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面向21世纪课程教材
无机化学
第四版
大连理工大学无机化学教研室编
绪论
一、化学：在分子、原子或离子的层次上研究物质 的组成、结构、性质、变化及其内在联系和外界变 化条件的科学。
二、分类（传统）
1、有机化学：研究有机物的化学。
有机物——含碳元素的化合物（碳的氧化物、碳酸 盐及氰化物除外）
2、无机化学——研究元素和有机物以外的所有化合 物的化学。
真实气体的状态方程式---van der Waals 气体状态方程：
(p
a
n2 V2
)(V
nb)
nRT
式中a、b分别是对气体压力和体积较正中的 相关常量，称van der Waals常量。
每种气体的a、b值不同。
第二章 热 化 学
2-1 基本概念
2-1-1 系统和环境
系统： 敞开系统： 封闭系统：(本章主要研究对象) 隔离系统：(或孤立系统) 环境： 2-1-2 状态与状态函数
1、状态：
指系统物理性质和化学性质的综合表现
2、状态函数：
确定系统热力学状态的宏观性质的物理量，
如p、V、T、U、n 等
3、状态函数的特征：
A、状态函数随系统状态而发生改变。
B、状态函数的变化值仅取决于系统的始 终态，而与系统所经历的途径无关。
例：ΔT=308K–298K=10K只与系统的初 终态温度T有关，而与过程无关。
2-2-3 热力学第一定律 数学表达式
由：始态U1 QW(（传所递做的的热功量））终态U2
（2）配平（包括原子种类和数量、离子电 荷）
（3）标明物质的状态（ g , l , s , aq）
2、反应进度 P24
例： N2(g) + 3H2(g) = 2NH3(g) ξ
开始nB/mol 3.0 10.0 0
0
t时nB/mol 2.0 7.0 2.0 ξ
n(N2 ) n(H2 ) n(NH3) (N2 ) (H2 ) (NH3)
规定：
Q与W的取值正、负有不同的规定： Q为正（+）值，则系统吸热
Q Q为负（－）值，则系统放热 W为正（+）值，则环境对系统作功
W W为负（－）值，则系统对环境作功
2-2-2 热力学能(或内能)：
指热力学系统内部能量的总和。(用符号U 表示)
注意：
A、U属于状态函数，其单位为KJ(或J)。
B、系统内能(U)的绝对值无法确定，但可 通过实验确定其变化值(△U)。
n= 1 mol 气体的标准摩尔体积 V = 22.414x10 -3 m 3 气体常数 R=8.314 J·mol-1 ·K-1
1-1-2 理想气体状态方程式的应用 1、计算P、V、T、n 中的任意物理量 例1-1 P2
2、确定气体的密度和摩尔质量 例1-2 P3
1-2 气体混合物
1-2-1 混合气体分压定律
反应，以寻求化学性质与物理性质本质联系的普遍 规律。是化学的理论部分。 三、重要性及学习方法 1、学习态度、方法。 2、听课效率、笔记、作业、实验。
主要参考书 大连理工大学 无机化学 第三版 武汉大学等 无机化学 第三版 北京师范大学等 无机化学 第三版 无机化学释疑与习题解析
第一wk.baidu.com 气 体
1-1 理想气体状态方程式 气体的基本物理特征：扩散性和可压缩性 主要表现 1、气体没有固定的体积和形状 2、气体最易被压缩 3、不同种的气体能以任意比例相互均匀混合 4、气体的密度很小
它以元素周期表和原子结构理论为基础，研究100 多种元素的单质和无机化合物的制备、结构、性质 及变化规律。
分支学科：生物无机、无机合成、无机高分子化学、 稀土化学、配位化学等。
3、分析化学：研究物质化学组分的鉴定、测定方 法和有关原理。
分支学科：光谱、色谱、质谱及核磁共振分析。 4、物理化学：以物理学的原理和方法研究物质及其
2-2 热力学第一定律
2-2-1 热和功 热Q——温度不同时的能量交换(传递) 功W——除热以外的其它形式传递的能 功的形式：包括体积功和非体积功。
对于体积功：
W V2 p dv V1
当p始 = p终 = p时，则： W = －p△V=－p(V2－V1) 注意：热与功与过程有关，因而它们都不是 状态函数。
