大学普通化学课件.
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大学普通化学_原子结构和元素周期表PPT88页
微观粒子电子： m 9 .1 1 0- 3 0 k 1 v g 1 ,6~ 0 17 m 0- 1.s
由 m h 1 17 60 0m mss- -1 1,, 7 7..3 3 6 61 1- - 0 01 9m m 0
宏观物体子弹： m = 1.0 ×10-2 kg, ν = 1.0 × 103 m • s-
Plank 的 量子论 Einstein 的光子学说 电子微粒性的实验
导致了人们对波的深层次认
识，产生了讨论波的微粒性 概念为基础的学科 量子力 学（quantum mechanics）.
钱币的一面已被翻开！
另一面谁来翻开？
16
1.2.2 微粒的波动性
● 微粒波动性的直接证据 — 光的衍射和绕射
Properties of some subatomic particles
Particle Symbol Mass/u*
Electron
e- 5.486×10-4
Proton
p 1.0073
Neutron
Positron
αparticle βparticle γphoton
n 1.0087
e+ 5.486×10-4
v3.289 1105 (212-n12)s-1
n=3 n=4 n=5 n=6
红 （Hα） 青 （Hβ ） 蓝紫 （ Hγ ） 紫 （Hδ ）
22
E hv
6.626
19
H+
H
H-
D
He
波粒二象性对化学的重要性在于：
波尔以波的微粒性（即能量 量子化概念）为基础建立了他 的氢原子模型.
20
薛定鳄等则以微粒波动性为 基础建立起原子的波动力学模 型.
大学普通化学第六版第2章精品课件
反应实例ΔH ΔS ΔG = Δ HT Δ S正反应的自 发性
① H2(g) + Cl2(g) = 2HCl(g) — +
—
自发(任何温 度)
②2CO(g) = 2C (s) + O2(g) + ③CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(s) + ④N2(g) + 3H2(g) =2NH3(g) —
-635.09
Sm (298.15 K)/(J. mol-1 . K-1) 92.9
39.75
r Hm (298.15 K) = B f Hm,B (298.15 K)
-393.509 213.74
B
={(-635.09)+(-393.509)-(-1206.92)} kJ.mol-1
= 178.32 kJ.mol-1
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20
2. ΔrGm与r Gm ө的关系
热力学等温方程式:
rG m (T r)G m (T R)lT n
B
(pB )B p
R=8.314J.K-1.mol-1; pθ=100 kPa
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21
任一反应: aA(g)+ bB(g) = gG(g) +dD
大家好
1
第2章
化学反应的基本原理与大气污染
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2
本章主要内容
一. 化学反应的方向 二. 化学平衡 三. 化学反应速率 *四. 大气污染及其控制
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3
2.1 化学反应的方向
普通化学完整教学课件
系统内部运动能量的总和，用 U 表示。内部运动包括分 子的平动、转动、振动以及电子运动和核运动。
由于分子内部运动的相互作用十分复杂，因此目前尚无法测定内能 的绝对数值。
