无机及分析化学课件[全](南京大学第五版)
无机及分析化学(南京大学)课件第2章
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2.3.6 键能和反应焓变的关系
H2(g) 键能 2H(g)
(298 K,100 kPa)
键焓
一般情况下，键能和键焓可以相互通用！
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火箭推进剂
拓展知识
偏二甲肼 (CH3)2NNH和N2O4
(CH3)2NNH2(l)+2N2O4(g)
3N2(g)+4H2O(g)+2CO2(g)
特点：反应强烈放热、快速，且生成物是小分子
的右上标 指反应在标准状态下进行。
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2.3.3 盖斯定律
1840年 俄 盖斯 （Hess G H）
不管化学反应是一步完成，还是分步完成，其热效应总是相同的。
求： 解：反应（1）= 反应（2）+ 反应（3） 所以：
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2.3.4 生成焓
在标准状态和指定温度（通常为298 K）下，由元素的指定单 质生成1 mol某物质时的热效应称为该物质的标准生成焓。 一般化学反应
的。即 ΔS孤 > 0
孤立系统(isolated system)是指与环境不发生物
质和能量交换的系统。 ΔS系 +ΔS环 > 0 过程自发
ΔS系 +ΔS环 < 0
不可能发生的过程
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2.4.4 标准摩尔熵 热力学第三定律:在热力学温度0 K时,任何纯物质的
完整晶体的熵值等于零。 在标准态下1 mol物质的熵值称为该物质的标准摩 尔熵(简称标准熵),用符号 表示。
无机及分析化学
（第五版） 南京大学化学化工学院
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第二章 化学热力学初步
掌握化学反应的标准摩尔焓变的各种计算方法； 掌握化学反应的标准摩尔熵变和 标准摩尔吉布斯自由能变的各种计算方法； 学会用 判断化学反应的方向， 了解温度对 影响； 了解压力和浓度对 的影响；
无机及分析化学南京大学课件演示文稿
1.2.2 稀溶液的通性
溶液的蒸气压降低、沸点升高、凝固点降低和渗透压等,这类 性质称为稀溶液的“依数性”(colligative properties)。
1. 溶液的蒸气压降低
纯水的蒸气压
溶液的蒸气压
拉乌尔(Raoult)定律在一定温度下,难挥发非电解质 稀溶液的蒸气压降低值与溶质的摩尔分数成正比。
聚沉能力 Cl- > Br- > NO3- > I-
2. 溶胶的相互聚沉 3. 加热
纳米材料
拓展知识
纳米微粒的尺寸一般界定为1~100 nm。纳米材料是指 材料的某一尺寸处于纳米级并由此赋予其新特性的材料。 纳米微粒粒径小、表面积大的特点,导致它产生特殊的表面 和界面效应、临界尺寸效应、量子尺寸效应和量子隧道效 应等。随着人们对纳米材料的光、电、磁、热和力学等性 能方面研究的不断深入,它的应用前景将十分诱人。因此纳 米材料被誉为21世纪的新材料。
3. 电学性质——电泳
1.3.3 胶团结构和电动电势 1. 胶团结构
图1-8 AgI胶团结构示意图
2. 电动电势 胶粒与扩散层之间形成了扩散双电层
图1-9 胶粒与介质之间的双电层及电势差 图1-10 电解质对ζ电势的影响
1.3.4 溶胶的稳定性和聚沉 溶胶是热力学不稳定系统，溶胶之所以有相对
的稳定性,主要原因有:
等离子体
拓展知识
物质在一定的压力下,随温度的升高,由固态变成液态, 再变成气态。温度继续升高,气态分子便解离成单个 原子。若温度再进一步提升,则原子的外层电子摆脱 原子核的束缚成为自由电子,失去电子的原子就成为 带正电荷的离子,这个过程称为电离。处于高度电离 状态的气体称为等离子体(plasma)。
若溶剂为水,溶解在1 kg水(相当于
无机及分析化学(第五版)
无机及分析化学(第五版)
1.大分子化合物的概念
•相对分子质量大于10⁴的化合物(纯净物)称为大分子化
合物。
2.大分子物质在溶液中以单分子存在。
像小分子溶液一样，它是一个单向热力学稳定系统。
具有溶解的可逆性。
如:小分子蔗糖与大分子的动物胶分别溶于水中形成溶液。
加热蒸发水，重新得到蔗糖和动物胶，再加水，又能形成溶液。
与溶胶不同的是，一旦积累沉淀，很难用简单的方法使其再次变成溶胶。
3.大分子非常稳定，不像溶胶那样容易聚集和沉降。
•盐析:向水溶液中加入大量的电解质，使小分子物质析
出。
---主要作用:去溶剂化。
•溶剂化:溶质粒子与溶剂分子之间存在较大的相互作用
力。
故溶质溶于溶剂
•盐析和用电解质沉淀是两个完全不同的过程。
4.保护作用
加入适量的高分子溶液(动物胶、蛋白质等。
)加入到易沉淀的溶液中会大大增加溶胶的稳定性。
5.凝胶(一种特殊的分散系统)
胶体颗粒或线性大分子相互连接形成三维网络结构，大量溶剂分子在网络结构的缝隙中被分离，从而失去流动性。
•其性质介于固体和液体之间。
•形成凝胶的过程称为胶凝
•凝胶化过程是网络结构的形成和强化过程。
•凝胶存在是及其普遍的。
大学课件无机及分析化学
