03_基础化学(二)互动式教学讲义_第2章[44页]
基础化学第二章化学热力学基础优秀课件
基础化学第二章化学热力学基础优秀课件目录•热力学基本概念与术语•热力学第一定律•热化学与热化学方程式•热力学第二定律•化学热力学函数及应用•相平衡与相图简介PART01热力学基本概念与术语03边界系统与环境的分界面。
01热力学系统研究对象，与周围环境相互作用的物质体系。
02环境与系统相互作用的周围物质体系。
热力学系统与环境状态状态函数状态方程描述系统状态的物理量，如温度、压力、体积等。
描述系统状态函数之间关系的方程。
0302 01状态与状态函数系统各种宏观性质的综合表现。
过程与途径过程系统从一个状态变化到另一个状态所经历的全部程序。
途径系统状态变化的具体方式或路径。
可逆过程与不可逆过程可逆过程能沿相反方向进行而不引起其他变化，不可逆过程则不能。
热平衡力学平衡相平衡化学平衡热力学平衡态01020304系统与环境之间没有热量交换。
系统内部各部分之间没有宏观相对运动。
各相之间保持动态平衡，无相变发生。
化学反应达到动态平衡，反应物和生成物的浓度不再随时间变化。
PART02热力学第一定律热力学能及符号规定热力学能定义系统内部所有微观粒子各种能量的总和，用符号U表示。
符号规定系统吸热Q>0，系统放热Q<0；系统对外做功W<0，外界对系统做功W>0。
热力学第一定律表达式表达式ΔU=Q+W，表示系统在过程中热力学能的变化量等于传递给系统的热量与外界对系统做功之和。
含义热力学第一定律是能量守恒定律在热现象中的应用，它揭示了热能与机械能之间转换的可能性及数量关系。
体积功计算体积功定义由于系统体积变化而与环境交换的功称为体积功。
计算方法体积功的大小可根据过程方程和热力学第一定律表达式进行计算，对于可逆过程，体积功的计算公式为W=-∫pdV。
焓及热容焓定义为了计算方便，引入状态函数焓H，定义为H=U+pV，表示系统的热力学能与体积和压力的乘积之和。
热容定义系统升高（或降低）1K所吸收（或放出）的热量称为该系统的热容，用符号C表示。
基础化学第二章
态；
2）.纯液体（或纯固体）物质的标准态就是标准压力p下的纯液体 （或纯固体）。
3）溶液中溶质的标准态是指标准压力p下溶质的浓度为1mol.l-1时
的理想溶液。 必须注意!!!!!!!
在标准态的规定中指规定了压力p，并没有规定温度
（3）标准摩尔反应焓变rHm 标准摩尔反应焓：反应物和产物均处于温度为T的热力学标准态下 0 Δ H 表示，单位是kJ· mol-1 反应进度为1mol时的焓变。用符号 r m (T) 即：对于任一反应：
B 表示B物质的化学计量数，其对反 式中B表示反应式中任一物质。 应物取负值，对产物取正值，是一个没有单位的纯数。
B
3、热化学方程式 表明化学反应与反应热关系的化学反应方程式叫热化学反应方程式。 例如：下列反应中的各物质在热化学标准态及298 K下的热化学方 程式为： C(s) + O2(g)CO2(g) ，rHm = -394.4kJ· mol-1 1 O2(g) H2O(l) ，rHm = -285.85 kJ· mol-1 2 1 H2O(g) H2(g) + O2(g) ，rHm = 241.84 kJ· mol-1 2 书写热化学方程式时应注意以下几点： (1)正确书写出化学计量式，同一反应，不同的化学计量方程式， 其反应热的数值不同 C(石墨)＋O2(g)＝CO2(g) ， rHm＝－393.509kJmol－１ H2(g) + 1/2C(石墨)＋1/2O2(g)＝1/2CO2(g) ，rHm＝－1/2393.509kJmol-1
C(s) +