内能的特征：
➢ 状态函数
➢ பைடு நூலகம்绝对数值 ➢ 广度性质
思考：同样的物质，在相同的温度和压力下，前者放在
10000m高空，以400m/s飞行的飞机上，后者静止在地面上。
系统吸热为正，系统放热为负。
热量q不是状态函数
普通化学
功与体积功
在物理或化学变化的过程中，系统与环境除热 以外的方式交换的能量都称为功。
功的符号规定： （注意功符号的规定尚不统一） 系统得功为正，系统作功为负
两者的内能相同吗？
相同
普通化学
对于一个给定的系统，其内能有一个固定的值。 能量是一个广延量（见1.3节），一个系统的总 的内能正比于该系统中物质的总质量。 将系统在终态与始态之间的内能差值定义为系
统的内能改变量，用ΔU表示：
ΔU＝U终－U始
普通化学
1.1.6 内能的改变量与热和功的关系 热力学第一定律的代数式：
可逆过程
体系经过某一过程，由状态Ⅰ变到状态Ⅱ之 后，如果通过逆过程能使体系和环境都完全复原， 这样的过程称为可逆过程。它是在一系列无限接 近平衡条件下进行的过程。
普通化学
1.1.4 热力学第一定律
封闭系统，不做非体积功时，若系统从环
境吸收热q，从环境得功w，则系统内能的增加
ΔU (U2 – U1)为：
ΔU = Q + W
热力学规定，当系统从环境中吸热时Q为正 值，当系统对环境做功时，W为负值。换句话 说，系统吸收热和环境对系统做功都增加了系 统的内能。
2普通化学_课件_中国农业大学
3
K
( 3 ) 渗透压法 1g/12000g 0.1L 2 . 03 kPa
cRT
mol
1
8.314kPa
mol
1
K
1
L 293 K
1
The Best
注意
• 稀溶液依数性的定量关系只适应于非电解质稀
溶液（难挥发），而对于浓溶液或电解质溶液，
定量关系不再成立，但性质依然存在。
拉乌尔（F M Raoult）
拉乌尔（Raoult，1830－1901）
2012-7-30
47
1.5.1 离子氛模型(model of ionic atmosphere )
1.5.2 活度(activity )
B BcB / c
B为B的活度
B 为活度系数(activity coefficient)，与溶液中离子间的相互 作用有关 cB为物质B的浓度 国标规定 b为标准浓度（1.0mol kg-1)－通常用c= 1.0molL-1
； kPa
R: 8.314 kPaL mol-1 K-1
cB:
mol L -1
（1）渗透方向：
小
溶剂 稀溶液 （2）等渗溶液： 渗透能力相同的溶液 1 = 2
大
溶液 浓溶液
c1= c2
（3）反渗透作用 在浓溶液一方施加较其渗透压还大的外
压，强迫溶剂分子由渗透压大的溶液进
入渗透压小的溶液。
1.2.1 分散系定义 分散系——由一种或多种物质分散在其它 一种物质中构成的系统。
分散系由分散剂和分散质构成。
分散质——被分散的物质。 分散剂——分散其它物质。
1.2.2 分散系的分类(classify)
K
( 3 ) 渗透压法 1g/12000g 0.1L 2 . 03 kPa
cRT
mol
1
8.314kPa
mol
1
K
1
L 293 K
1
The Best
注意
• 稀溶液依数性的定量关系只适应于非电解质稀
溶液（难挥发），而对于浓溶液或电解质溶液，
定量关系不再成立，但性质依然存在。
拉乌尔（F M Raoult）
拉乌尔（Raoult，1830－1901）
2012-7-30
47
1.5.1 离子氛模型(model of ionic atmosphere )
1.5.2 活度(activity )
B BcB / c
B为B的活度
B 为活度系数(activity coefficient)，与溶液中离子间的相互 作用有关 cB为物质B的浓度 国标规定 b为标准浓度（1.0mol kg-1)－通常用c= 1.0molL-1
； kPa
R: 8.314 kPaL mol-1 K-1