——混合气体的总压等于混合气体中各组分气体的 分压之和
数学表达式： p = p1 + p2 + p3+····· 根据 pBV=nBRT
n=n1 +n2+n3+····· 推出：pB /p = nB/n
令 xB = nB/n ---第B 组分气体的摩尔分数
则 pB = nB/n× p = xB p
注意：状态函数的变化值并不是状态函数。
2-1-3 过程
定温过程：T始＝T终 定压过程：p始＝p终 定容过程：△V＝０
2-1-4 相
相：系统中物理和化学性质完全相同而与 其它部分有明确界面的部分
均相系统或单相系统
非均相系统或多相系统
2-1-5 化学反应方程式和反应进度
1、正确书写化学反应方程式
（1）根据实验事实，正确写出反应物和产 物的化学式
(2.0 3.0)mol (7.0 10.0)mol
1
3
(2.0 0)mol =1.0mol 2
ξ =1.0mol时，表明按该化学反应方程进 行了1.0mol反应，即表示1.0mol N2和 1.0mol的3H2反应并生成了1.0mol的 2NH3
从上面计算可看出，无论用反应物和产 物中的任何物种的物质的量的变化量来 计算反应进度ξ ，结果都相同。
1-1-1 理想气体状态方程式 描述气体状态的四个物理量：V、p、T、n 理想气体状态方程：pV=nRT 理想气体：气体分子不占空间、分子间无作用力。 真实气体在低压高温条件下近似看作理想气体。 单位：p——Pa, V——m3 , T ——K，
n—— mol 标准状态下，T = 273.15K , p =101325Pa ,
1-2-2 分压定律的应用 例1-3 P4
例1-4 P5
1-4 真实气体 理想气体：气体分子不占空间、分子间无作用力 真实气体在低压高温条件下近似看作理想气体 真实气体应用理想气体状态方程计算，有些气体
产生的偏差较小，如H2、O2、N2 等；有些气 体产生的偏差较大，如CO2、H2O(g) 等，而 另一些气体在高压下常出现偏差 产生偏差的原因： 1、气体分子体积的影响 2、气体分子间相互作用的影响
无机化学
第四版
大连理工大学无机化学教研室编
绪论
一、化学：在分子、原子或离子的层次上研究物质 的组成、结构、性质、变化及其内在联系和外界变 化条件的科学。
二、分类（传统）
1、有机化学：研究有机物的化学。
有机物——含碳元素的化合物（碳的氧化物、碳酸 盐及氰化物除外）
2、无机化学——研究元素和有机物以外的所有化合 物的化学。
真实气体的状态方程式---van der Waals 气体状态方程：
(p
a
n2 V2
)(V
nb)
nRT
式中a、b分别是对气体压力和体积较正中的 相关常量，称van der Waals常量。
每种气体的a、b值不同。
第二章 热 化 学
2-1 基本概念
2-1-1 系统和环境
系统： 敞开系统： 封闭系统：(本章主要研究对象) 隔离系统：(或孤立系统) 环境： 2-1-2 状态与状态函数
1、状态：
指系统物理性质和化学性质的综合表现
2、状态函数：
确定系统热力学状态的宏观性质的物理量，
如p、V、T、U、n 等
3、状态函数的特征：
A、状态函数随系统状态而发生改变。
B、状态函数的变化值仅取决于系统的始 终态，而与系统所经历的途径无关。
例：ΔT=308K–298K=10K只与系统的初 终态温度T有关，而与过程无关。
2-2-3 热力学第一定律 数学表达式
由：始态U1 QW(（传所递做的的热功量））终态U2
（2）配平（包括原子种类和数量、离子电 荷）
（3）标明物质的状态（ g , l , s , aq）
2、反应进度 P24
例： N2(g) + 3H2(g) = 2NH3(g) ξ
开始nB/mol 3.0 10.0 0
0
t时nB/mol 2.0 7.0 2.0 ξ
n(N2 ) n(H2 ) n(NH3) (N2 ) (H2 ) (NH3)
规定：
Q与W的取值正、负有不同的规定： Q为正（+）值，则系统吸热
Q Q为负（－）值，则系统放热 W为正（+）值，则环境对系统作功