C(s) +1/2 O2(g) CO(g)
可以设计如下过程
， rHmø = -110.5kJ· mol-1
化学人教版必修2学案：互动课堂 第二章1.化学能与热能 Word版含解析
互动课堂疏导引导一、化学反应的基本特征都有新物质生成，常伴随能量变化及发光、变色、放出气体、生成沉淀等现象的发生。
能量的变化通常表现为热量的变化。
注意：当两个不同温度的导热体互相接触时，温度高的导热体的温度下降，温度低的导热体的温度上升，这表明两种导热体之间有能量的交换。
这种能量交换的形式有别于功，它是由温度的差别而引起的。
体系与环境之间由于温度不同而传递的能量，叫做热量。
只有在体系与环境之间以热的形式交换能量时，才有热量存在。
一个孤立的体系与环境没有能量交换，即使体系内部发生了化学变化而引起温度变化，这个体系与环境之间也无热量交换。
在热力学中，热量的概念是指变化过程中一种交换的能量。
它跟通常说的“冷”“热”和体系内含有多少“热能”都不是一回事。
“冷”“热”是指物质温度的高低，“热量”是指体系的内能中跟温度有关的那部分能量。
因此，不要将热量跟“冷”“热”“热能”混淆起来。
二、化学反应按热量的变化分类按反应过程中热量的变化，能常把化学反应分为：①放热反应：有热量放出的化学反应。
②吸热反应：吸收热量的化学反应。
1.吸热及放热的原因放热是由于反应物的总能量大于生成物的总能量(E反＞E生)。
吸热是由于反应物的总能量小于生成物的总能量(E反＜E生)。
2.常见的放热、吸热反应①常见的放热反应：a.所有的燃烧反应；b.酸碱中和反应；c.金属与酸生成H2的反应；d.大多数的化合反应。
②常见的吸热反应举例：a.C(s)+CO2(g)高温2CO(g)b.C(s)+H2O(g)△CO(g)+H2(g)c.Ba(OH)2·8H2O(s)+2NH4Cl(s)=BaCl2(aq)+2NH3(g)+10H2O(l)d.大多数的分解反应3.化学反应中，生成物和反应物的总能量一般是不相等的，但整个反应中的能量是守恒的。
反应物和生成物的能量差若以热能形式表现即为放热和吸热；若反应物和生成物两者的总能量比较接近，则化学反应中的放热和吸热肯定不明显。
《基础化学》授课教案(二)
稠状的臭氧化物，此反应称为臭氧化反应。如：
不同的烯烃经臭氧化后再在还原剂存在下进行水解，可以得到不同的醛或酮。例如： 烯烃经臭氧化再水解，分子中的 CH2=部分变为甲醛，RCH=部分变成醛，R2C=部分变成酮。这样，可通过 测定反应后的生成物而推测原来烯烃的结构。 (三）聚合反应 在一定的条件下，烯烃分子中的π键断裂，发生同类分子间的加成反应，生成高分子化合物（聚合物） ， 这种类型的聚合反应称为加成聚合反应，简称加聚反应。
连接的次序大的原子或原子团在双键的异侧时，则为 E 构型。 次序规则的要点为： （1）先比较直接与双键相连的原子，原子序数大的排在前面。 （2）如果与双键碳原子直接相连的原子相同时，则比较与该原子相连的原子序数。不是计算原子序数 之和，而是以原子序数大的原子所在的基团在前。 （3）如果与双键碳原子直接相连的原子相同，而该原子又以重键与别的原子相连时，则按重键级别分 别以两个或三个相同原子计算。 四．化学性质 （一）加成反应 定义：碳碳双键中的π键断裂，两个一价原子或原子团分别加到π键两端的碳原子上，形成两个新的σ 键，生成饱和的化合物。 1、催化加氢；2、加卤素；3、加卤化氢（同一烯烃与不同的卤化氢加成时，加碘化氢最容易）4、加硫酸（加 水）烯烃能与浓硫酸反应，生成硫酸氢烷酯。用水稀释后水解生成醇。5、加次卤酸 烯烃与次卤酸加成，生 成β-卤代醇。 (二)氧化反应 1、被高锰酸钾氧化 用碱性冷高锰酸钾稀溶液作氧化剂，反应结果使双键碳原子上各引入一个羟基，生成邻二醇。 碱性 若用酸性高锰酸钾溶液氧化烯烃，则反应迅速发生，由于双键碳原子连接的烃基不同，氧化产物也不同。 分子中的 CH2=部分变 CO2，RCH=部分变 RCOOH，R2C=部分变成酮。这样，可通过测定反应后的生成物而推 测原来烯烃的结构。 2、臭氧化 在低温时，将含有臭氧的氧气流通入液体烯烃或烯烃的四氯化碳溶液中，臭氧迅速与烯烃作用，生成粘 O