cB:
mol L -1
（1）渗透方向：
小
溶剂 稀溶液 （2）等渗溶液： 渗透能力相同的溶液 1 = 2
大
溶液 浓溶液
c1= c2
（3）反渗透作用 在浓溶液一方施加较其渗透压还大的外
压，强迫溶剂分子由渗透压大的溶液进
入渗透压小的溶液。
1.2.1 分散系定义 分散系——由一种或多种物质分散在其它 一种物质中构成的系统。
分散系由分散剂和分散质构成。
分散质——被分散的物质。 分散剂——分散其它物质。
1.2.2 分散系的分类(classify)
同济大学普通化学ppt第一章(第一节)
9
* 注意它们的正负号： 通常是站在体系 体系的立场来规定的： 体系 体系从环境吸热 （获得能量），Q为正值； 体系向环境放热（损失能量）， Q为负值。 环境对体系作功（获得能量），W为正值; 体系对环境作功（损失能量），W为负值 ①。
① 对于功（W）的正负符号规定，有的书刊与此相反。
10
*功有不同的形式：
溶液反应海洋地球体系的划分根据体系与环境间的关系可将体系分为三大类分类物质交换能量交换敞开体系有封闭体系无孤立体系无有有无敞开体系封闭体系孤立体系二体系的性质在热力学体系中温度压力体积密度等宏观性质称作体系的热力学性质thermodynamicpropertyofsystem简称为体系的性质
第一节
基 本 概 念
= 8.3145 Pa ⋅ m3 ⋅ K −1 ⋅ mol −1
= 8.3145 J ⋅ K −1 ⋅ mol −1
14
2．理想气体分子的特征 严格遵守理想气体状态方程的气体称为理想气体。 *理想气体分子间的作用力忽略不计； *理想气体分子本身占有的体积忽略不计。 严格意义上的理想气体实际上是不存在的。但对实际气体 来说，只要温度不是太低，压力不是太高，都可以近似用理 想气体状态方程作有关p、V、T、n 的计算。
汽 油 水 汽 冰 水 铁粉和硫磺粉
12
*对于相这个概念，要注意如下几点：
(1) 不论有多少种气体组分都只有一个相（即气相）。这种只有一个 相的体系称为单相体系或均匀体系。 (2) 除固溶体（固体溶液）外，每一种固态物质即为一个相，体系中 有多少种固态物质即有多少相。含有两个或多个相的体系称为多相体系 或非均匀体系。 (3) 液态物质视其互溶程度通常可以是一相（例如水与酒精的混合 物）、两相（例如水和油的混合物）、甚至三相共存（例如水、油和汞 的混合物）。 (4) 单相体系中不一定只有一种组分物质（例如气体混合物即由多种 物质所组成）；同一种物质也可因聚集状态的不同而形成多相体系（例 如水、水蒸气和冰三相共存）；聚集状态相同的物质在一起也不一定就 是单相体系（例如油水分层的液态体系有两相）。
大学普通化学-课件
。
04
化学实验基础
实验安全与操作规范
01
实验安全须知
了解实验中可能存在的危险因素 ，遵守实验室安全规定，确保自 身和他人安全。
02
实验操作规范
03
实验器材使用
掌握实验操作流程，严格按照实 验步骤进行操作，避免因操作不 当引发事故。
正确使用实验器材，了解各类器 材的用途、使用方法和注意事项 。
实验设计与数据处理
有机化合物与高分子材料
01
02
03
04
有机化合物是指含碳元素的化 合物，其种类繁多，性质各异
。
有机化合物在工业、农业、医 药、环保等领域具有广泛的应 用，如塑料、合成纤维、农药
等。
高分子材料是指分子量较大的 有机化合物，其具有优良的力
学性能和化学稳定性。
高分子材料在工业、农业、交 通、通讯等领域具有广泛的应 用，如合成橡胶、合成纤维等
化学在工业生产中的应用
农业
化肥、农药、植物生长调节剂等。
制造业
材料合成、表面处理、电镀等。
能源
石油、天然气、太阳能等的开采和利用。
环保
污水处理、大气治理等。
化学前沿科技与发展趋势
纳米技术
纳米材料、纳米药物等。
绿色化学
环境友好型的合成方法、反应 条件等。
生物技术
基因工程、蛋白质工程等。
