基础化学全套课件.docx

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基础化学全套课件

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基础化学

基础化学绪论

绪论

introduction

introduction一、无机化学的研究对象

一、无机化学的研究对象

一、无机化学的研究对象

无机化学:

研究元素的单质和化合物的组成、

无机化学:

研究元素的单质和化合物的组成、结构、性质和反应的一门学科。

结构、性质和反应的一门学科。

研究对象:

除去碳氢化合物及其大多数衍生物外,

除去碳氢化合物及其大多数衍生物外,

研究对象:

包括所有元素和它们的化合物的化学性质以及和化

包括所有元素和它们的化合物的化学性质以及和化

学性质有关的物理性质,新化合物的制备,组成和结

学性质有关的物理性质,新化合物的制备,组成和结

构分析等。

构分析等。

二、无机化学发展的各个时期

二、无机化学发展的各个时期

二、无机化学发展的各个时期

1、古代化学——15世纪前的化学史

1、古代化学——15世纪前的化学史

我国古代化学工

我国古代化学工

造纸

造纸

艺的三大发明:

艺的三大发明:

陶瓷技术

陶瓷技术

黑火药

黑火药

造纸?

?

发明于汉代,最初是用蚕丝,接着是用麻纤

造纸?

?

发明于汉代,最初是用蚕丝,接着是用麻纤

维,到了蔡伦造纸术,已经大大扩大了造纸原料。

维,到了蔡伦造纸术,已经大大扩大了造纸原料。

纸的发明,对人类文明是一个伟大贡献。

纸的发明,对人类文明是一个伟大贡献。

黑火药?

?

发明于唐代,其原料是硫黄（S）、硝石

黑火药?

?

发明于唐代,其原料是硫黄（S）、硝石

（KNO）和木碳（C）,主要反应式为:

（KNO）和木碳（C）,主要反应式为:

3

32KNO+3C+SN↑+3CO↑+KS2KNO+3C+SN↑+3CO↑+KS

3222

3222

陶瓷技术?

?

我国的陶瓷技术历史殷殷流长,陶器是

陶瓷技术?

?

我国的陶瓷技术历史殷殷流长,陶器是

瓷器发明的前身,到了唐代,瓷器技术已相当成

瓷器发明的前身,到了唐代,瓷器技术已相当成

熟,江西景德镇的瓷器古今中外闻明,我国的瓷器

熟,江西景德镇的瓷器古今中外闻明,我国的瓷器

技术是在唐代开始传入非洲和欧洲。

技术是在唐代开始传入非洲和欧洲。

古代的其它化学工艺有:

酿酒,制糖,染料,金属

古代的其它化学工艺有:

酿酒,制糖,染料,金属

冶炼,制药等等。

冶炼,制药等等。

2、近代无机化学的建立

2、近代无机化学的建立

前期阶段——无机化学发展的第一（孕育）阶段15-18世纪

前期阶段——无机化学发展的第一（孕育）阶段15-18世纪

初,在此阶段,逐步形成了酸、碱、盐、元素、化合物和化

初,在此阶段,逐步形成了酸、碱、盐、元素、化合物和化

学试剂等概念,发现了硫酸、盐酸、氨和矾等化合物。

学试剂等概念,发现了硫酸、盐酸、氨和矾等化合物。

后期阶段?

?

?

?

?

?

?

?