03_基础化学(二)教师手册_第2章物质的构造与特性[24页]
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高中基礎化學 (二 )教師手冊
第 2 章 物質的構造與特性 2
雖然有部分理論研究認為﹐三氟化硼也可能具有如下的共振結構而滿足八隅體法則﹐但
是因為氟原子之電負度遠高於硼原子﹐若形成此共振型式的分子﹐氟原子將會有＋
M n＋(g)＋X n－(g) → MX (s)
? H＝晶格能（放熱）
(2)決定因素：離子半徑愈小﹐電荷愈大﹐晶格能愈大。
（ ne）（ ne）
U（晶格能） ∝
r＋＋r－
ne：陰﹑陽離子的帶電量； r＋：陽離子的半徑； r－：陰離子的半徑 5.離子晶體溶於水的反應： MX (s) → M n＋(aq)＋ X n－(aq)﹐此反應之反應熱（ ? H）即為下列兩反
區域的電子雲密度為零﹐即為節面﹐因為原子核間的電子密度小﹐所以兩核的斥力會將兩核
推開。
電子進駐 MO 的原則與 AO 完全一致﹐ 遵守遞建原理及包立不相容原理。以下列出 H2
及數個類 H2 物質﹐討論其電子排列情形。
(1)H 2：H2 共有兩個電子﹐此兩個電子以相反的自旋方向進入 σ1s 軌域中﹐表示為 (σ
2-3 共價鍵與分子
一 ﹑鍵結分子軌域及反鍵結分子軌域
當兩個氫原子彼此接近時﹐兩個 1s 原子軌域結合而成兩個分子軌域（ molecular orbital﹐
簡寫成 MO ）﹐一個為鍵結分子軌域 （ bonding molecular orbital）﹐其能階較原來的原子軌域低；
另一個是反鍵結分子軌域（ anti-bonding molecular orbital）﹐其能階較原來的原子軌域高。
H
－
知识资料基础化学(二)(新版)
（二）重要的热力学函数1 ．热力学能u体系内部所具有的一切能量的总和，称为体系的热力学能，以前称为内能。
体系热力学能是体系的一种本质特征，属于状态函数。
体系在任何指定状态下的热力学能的绝对值无法求得，但当体系发生变化时，变化前后热力学能之差△u 却是可以测求的。
倘若体系由状态（ 1 ) （其热力学能为ul ) ，变化到状态（ 2 ) （其热力学能为u2) ，在此过程中体系从环境中吸热Q （热力学规定，体系从环境吸热，Q 取正当，体系向环境放热，Q 取负值），同时对环境作功W （热力学规定，体系对环境作功W 为正当，环境对体系作功，W 取负值），则按照能量守恒原则，有△u＝u2－u1＝Q－W ( 3 一 1 一 3 )这就是化学热力学第一定律的表达式。
2 ．化学反应的热效应Q 与焓H( 1 ）化学反应的热效应许多化学反应都陪同着放热或吸热，称为化学反应的热效应，也称为化学反应的反应热。
倘若化学反应是在恒压条件下举行的，则反应的热效应称为恒压热效应。
许多化学反应都是在大气压力下举行的，在反应或变化过程中，大气压的变化很极小，可认为是恒定不变的。
因此，这些化学反应都可看作恒压反应，相应的热效应都是恒压热效应，通常用Qp表示。
若化学反应是在一个固定的容器中举行的，则为恒容反应，其相应的热效应称为恒容热效应，通常用Qv 表示。