W W为负（－）值，则系统对环境作功
2-2-2 热力学能(或内能)：
指热力学系统内部能量的总和。(用符号U 表示)
注意：
A、U属于状态函数，其单位为KJ(或J)。
B、系统内能(U)的绝对值无法确定，但可 通过实验确定其变化值(△U)。
n= 1 mol 气体的标准摩尔体积 V = 22.414x10 -3 m 3 气体常数 R=8.314 J·mol-1 ·K-1
1-1-2 理想气体状态方程式的应用 1、计算P、V、T、n 中的任意物理量 例1-1 P2
2、确定气体的密度和摩尔质量 例1-2 P3
1-2 气体混合物
1-2-1 混合气体分压定律
反应，以寻求化学性质与物理性质本质联系的普遍 规律。是化学的理论部分。 三、重要性及学习方法 1、学习态度、方法。 2、听课效率、笔记、作业、实验。
主要参考书 大连理工大学 无机化学 第三版 武汉大学等 无机化学 第三版 北京师范大学等 无机化学 第三版 无机化学释疑与习题解析
第一wk.baidu.com 气 体
1-1 理想气体状态方程式 气体的基本物理特征：扩散性和可压缩性 主要表现 1、气体没有固定的体积和形状 2、气体最易被压缩 3、不同种的气体能以任意比例相互均匀混合 4、气体的密度很小
它以元素周期表和原子结构理论为基础，研究100 多种元素的单质和无机化合物的制备、结构、性质 及变化规律。
分支学科：生物无机、无机合成、无机高分子化学、 稀土化学、配位化学等。
3、分析化学：研究物质化学组分的鉴定、测定方 法和有关原理。
分支学科：光谱、色谱、质谱及核磁共振分析。 4、物理化学：以物理学的原理和方法研究物质及其
2-2 热力学第一定律
2-2-1 热和功 热Q——温度不同时的能量交换(传递) 功W——除热以外的其它形式传递的能 功的形式：包括体积功和非体积功。
对于体积功：
W V2 p dv V1
当p始 = p终 = p时，则： W = －p△V=－p(V2－V1) 注意：热与功与过程有关，因而它们都不是 状态函数。
——混合气体的总压等于混合气体中各组分气体的 分压之和
数学表达式： p = p1 + p2 + p3+····· 根据 pBV=nBRT
n=n1 +n2+n3+····· 推出：pB /p = nB/n
令 xB = nB/n ---第B 组分气体的摩尔分数
则 pB = nB/n× p = xB p
注意：状态函数的变化值并不是状态函数。
2-1-3 过程
定温过程：T始＝T终 定压过程：p始＝p终 定容过程：△V＝０
2-1-4 相
相：系统中物理和化学性质完全相同而与 其它部分有明确界面的部分
均相系统或单相系统
非均相系统或多相系统
2-1-5 化学反应方程式和反应进度
1、正确书写化学反应方程式
（1）根据实验事实，正确写出反应物和产 物的化学式
(2.0 3.0)mol (7.0 10.0)mol
1
3
(2.0 0)mol =1.0mol 2
ξ =1.0mol时，表明按该化学反应方程进 行了1.0mol反应，即表示1.0mol N2和 1.0mol的3H2反应并生成了1.0mol的 2NH3
从上面计算可看出，无论用反应物和产 物中的任何物种的物质的量的变化量来 计算反应进度ξ ，结果都相同。
1-1-1 理想气体状态方程式 描述气体状态的四个物理量：V、p、T、n 理想气体状态方程：pV=nRT 理想气体：气体分子不占空间、分子间无作用力。 真实气体在低压高温条件下近似看作理想气体。 单位：p——Pa, V——m3 , T ——K，
n—— mol 标准状态下，T = 273.15K , p =101325Pa ,
1-2-2 分压定律的应用 例1-3 P4
例1-4 P5
1-4 真实气体 理想气体：气体分子不占空间、分子间无作用力 真实气体在低压高温条件下近似看作理想气体 真实气体应用理想气体状态方程计算，有些气体
产生的偏差较小，如H2、O2、N2 等；有些气 体产生的偏差较大，如CO2、H2O(g) 等，而 另一些气体在高压下常出现偏差 产生偏差的原因： 1、气体分子体积的影响 2、气体分子间相互作用的影响