无机化学分支学科的建立和发展阶段。

或称无无机化学分支学科的建立和发展阶段。

或称无

后期阶段

机化学发展的第二阶段18世纪后期-19世纪末,这一阶段,

机化学发展的第二阶段18世纪后期-19世纪末,这一阶段,

对化学有重大贡献的科学家有:

对化学有重大贡献的科学家有:

波义耳（Boyle,1627-1691,英国物理学家）,他

波义耳（Boyle,1627-1691,英国物理学家）,他

的重要论著是《怀疑派化学家》,敢对旧的理论提

的重要论著是《怀疑派化学家》,敢对旧的理论提

出批判,提出了元素的科学概念,恩格斯对他的评

出批判,提出了元素的科学概念,恩格斯对他的评

价是:

“波义耳把化学确立为科学”。

价是:

“波义耳把化学确立为科学”。

拉瓦锡（Lavoisier,1743-1794,法国化学家）,

他的重要论著是《燃烧概论》,提出了燃烧是氧化

过程的重大化学理论问题,彻底否定了所谓物质燃

烧过程中的“燃素”论。

他是氧元素的发现者。

道尔顿（Dalton,1768-1844,英国的中学教师）,

他的重要论著是《化学哲学新体系》,提出了著名

的原子学说,并对当时知名的几条化学定律（物质

不灭定律、定比定律,倍比定律）提出解释,奠定

了化学的理论基础,被恩格斯称为化学之父:

“化学

中的新时代是从原子论开始的（所以近代化学的始

祖不是拉瓦锡,而是道尔顿）”。

其他的化学发现有:

门捷列夫发现元素周期律,阿佛加德罗确立

其他的化学发现有:

门捷列夫发现元素周期律,阿佛加德罗确立

分子论,盖斯的盖斯定律等等。

分子论,盖斯的盖斯定律等等。

现代无机化学发

现代无机化学发

3、现代无机化学的发展

3、现代无机化学的发展

3、现代无机化学的发展

展阶段的特点:

展阶段的特点:

1从宏观到微观?

?

19世纪末,随着物理学科新技术的采用,

1从宏观到微观

化学的研究开始进入了微观世界,卢瑟福（Rutherford）提出

了含核的原子模型,玻尔（Rohr）提出了量子化原子模型,揭

示了原子内部的构造奥秘,认识了物质的无限可分性。

20世纪

30年代初,建立了在量子力学基础上的现代化学键理论

2从定性描述向定量化发展?

?

随着分析仪器精密度的提高,

2从定性描述向定量化发展

特别是近30年来电子显微镜和电子计算机的使用,使化学分析

手段更加准确、快速,检测手段先进。

如:

核磁共振、x-射线

衍射、质谱等先进仪器。

3既分化又综合,出现许多交叉和边缘学科?

?

如无机化学与

3既分化又综合,出现许多交叉和边缘学科?

?

有机化学的结合形成了有机金属化学、与生物学结合形成了生

物无机化学、与固体物理结合形成了无机固体化学,此外还有

物理无机化学、无机高分子化学、地球化学等等。

《基础化学》电子教案绪论

《基础化学》电子教案绪论

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南通纺织职业技术学院染化系南通纺织职业技术学院染化系《基础化学》电子教案绪论

《基础化学》电子教案绪论

一、气体

第一章

第一章

二、溶液及其浓度表示法

物质及其聚集状态

物质及其聚集状态

三、稀溶液的依数性

四、胶体

五、表面现象

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南通纺织职业技术学院染化系南通纺织职业技术学院染化系《基础化学》电子教案绪论

《基础化学》电子教案绪论

学习目标

学习目标

1.会运用理想气体状态方程、分压定律和分体积定律进行1.会运用理想气体状态方程、分压定律和分体积定律进行有关计算。

有关计算。

2.掌握溶液的各种浓度的表示方法和有关计算。

2.掌握溶液的各种浓度的表示方法和有关计算。

3.了解分散系统的分类及基本特征。

了解胶体的生成、胶

3.了解分散系统的分类及基本特征。

了解胶体的生成、胶体的性质与体的性质与胶体结构胶体结构的关系。

的关系。

4.理解稀溶液的依数性与浓度间的定量关系及在测定非电

4.理解稀溶液的依数性与浓度间的定量关系及在测定非电解质摩尔质量方面的应用,并能利用稀溶液的依数性解解质摩尔质量方面的应用,并能利用稀溶液的依数性解释其在生产中的应用。