( 2 ）焓H 与烩变△H设体系经过一个恒压变化（Pl＝p2＝p外），由状态 1 ( u1、p1、Vl ）变化到状态 2 ( u2 、p2 、v2 ) ，并假定在变化过程中，体系不作非膨胀功，即体系在变化过程中，除因体积变化而作功外，不作其他任何功。
即：令H＝u＋PV , H 称为焓，是由人们设定的一个热力学函数，既然u和P 、V 都是状态函数，由它们组合而成的H 也必然是状态函数。
ΔH 代表了体系由状态 1 变化到状态2 时，其焓值的变化。
称为体系的焓变。
只要状态1 和状态 2 决定，则H1和H2 的值也就决定了，△H 的值也随之决定，并可用在状态 1 到状态2 之间的恒压变化过程的热效应来衡量。
基础化学课件 第2章 化学反应速率与化学平衡
一、碰撞理论
1. 活化能 反应是通过反应物分子彼此碰撞而发生的，其中
能发生的碰撞称为有效碰撞。 发生有效碰撞的分子称为活化分子。活化分子的
百分数越大，有效碰撞数越多，反应速率也越大。
实验活化能或Arrhenius活化能是活化分子所具有 的平均能量(E*)与整个反应物分子的平均能量(E)之
2NO+2H2===N2+2H2O
v=k[NO]2[H2]
NO为二级反应，H2为一级反应，总反应为三级反应。
CH3CHO===CH4+CO v=k[CH3CHO]3/2 即为3/2级反 应
反应级数不一定是整数,可以是分数,也可以为零。级 数为零的反应叫零级反应。即浓度变化，速率不变。确 定速率方程，必须以实验事实为依据。
2. 瞬时速率：在某一瞬间的反应速率或化学反应在某 一时刻的真正速率为：
A→B
vA
lim
t 0
cA t
lim t t1
( A2 ) ( A1) t2 t1
d(A) dt
vB
lim cB t0 t
lim (B2 ) (B1) tt1 t2 t1
d (B) dt
对于反应 aA + bB dD+eE
2.质量作用定律 （C. M. Guldberg, P. Wssge, 1863) 恒温下，基元反应的反应速率与各反应物浓度系数 次方的乘积成正比。也称为基元反应的速率方程。
对： aA + bB dD+eE 则： v=k[A]a·[B]b 如：对于反应 H2O2+2Br-+2H+2H2O+Br2 的 速 率 方 程 不 能 写 成 v=k[H2O2][H+]2[Br-]2，因其不是一个基元反应。
2024版全新基础化学课件
2024全新基础化学课件contents •化学基本概念与原理•无机化学基础知识•有机化学基础知识•分析化学基础知识•物理化学基础知识•化学实验技能培养目录01化学基本概念与原理物质的元素组成物质的分类微观粒子与宏观物质晶体与非晶体物质组成与结构介绍元素周期表，阐述元素性质与原子结构的关系。
阐述原子、分子、离子等微观粒子与宏观物质之间的联系和区别。
根据物质的性质、组成和结构，对物质进行分类，如纯净物、混合物、单质、化合物等。
介绍晶体的基本特征和非晶体的概念，比较两者在结构上的差异。
介绍化合、分解、置换、复分解等四种基本反应类型，阐述其特点和实例。
化学反应的基本类型阐述化学反应中能量的吸收和释放，介绍热化学方程式和盖斯定律。
化学反应中的能量变化介绍化学反应速率的概念和影响因素，阐述化学平衡的建立和移动原理。
化学反应速率与化学平衡介绍氧化还原反应的概念和实例，阐述原电池和电解池的工作原理及应用。
氧化还原反应与电化学化学反应与能量变化介绍三种基本化学键的形成原理、特点和实例。
离子键、共价键和金属键分子间作用力物质的熔沸点与溶解性分子结构与物质性质阐述范德华力、氢键等分子间作用力的产生、特点和影响因素。
介绍物质的熔沸点和溶解性与分子间作用力的关系，解释相关现象。
