
nB n
xB
基 础 教
pB
nB n
p
xB p
程
学 基
p*A /Pa — 纯溶剂A的蒸气压。
础 xA — 溶液中溶剂A的摩尔分数。
教
程
若溶液仅由溶剂A和溶质B组成，
则：xA + xB = 1， p = p*A (1-xB)
溶液的蒸气压下降：∆ p = p*A – p
代入： p = p*A (1-xB)
无 则： ∆ p = pA* – p*A (1-xB) = p*A xB
溶液的沸点上升图
沸点升高：溶液的沸点高于纯溶剂的沸点 的性质，称为溶液沸点升高。
无
实验表明，难挥发非电解质稀溶液的
机 沸点升高与溶质B的质量摩尔浓度成正比：
化 学
Tb = kbbB
基 础 教
式中：kb—溶剂的沸点升高系数, K·kg·mol-1 bB —溶质B的质量摩尔浓度, mol·kg-1
程
程
记作：p*，单位：Pa或kPa。
H2O(l) H2O(g)
表1-1 不同温度下水的蒸气压
t/℃ p*/kPa t/℃ p*/kPa t/℃ p*/kPa 无 0 0.6106 30 4.2423 70 31.1642
机
化 5 0.8719 40 7.3754 80 47.3798 学 10 1.2279 50 12.3336 90 70.1365
机 化
xB — 溶液中溶质B的摩尔分数。
学
拉乌尔定律：在一定温度下，难挥发
基 础
非电解质稀溶液的蒸气压下降与溶质的摩
教 尔分数成正比。
程
在稀溶液中：nA远大于nB，nA+nB≈ nA
无 机
xB
nB nA nB
nB nA
nB mA
MA
bBM A
化 学
∆ p = pA* xB = pA*MAbB =kbB
理想气体混合物中每一种气体叫做组
无 分气体。
机
化 分压：
学
基
组分气体B在相同温度下占有与混合
础 教
气体相同体积时所产生的压力，叫做组分
程 气体B的分压。
pB
nBRT V
分压定律：
混合气体的总压等于混合气体中各组分
气体分压之和。
无
p = p1 + p2 + 或 p = pB
机
化 学 基
基
础 20 2.3385 60 19.9183 100 101.3247
教
程 * 同一种液体，温度升高，蒸气压增大。
* 相同温度下，不同液体蒸气压不同；
无
1. 乙醚
机
化
2. 正己烷
学 基
3. 乙醇
础
4. 苯
教 程
5. 水
物质的蒸气压—— 温度关系图
无
当液体的蒸气压等于外界大气压时，液
机 体沸腾，此时的温度称为该液体的沸点。
机 化 学
Tf = kfbB 式中：kf—溶剂的凝固点降低系数,
基
K·kg·mol-1
础 教
bB —溶质B的质量摩尔浓度, mol·kg-1
学
p = 10.1 MPa = 1.01×107 Pa
基 础
由 pV = nRT 得：
教 程
n
pV RT
1.01107 Pa 8.314J mol -1
4.0 10 2 m3 K-1 300 .15 K
162 mol
理想气体状态方程的应用：
1. 计算p，V，T，n中的任意物理量
无
机 化 ２、按时、认真、独立完成作业（１６开纸），
学
解题规范，字迹工整，注意有效数字。
基
础 教
３、有问题及时答疑。
程
４、认真做好实验，培养实验技能和创新能力。
教学参考书
1、吉林大学等 宋天佑等 无机化学（上、下册）
无
高等教育出版社 ２００４
机
化 学 基
２、北京师范大学等 无机化学（第四版上、下册） 高等教育出版社 ２００２
x B B的摩尔分数
例1-2：某容器中含有NH3、O2 、N2等气
体。其中n(NH3)=0.320mol，n(O2)=0.180mol，
n(N2)=0.700mol。混合气体的总压为133kPa。
试计算各组分气体的分压。
无
机 化
解：n= n(NH3)+n(O2)+n(N2)
学
=0.320mol+0.180mol+0.700mol
Tb —难挥发非电解质稀溶液的
沸点升高。
溶剂的沸点升高系数kb只与溶剂的性质有关。 表1-3 常见溶剂的沸点和沸点升高系数
无溶剂
机
Tb*/K
kb/
溶剂
(K·kg·mol-1)
Tb*/K
kb/
(K·kg·mol-1)
化水 373.15 0.512 苯 353.25 2.53
学
基乙醇 315.55
础
§1.2 稀溶液的依数性
无
机 化
1.2.1 溶液的浓度
学
基 础
1.2.2 稀溶液的依数性
教
程
1.2.1 溶液的浓度
1. 物质的量浓度
cB
nB V
, 单位：mol
L1
无 机 化
2. 质量摩尔浓度
bB
nB mA
, 单位： mol
kg
1
学
基 3. 质量分数
础
wB
mB m
, 单位：1
教
程 4. 摩尔分数
pV
101325 Pa 22.414 103 m3
nT
1.0 mol 273 .15 K
教
程
8.314 J mol 1 K1
R=8.314 kPaLK-1mol-1
人们将符合理想气体状态方程的气体，称 为理想气体。
无
理想气体分子之间没有相互吸引和排斥，
机 化
分子本身的体积相对于气体所占有体积完全
基 础
溶液的凝固点：固态纯溶剂与溶液中溶剂
教 平衡共存时的温度称为该溶液的凝固点。