释其在生产中的应用。

5.掌握固体表面吸附的类型及其特点,熟悉吸附等温线的

5.掌握固体表面吸附的类型及其特点,熟悉吸附等温线的种类和吸附方程式的意义。

种类和吸附方程式的意义。

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南通纺织职业技术学院染化系南通纺织职业技术学院染化系《基础化学》电子教案绪论

《基础化学》电子教案绪论

第一节气体

第一节气体

气体的最基本特征:

气体的最基本特征:

具有可压缩性和扩散性

具有可压缩性和扩散性

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南通纺织职业技术学院染化系南通纺织职业技术学院染化系《基础化学》电子教案绪论

《基础化学》电子教案绪论

一、理想气体状态方程式

一、理想气体状态方程式

1、理想气体

1、理想气体

人们将符合理想气体状态方程式的气体,称为理

人们将符合理想气体状态方程式的气体,称为理

想气体。

想气体。

理想气体分子之间没有相互吸引和排斥,分子本

身的体积相对于气体所占有体积完全可以忽略。

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南通纺织职业技术学院染化系南通纺织职业技术学院染化系《基础化学》电子教案绪论

《基础化学》电子教案绪论

理想气体:

分子不占体积分子间无相互作用

低压低于数百千帕

低于数百千帕

高温273K

273K

实际气体:

分子有体积分子间有相互作用

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南通纺织职业技术学院染化系南通纺织职业技术学院染化系《基础化学》电子教案绪论

《基础化学》电子教案绪论

2、理想气体状态方程式

2、理想气体状态方程式

PVnRT

PVnRT

P:

气体压力,SI单位为Pa

P:

气体压力,SI单位为Pa

3

3

V:

气体体积,SI单位为m

V:

气体体积,SI单位为mnn:

:

气体的物质的量,气体的物质的量,SSII单位为单位为mmolol

T:

气体的热力学温度,SI单位为K

T:

气体的热力学温度,SI单位为K

R:

摩尔气体常数

R:

摩尔气体常数

注意!

注意!

气体常数R的取值和单位与p、V的单位有关

气体常数R的取值和单位与p、V的单位有关

适用范围:

适用范围:

温度不太低,压力不太高的真实气体。

温度不太低,压力不太高的真实气体。

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南通纺织职业技术学院染化系南通纺织职业技术学院染化系《基础化学》电子教案绪论

《基础化学》电子教案绪论

pVnRT

pVnRT在STP下,p101.325kPa,T273.15K在STP下,p101.325kPa,T273.15K

-33

-33n1.0mol时,V22.414L22.414×10mn1.0mol时,V22.414L22.414×10m

m

m

pVR

nT33?

101325Pa22.410m?

1.0mol273.15K?

11?

8.314JmolK首页前页后页结束

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《基础化学》电子教案绪论

表1-1R的取值和单位与p、V的单位关系

表1-1R的取值和单位与p、V的单位关系

pVR值R单位

pVR值R单位备注

备注

3-1-1

3-1-1

Pam8.314J.mol.KSI单位制

Pam8.314J.mol.KSI单位制

3-1-1

3-1-1

Padm或l8314Pa?

l?

mol?

K

Padm或l8314Pa?

l?

mol?

K我国使

我国使

用单位

用单位

3-1

3-1

atmdm或l0.08206atm?

l?

mol-1?

K

atmdm或l0.08206atm?

l?

mol-1?

K已废止

已废止

pVnRT

pVnRT

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《基础化学》电子教案绪论

理想气体状态方程应用计算p,V,T,n四个物理量之一:

pVnRT

m

nM

mRT

M计算气体摩尔质量:

pV

m?

V

pM

计算气体密度:

?