新能源
燃料电池、太阳能电池等。
大学普通化学-课件
目录
• 化学基本概念 • 化学反应原理 • 元素与化合物性质 • 化学实验基础 • 化学应用与前沿科技
01
化学基本概念
化学的定义与性质
总结词
理解化学的本质和特性是学习化学的基础。
04
化学实验基础
实验安全与操作规范
01
实验安全须知
了解实验中可能存在的危险因素 ，遵守实验室安全规定，确保自 身和他人安全。
02
实验操作规范
03
实验器材使用
掌握实验操作流程，严格按照实 验步骤进行操作，避免因操作不 当引发事故。
正确使用实验器材，了解各类器 材的用途、使用方法和注意事项 。
实验设计与数据处理
有机化合物与高分子材料
01
02
03
04
有机化合物是指含碳元素的化 合物，其种类繁多，性质各异
。
有机化合物在工业、农业、医 药、环保等领域具有广泛的应 用，如塑料、合成纤维、农药
等。
高分子材料是指分子量较大的 有机化合物，其具有优良的力
学性能和化学稳定性。
高分子材料在工业、农业、交 通、通讯等领域具有广泛的应 用，如合成橡胶、合成纤维等
化学在工业生产中的应用
农业
化肥、农药、植物生长调节剂等。
制造业
材料合成、表面处理、电镀等。
能源
石油、天然气、太阳能等的开采和利用。
环保
污水处理、大气治理等。
化学前沿科技与发展趋势
纳米技术
纳米材料、纳米药物等。
绿色化学
环境友好型的合成方法、反应 条件等。
生物技术
基因工程、蛋白质工程等。
新能源
燃料电池、太阳能电池等。
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目录
• 化学基本概念 • 化学反应原理 • 元素与化合物性质 • 化学实验基础 • 化学应用与前沿科技
01
化学基本概念
化学的定义与性质
总结词
理解化学的本质和特性是学习化学的基础。
大学化学 课件课本
注：溶胶粒子电荷的主要来源是从介质中选择 性的吸附某种离子。
3、胶团结构 （1）Fe(OH)3的胶团结构
Fe(OH)
胶核
3 m nFeO
(n x)Cl
反离子
- x
xCl
电位离子
反离子
吸附层
扩散层
胶粒
胶团
（2）Fe(OH)3胶核吸附电位离子的示意图
（3）几种常见溶胶的胶团结构
（2）量度方法
名称 定义 数学表达式
n( B ) c( B) V
单位
物质的量浓 度
质量分数 质量摩尔浓 度
mol﹒dm-3
量纲为1 mol﹒kg-1
mB w( B ) m
n( B ) m( B ) m
n( B ) x( B) n
物质的量分 数
量纲为1
(4)浓度之间的相互换算
mB n( B ) w( B) c( B) V M ( B)V M ( B) n( B ) n( B ) n( B ) c( B) mB m V mA
Ag+ Ag+
AgCl正溶胶 : AgCl
m
nAg (n
x x) NO 3 xNO 3
ⅱKCl过量时，溶液中有过量的 K+、Cl-、NO3- ，溶胶粒子优先 吸附Cl- 而带负电荷。 Cl
--
Cl--
Cl--
Cl-Cl-Cl--
Cl--
ⅲ若是等物质的量进 行反应，则不能形成 溶胶。
液体分子对溶 胶粒子的撞击
粗分散系
（3）电学性质：电泳 现象：在外电场作用下的定向移动 电泳： 在电场中，分散质粒子作定向移动，称为电泳。
3、胶团结构 （1）Fe(OH)3的胶团结构
Fe(OH)
胶核
3 m nFeO
(n x)Cl
反离子
- x
xCl
电位离子
反离子
吸附层
扩散层
胶粒
胶团
（2）Fe(OH)3胶核吸附电位离子的示意图
（3）几种常见溶胶的胶团结构
（2）量度方法
名称 定义 数学表达式
n( B ) c( B) V
单位
物质的量浓 度
质量分数 质量摩尔浓 度
mol﹒dm-3
量纲为1 mol﹒kg-1
mB w( B ) m
n( B ) m( B ) m
n( B ) x( B) n
物质的量分 数