阐述分子结构对物质性质的影响，如极性、酸碱性等。
化学键与分子间作用力介绍溶液的定义、组成和表示方法，阐述溶质和溶剂的作用。
溶液的概念和组成介绍溶液的配制方法和稀释原理，解释相关计算。
溶液的配制与稀释阐述胶体的定义、性质和制备方法，比较胶体与溶液、浊液的区别。
胶体的性质与制备介绍溶液和胶体在日常生活、工农业生产等领域的应用实例。
溶液与胶体在生活中的应用溶液与胶体性质02无机化学基础知识03元素周期表的应用预测元素性质、指导新元素的合成等01元素周期表的组成与结构周期、族、元素分区等概念02元素性质的变化规律原子半径、电负性、金属性与非金属性等元素周期表及元素性质酸碱反应与盐类水解酸碱反应的定义与分类强酸强碱反应、强酸弱碱反应等酸碱平衡与pH值酸碱指示剂、缓冲溶液等概念盐类水解的原理及应用水解平衡常数、影响水解的因素等氧化还原反应及电化学基础氧化还原反应的基本概念氧化数、氧化剂与还原剂等氧化还原反应的配平与计算半反应法、离子电子法等电化学基础原电池、电解池、电极反应等概念无机物分类及性质无机物的分类氧化物、酸、碱、盐等无机物的性质物理性质（熔点、沸点、密度等）和化学性质（稳定性、反应性等）无机物在日常生活和工业生产中的应用陶瓷、玻璃、肥料、合成材料等03有机化学基础知识介绍IUPAC 命名法，包括基团、取代基、官能团等命名规则。
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54 ʝਗόኪᑺ່hਿᓾʷኪɚ
方 式
得失價電子（詳見 2_2 節）
共用價電子（詳見 2_3 節）
2 ږڢ᙮ࡡɿᐏཥɿc形成陰離子cཥɿ
ٙરΐၾΝɓಂٙඔंΝ
電子排列
4 利用八隅體法則c可推得主族元素的價數：
族 數
1A
2A
3A
5A
6A
7A
價電子數
1
2
3
5
6
7
價 數
Na+
Mg2+
Al3+
2 八隅體法則：
1 鈍氣：氦的價電子數為 2c其餘的鈍氣為 8.其化學性質最安定c不易產生化 學變化.
2 法則：2美國科學家3路易斯認為c其他原子可ᔟ̰͟ཥɿcא͜ཥɿcԴՉ ᄆཥɿᅰၾቌڐඔंʘᄆཥɿᅰཥɿરΐΝc而結合成安定的物 質c此稱為ɞඣۆج.
3 達成八隅體的方式：
4 [Al]3+ 5
寫出下列原子或離子的路易斯電子點式：
4-1 1 2He 2 7N 3 9F-
1
2
3
相關題型 單元練習 非選
2-1 ɞඣۆجၾ༩ഐό 57
（ D ）9 下列哪一個元素的化學性質與其他四者的差異最大？
A氯 B溴 C氟 D氮 E碘. 9 ABCE 氯e溴e氟e碘同族c化學性質相似.
2 7A 族（第 17 族）鹵素元素有 7 個價電子cʷݺᆌcޫᐏ 1 ࡈཥɿcҖ ϓ -1 ᄆᕎɿ.
2 價電子數
下列哪個原子具有 2 個價電子？ A 8O B 12Mg C 9F D 2He E 3Li.
相關題型 單元練習 單1
BD
A 族元素的族數即為價電子數.
A 6A 族.B 2A 族.C 7A 族.D 8A 族c但 He 只有 2 個價電子.E 1A 族.
相關題型 單元練習 單2eq；多1
依八隅體法則c下列哪個原子或離子能安定存在？ A 11Na＋ B 12Mg2＋ C 8O2＋ D 17Cl- E 9F.
ABD
ABD 11Na+：2,8；12Mg2+：2,8；17Cl-：2,8,8c均有 8 個價電子.C 8O2+：2,4c有 4 個價電子.
E 9F：2,7c有 7 個價電子.
2-1 ɞඣۆجၾ༩ഐό 53
二 八隅體法則
ৣΥጫوሙ͉ P.40eP.41
1 價電子：
1 定義：電子所占有的最外殼層稱為價殼層cᄆಠᄴʕٙཥɿ၈މᄆཥɿ. O 的價電子數為 6c參見下圖.