RT

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《基础化学》电子教案绪论

理想气体状态方程式的应用

理想气体状态方程式的应用

（1）计算p,V,T,n四个物理量之一

（1）计算p,V,T,n四个物理量之一

pVnRT

pVnRT

pVpV

pVpV

①n、T一定（恒温过程）:

①n、T一定（恒温过程）:

1122

1122

②n、p一定（恒压过程）:

②n、p一定（恒压过程）:

V/VT/T

V/VT/T

1212

1212

p/pT/T

p/pT/T

③n、V一定（恒容过程）:

③n、V一定（恒容过程）:

1212

1212

④n一定（任意过程）:

④n一定（任意过程）:

pV/TpV/T

pV/TpV/T

111222

111222

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《基础化学》电子教案绪论

（2）气体摩尔质量的计算

（2）气体摩尔质量的计算pVnRT

mpVRT

mM

n

M

mRTM

pV

-1

M:

gmol

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《基础化学》电子教案绪论

4

4

例1:

当温度为360K时,压力为9.6×10Pa时,0.4

例1:

当温度为360K时,压力为9.6×10Pa时,0.4

L的丙酮蒸气重0.744g。

求丙酮的分子量。

L的丙酮蒸气重0.744g。

求丙酮的分子量。

mRT0.744×8.314×360

mRT0.744×8.314×360

解:

解:

M?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

M?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

4-3

4-3

PV9.6×10×0.4×10

PV9.6×10×0.4×10

-1

-1

57.99g?

mol

57.99g?

mol

答:

丙酮的分子量为57.99。

答:

丙酮的分子量为57.99。

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南通纺织职业技术学院染化系南通纺织职业技术学院染化系《基础化学》电子教案绪论

《基础化学》电子教案绪论

例题2

3

在容积为10.0dm的真空钢瓶内充入氯气,当温度为

7

288K时,测得瓶内的压强为1.01×10Pa。

试计算钢

瓶内氯气的质量,以千克表示。

mMpV

解:

由pVnRTRTm

MRT

7?

3

MpV70.9?

1.01?

10?

10.0?

10

mRT8.314288

2991（g）

2.991（kg）

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《基础化学》电子教案绪论

（3）气体密度的计算

（3）气体密度的计算

PVnRT

PVnRT

m

pMn?

M

RTm/V

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南通纺织职业技术学院染化系南通纺织职业技术学院染化系《基础化学》电子教案绪论

《基础化学》电子教案绪论

例题3

实验测得,在310?

C、101.3KPa时,磷蒸气的密度为

-3

2.64g.dm。

试通过计算求310?

C时磷蒸气的分子式。

pM

解:

?

RT

?

M

RT

p

3

?

RT2.64?

10?

8.314?

310+273

M3

p101.3?

10

-1

=126.3g?

mol

?

126.3/314.07≈4,分子式P

4

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《基础化学》电子教案绪论

二、气体分压定律二、气体分压定律P总

总

1、Dalton分压定律

1、Dalton分压定律

混合n,P混合n,Pn,Pn,Pn,P总总

n,Pn,Pn,P总总

111122223333VVVVVVVV

在同温下,把三种理想气体混合,混合气体的压强是

在同温下,把三种理想气体混合,混合气体的压强是

多少?

多少?

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南通纺织职业技术学院染化系南通纺织职业技术学院染化系《基础化学》电子教案绪论

《基础化学》电子教案绪论

:

H1

2

道尔顿分压定律

道尔顿分压定律:

O2

2

:

N3

2

混合气体的总压力等于

V

各组分气体分压之和

p（总压力）

ppp

3

+

=12

+

V

VV

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南通纺织职业技术学院染化系南通纺织职业技术学院染化系《基础化学》电子教案绪论

《基础化学》电子教案绪论三种气体单独存在时:

三种气体单独存在时:

由理想气体状

由理想气体状

PVnRT

PVnRT

态方程

11态方程

11

PVnRT

PVnRT

33

33

PVnRT

PVnRT

22

22混合气体:

混合气体:

PVnRTn+n+nRTnRT+nRT+nRT

总

总总123123

PV+PV+PVP+P+PV

123123

所以得到:

PP+P+P

总什么是分压?