量纲为1
(4)浓度之间的相互换算
mB n( B ) w( B) c( B) V M ( B)V M ( B) n( B ) n( B ) n( B ) c( B) mB m V mA
Ag+ Ag+
AgCl正溶胶 : AgCl
m
nAg (n
x x) NO 3 xNO 3
ⅱKCl过量时，溶液中有过量的 K+、Cl-、NO3- ，溶胶粒子优先 吸附Cl- 而带负电荷。 Cl
--
Cl--
Cl--
Cl-Cl-Cl--
Cl--
ⅲ若是等物质的量进 行反应，则不能形成 溶胶。
液体分子对溶 胶粒子的撞击
粗分散系
（3）电学性质：电泳 现象：在外电场作用下的定向移动 电泳： 在电场中，分散质粒子作定向移动，称为电泳。
普通化学PPT课件
无机化合物的制备与分离
01
02
03
04
制备方法
通过化学反应制备无机化合物 ，如电解法、热分解法、复分
解法等。
分离技术
根据无机化合物的性质差异， 采用不同的分离技术，如蒸馏
、萃取、重结晶等。
实验操作
在实验室中通过实验操作制备 和分离无机化合物，如沉淀法 、结晶法、离子交换法等。
工业生产
在工业生产中采用大规模制备 和分离技术，如电解法、热解
非金属化合物
非金属元素之间形成的化合物，如二氧化碳、二氧化硫 等。
离子化合物
由正离子和负离子结合形成的化合物，如氯化铵、氢氧 化钠等。
共价化合物
原子之间通过共享电子形成的化合物，如氢气、氧气等 。
配位化合物
由配位体和中心原子通过配位键结合形成的化合物，如 硫酸铜等。
酸碱盐
酸是解离时产生的阳离子全部是氢离子的化合物；碱是 解离时产生的阴离子全部是氢氧根离子的化合物；盐是 金属阳离子和酸根阴离子构成的化合物。
当的官能团作为主链，按照碳原子数从多到少的顺序编号，并标明取代
基的位次和名称。
有机化合物的结构与性质
共价键
有机化合物分子中原子间通过共用电子对形成的相互作用称为共价键。共价键的类型包括 单键、双键和三键，它们决定了有机化合物的化学性质。
分子构型与构象
分子中原子在空间的排列方式称为构型，而由于分子内或分子间相互作用导致的暂时性空 间排列称为构象。构型和构象的改变会影响有机化合物的物理性质和化学性质。
有机反应机理
了解有机反应机理有助于理解反应是如何进行的，从而更好地选择反应条件和 控制反应过程。掌握不同类型的有机反应机理，如亲核反应、亲电反应、自由 基反应等，对于进行有机合成具有重要意义。
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2. 状态和状态函数 状态：系统的宏观性质的综合表现。 状态函数：描述系统状态的物理量 (p,V,T)。 特点：①状态一定,状态函数一定。 ② 当系统状态发生变化时，状态函数 的变化值只与始态、终态有关，而 与变化途径无关。
3. 过程和途径
过程：系统从始态到终态发生的一系 列变化。 恒温过程：始态、终态温度相等，并且过 程中始终保持这个温度。T1=T2
0 aA bB yY zZ
0 B B
B
B —物质B的化学计量数，是量纲一的量。
νA= –a， νB= –b， νY=y， νZ=z 。 例如： N2 g 3H2 g 2NH3 g ν (N2) = –1， ν (H2) = –3， ν(NH3)= 2
第二章 化学反应的能量与方向
§2.1 化学反应中的质量关系 §2.2 化学反应中的能量关系 §2.3 熵与熵变
§2.4 Gibbs函数与反应的方向
§2.1 化学反应中的质量关系
2.1.1 化学反应计量式 2.1.2 反应进度
2.1.1 化学反应计量式
aA bB yY zZ —化学反应计量式
吸热反应H 0, 放热反应H 0
3. rUm和rHm
恒压条件下，化学反应： 0 BB
B
反应进度为1mol时，反应的焓变 ——反应的摩尔焓变，记作：rHm 。
H r H m
U 同理，恒容条件下： rU m 体积功为零： W = –pex V