族數 1
2
13
14
15
16
17
18
（1A） （2A） （3A） （4A） （5A） （6A） （7A） （8A）
方 式 狀 況
得失價電子（詳見 2_2 節） ږ᙮ၾږڢ᙮ഐΥࣛ
共用價電子（詳見 2_3 節） ږڢ᙮ၾږڢ᙮ഐΥࣛ
1 ږ᙮ࡡɿ̰̘ཥɿc形成陽離子cཥɿٙ રΐၾɪɓಂٙඔंΝ
電子排列
兩個 F 原子各提供 1 個 價電子共用c使 F 的價 電子數均為 8c電子的 排列方式與氖（10Ne） 相同
（ C ）w 承第 q 題c何者為離子？
w 離子的電子數不等於質子數.C 10 個
（ B ）e 鈍氣化性安定的特性c應與下列何者有關？ 電子e9 個質子c為 -1 價陰離子.
依八隅體法則c下列哪個元素容易形成-3 價陰離子？
3-1
A
7N B
16S C
12Mg D
3Li E
A
9F.B
7N 16S
為 為
5A 6A
族元素c易得到 3 個電子形成-3 價陰離子. 族元素c易形成-2 價陰離子.C 12Mg 為 2A
A
族元素c易形成+2 價陽離子.D 3Li 為 1A 族元素c易形成 +1 價陽離子.E 9F 為 7A 族元素c易形成-1 價陰離子.
6A
7A
8A
將價電子於元素符號的上下左右分置
第 5 個以後的價電子再與先前所繪的電子湊成對
具不成對電子的原子c表示可與別的原子結合（詳見 2_3 節）.
可與 2 個原子結合
不與別的原子結合
2 離子與分子的路易斯電子點式：
離子的電子點式
11Na+：2,8
17Cl-：2,8,8
分子的電子點式 （又稱為༩ഐό）
2-1 ɞඣۆجၾ༩ഐό 55
三 路易斯電子點式
ৣΥጫوሙ͉ P.41
1 路易斯電子點式：
1 意義：將價電子「點」在元素符號周圍c這種表示法稱為路易斯電子點式.
2 第一 ～ 三週期元素的路易斯電子點式：
1A
2A
3A
4A
5A
一般化學反應中c內殼層 的電子不參與反應c故不 用表示出來.
（ A ）0 下列何項的每個原子均有 8 個價電子？
0 BE H 僅 2 個價電子.C Be 僅 4 個價電子.D B 僅 6 個 價電子.
A
B
C
D
E.
7qew 題為題組 q 找最外殼層有 8 個電子者c故選C. （ C ）q 下列哪個原子或離子符合八隅體的結構？（p：質子cn：中子）
A
B
C
D
E
素養題
N3-
O2-
F-
失 1 個電子 失 2 個電子 失 3 個電子 得 3 個電子 得 2 個電子 得 1 個電子
4A 族暫不討論.
5 同一族元素的價電子數相同（He 例外）c化性相似：
1 1A 族（第 1 族）鹼金屬元素僅有 1 個價電子cʷݺᆌcѩ ̘̰1 ࡈཥɿc ίІ್ ˸ޫޢ+1 ᄆජᕎɿҖ࿒πί.
電子 排列
H
原子核
內層電子
最外層電子
He
電子
排列
Li
Be
B
C
N
O
F
Ne
電子
排列
NaMgAl源自SiPSCl
Ar
▲ A 族元素的電子分布（電子排列）圖
2 規律：A ૄ˴ૄʩ९cՉᄆཥɿᅰఱ݊Չૄᅰ（但 8A 族的अԷ̮cᄆཥ ɿᅰ މ2.
1A 族 ! 1 個價電子；7A 族 ! 7 個價電子；8A 族 ! 8 個價電子（He 為 2）
下列哪些元素具有相同的價電子數？
2-1 A 2He B 4Be C 10Ne D 12Mg E 16S.
ABD
A 2He：2；2 個價電子.B 4Be：2,2；2 個價電子.C 10Ne：2,8；8 個價電子.D 12Mg：2,8,2；2 個價電子.E 16S：2,8,6；6 個價電子.
3 八隅體法則
H2
Cl2
H2O
有 8 個價電子
有 8 個價電子
H2eCl2eH2O ʱɿʕcࡡɿմ
電子排列與 10Ne 相同 電子排列與 18Ar 相同 ఖٙᄆཥɿᅰѩୌΥɞඣۆج
4 路易斯電子點式
寫出下列各原子或離子的路易斯電子點式：
1
4Be 2
8O 3
10Ne 4
13Al3+ 5
S2-
16
1
2 3