123分压:

各组分气体单独占有整个体积时的压强

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《基础化学》电子教案绪论

①组分气体:

①

混合物气体中每一种气体叫做组分气体。

混合物气体中每一种气体叫做组分气体。

②分压:

在相同温度下,某组分气体单独存在且具有与混合气

体相同体积时的压强,称为该组分的分压。

③分压定律:

混合气体的总压混合气体中各组分气体分压之和

混合气体的总压混合气体中

pp+p+pp+p+12

12

或pp

或pp

i

i

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南通纺织职业技术学院染化系南通纺织职业技术学院染化系《基础化学》电子教案绪论

《基础化学》电子教案绪论

nRT

nRT

i

ppi

V

V

p

n

i

i?

x某组分的摩尔分数

x某组分的摩尔分数

x

i

i

i

pn

n

i?

pxp

p

ii

n

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南通纺织职业技术学院染化系南通纺织职业技术学院染化系《基础化学》电子教案绪论

《基础化学》电子教案绪论

例题5:

某容器中含有NH、O、N等气体的混合物。

例题5:

某容器中含有NH、O、N等气体的混合物。

322

322

取样分析后,其中n（NH）0.320mol,n（O）

取样分析后,其中n（NH）0.320mol,n（O）

32

32

0.180mol,n（N）0.700mol。

混合气体的总压

0.180mol,n（N）0.700mol。

混合气体的总压

2

2

p133.0kPa。

试计算各组分气体的分压。

p133.0kPa。

试计算各组分气体的分压。

解:

nn（NH）+n（O）+n（N）

解:

nn（NH）+n（O）+n（N）

322

322

0.320mol+0.180mol+0.700mol

0.320mol+0.180mol+0.700mol

1.200mol

1.200mol320

0

nNH

3.0kPa

133

pNHp

3

n

120035.5kPa35.5kPa

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南通纺织职业技术学院染化系南通纺织职业技术学院染化系《基础化学》电子教案绪论

《基础化学》电子教案绪论

0.180

nO?

2?

133.0kPa

pOp?

2

1.200

n20.0kPa

pNp-pNH-pO

232

133.0-35.5-20.0kPa

77.5kPa

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《基础化学》电子教案绪论分压定律的应用分压定律的应用

Pp+p

Pp+p

总氢气水蒸气

总氢气水蒸气

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南通纺织职业技术学院染化系南通纺织职业技术学院染化系《基础化学》电子教案绪论

《基础化学》电子教案绪论

2、分体积定律

2、分体积定律

①分体积:

n,Vn,Vn,V1122总

混合

混合PPP

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《基础化学》电子教案绪论分体积:

分体积:

在相同温度下,某组分气体单独存在且与混合气体具有相同压强

在相同温度下,某组分气体单独存在且与混合气体具有相同压强

时的体积,称为该组分的分体积。

时的体积,称为该组分的分体积。

混合气体总体积=∑（组分的分体积）

混合气体总体积=∑（组分的分体积）

V∑V

V∑V

总i

总i

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南通纺织职业技术学院染化系南通纺织职业技术学院染化系《基础化学》电子教案绪论

《基础化学》电子教案绪论

V

i

②体积分数:

②体积分数:

i

V称为i的体积分数

称为i的体积分数

i

Vn

BBx

ii

Vn

pV

iix

ii

PV

pxp?

p

iii

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南通纺织职业技术学院染化系南通纺织职业技术学院染化系《基础化学》电子教案绪论

《基础化学》电子教案绪论

298K下,将101.3KPa的2升N和50.65KPa的3升O放入6L

22

例题6

例题6

的真空容器中,求N和O的分压、摩尔分数和混合气体总

22

压强。

V

N

2

2/6×101.333.8Kpa

PP起始）

解:

解:

NN

22

V起始）

N

2

V

O

2

3/6×50.6525.3Kpa

PP起始）

OO

22

V起