2. 热力学能 热力学能(U)： 系统内所有微观粒子的全部 能量之和，也称内能。 U是状态函数。
U 2 U1 U
热力学能变化只与始态、终态有关，与 变化途径无关。
3. 热力学第一定律 热力学第一定律的实质是能量守恒与 转化定律。
U1 Q U W 2
U2 = U1 + Q + W U2 - U1 = Q + W 对于封闭系统热力学第一定律的数 学表达是为： U Q W
9.0 6.0
2.0 4.0
1 3 N 2 g H 2 g NH 3 g 2 2
t0
5.0
12.0
9.0
0
2.0
(mol)
(mol)
t t1时 4.0
' 1
n N 2
N
2
(4.0 5.0)mol 2.0mol 1/ 2
反应进度必须对应具体的反应方程式。
恒压过程：始态、终态压力相等，并且过 程中始终保持这个压力。p1=p2 恒容过程：始态、终态容积相等，并且过 程中始终保持这个容积。V1=V2
2.2.2 热力学第一定律
1. 热和功 热( Q ) ： 系统与环境之间由于存在温差而传递
的能量。单位：J。
热不是状态函数。 规定：系统放热：Q <0 系统吸热：Q >0
U Qp pexV
U 2 U1 Qp pex V2 V1 U 2 U1 Qp p2V2 p1V1 Qp (U 2 p2V2 ) U1 p1V1
令：U + pV = H ——焓，状态函数 H = H2 – H1 ——焓变 则：Qp = H 即，在恒压且非体积功为零的过程中， 封闭系统从环境吸收的热等于系统焓的增 加。
功( W )：
系统与环境之间除热之外以其他形式传 递的能量 。 规定：系统对环境做功，W<0（失功） 环境对系统做功，W>0（得功） 功不是状态函数
分类：体积功，非体积功
恒压过程体积功的计算： pex
V1
l
W Fex l
pex A l pex V
pex V2 V1
2.2.3 化学反应热
1. 恒容反应热 封闭系统，在恒容过程中，系统和环境 之间交换的热量为恒容反应热。用QV表示。 因为：V = 0，所以：体积功W = 0；
若系统不做非体积功，则： QV = U
即，在恒容且非体积功为零的过程中，封闭
系统从环境吸收的热等于系统热力学能的增
加。
2.恒压反应热与焓变 封闭系统，在恒压过程中，系统和环 境之间交换的热量为恒压反应热。用Qp表 示。若系统不做非体积功，则：
U H pexV
对于无气体参加的反应，W = –pex V=0 U≈H 有气体参加的反应： W =-pex V=-pex (V2-V1) = -(n2-n1)RT= -nRT U=H -nRT 当反应进度为1mol时， rU m r H m - B(g) RT
B
由于 B(g) RT相对很小，
B
通常认为：rUm≈rHm
2.2.4 热化学方程式
表示化学反应及其反应热(标准摩尔焓 变)关系的化学反应方程式。 2H2(g)+O2(g) 2H2O(g) mol-1 rHm (298.15K) = – 483.64kJ· △
§2.2 化学反应中的能量关系
2.2.1 热力学常用术语和基本概念 2.2.2 热力学第一定律 2.2.3 化学反应热 2.2.4 热化学方程式 2.2.5 化学反应的焓变
2.2.1 热力学常用术语和基本概念
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。
2.1.2 反应进度
对于化学反应：0 BB
B
定义：d B dnB
式中：nB—B的物质的量；
1
—反应进度，单位：mol。
nB
B
nB (t ) nB (0)
B
N2 g 3H2 g 2NH3 g
t0时 nB/mol 5.0 12.0 0
0 1
2
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
n1 N 2 (4.0 5.0)mol 1 1.0mol N 2 1