无机及分析化学概述无机化学研究内容01分析化学研究内容02无机及分析化学的重要性03课程目标与要求课程目标课程要求熟悉无机及分析化学的基本理论和实验技能，了解相关领域的前沿动态，能够运用所学知识解决实际问题。
原子结构与元素周期律原子的核外电子排布、元素周期表的结构与性质递变规律等。
化学键与分子结构离子键、共价键、金属键的形成与特点，分子的极性与空间构型等。
化学反应基本原理化学反应的热力学与动力学基础，化学平衡与反应速率等。
分析化学基础误差与数据处理、滴定分析、重量分析等基本分析方法与原理。
基础知识回顾原子结构模型汤姆生模型卢瑟福模型波尔模型元素周期表与周期律元素周期表将化学元素按照原子序数从小至大排序的化学元素列表。
列表大体呈长方形，某些元素周期中留有空格，使特性相近的元素归在同一族中，如碱金属元素、碱土金属、卤族元素、稀有气体等。
周期律元素的性质随着元素原子序数的递增而呈现周期性变化的规律。
非金属性同周期主族元素从左到右逐渐增强，同主族元素从上到下逐渐减弱。
同周期主族元素从左到右逐渐减弱，同主族元素从上到下逐渐增强。
电负性同周期主族元素从左到右逐渐增大，同主族元素从上到下逐渐减小。
原子半径同周期主族元素从左到右逐渐减小，同主族元素从上到下逐电离能原子性质及变化规律离子键的形成离子晶体的特点离子晶体的结构030201共价键的形成通过原子间共用电子对形成共价键。
分子晶体的特点低熔点、硬度小、具有挥发性、导电性差（固态和液态）、溶解性（在水中难溶解，易溶于有机溶剂）。
分子晶体的结构分子晶体中，分子间通过范德华力相互吸引，构成晶体。
金属键的形成金属晶体的特点金属晶体的结构化学反应基本类型及特点合成反应分解反应置换反应复分解反应1 2 3反应速率定义影响反应速率的因素反应速率方程化学反应速率与影响因素化学平衡及移动原理化学平衡定义影响化学平衡的因素分析化学概述及分类方法分析化学定义分析化学分类分析化学的任务滴定分析法原理01滴定分析法的应用举例02滴定分析法的优点03重量分析法原理通过化学反应将被测组分转化为一定的称量形式，然后准确称量该称量形式的重量，从而求得被测组分的含量。
无机及分析化学课件
酸碱反应
酸碱反应是指酸和碱之间的中和 反应，生成盐和水。
沉淀反应
沉淀反应是指溶液中的离子结合 成难溶于水的沉淀，从溶液中析 出的过程。
氧化还原反应
氧化数的概念
氧化数是表示原子或分子氧化态的数 值，用于表示原子或分子在氧化还原 反应中的得失电子数。
氧化还原反应的概念
氧化还原反应是指电子转移的反应， 其中氧化剂获得电子，还原剂失去电 子。
气体为参考态。
化学反应的动力学原理
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反应速率的概念
反应速率是描述化学反应快慢的物理量，单位为 摩尔每升每秒（mol/L·s）。
反应速率方程
反应速率与反应物浓度的关系可以用反应速率方 程来表示。
3
活化能的概念
活化能是表示化学反应速率快慢的物理量，单位 为焦耳每摩尔（J/mol）。
酸碱反应与沉淀反应
04 无机化合物的分类与性质
金属元素及其化合物
金属元素概述
金属元素是具有金属光泽、导电、导热性能良好 的元素，通常在周期表中占据一定的位置。
金属单质
金属单质具有金属键合，表现出良好的导电、导 热和延展性。
金属化合物
金属化合物种类繁多，包括氧化物、硫化物、卤 化物等，具有独特的物理和化学性质。
非金属元素及其化合物
杂化合物。
配合物的结构
02
配合物的结构通常由中心原子或离子和配位体组成，配位体通
过配位键与中心原子或离子结合。
簇合物的结构
03
簇合物是由多个原子或离子通过共价键结合形成的复杂化合物，
具有独特的结构和性质。
05 分析化学简介
分析化学的定义与任务
总结词
分析化学是一门研究物质组成、结构和性质的学科，其任务是通过实验手段获 取物质的化学信息。
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课件](https://img.taocdn.com/s3/m/c1be6977192e45361066f5ea.png)
H2O(l)
H2O(g)
凝聚
气液两相平衡
初始： V蒸发 > V凝聚
平衡： V蒸发 = V凝聚 纯水的蒸气压示意图
学习交流PPT
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在纯溶剂中加入难挥发的物质以后，达平衡时，p溶液 总是小于同温度下的p纯溶剂 ，即溶液的蒸气压下降。
学习交流PPT
31
△p=p纯－p液 蒸汽压下降的原因：
正常
少
纯溶剂 学习交流PPT
原因：溶液的蒸气压下降。
学习交流PPT
36
溶液的凝固点下降的原因：溶液的蒸气压下降。
溶
pº
纯水A' B'溶液
剂
(kPa)
的
凝
p
固
点 0.6105
A
下
△p
降
B
示
意
△Tf
图
Tf T学f习*交(流2PP7T3K)
373K
T
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小结：
溶液的沸点上升和凝固点下降的原因都
是溶液的蒸气压下降。而溶液的蒸气压下降
符号为φ，量纲为一。体积分数常用于溶质
为液体的溶液，如果混合过程中产生的体
积变化很小，可近似地认为等于溶质的体
积溶液的总体积 。
学习交流PPT
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【例】：已知浓硫酸的密度ρ为 1.84g/ml，其质量分数为95.6%，一升 浓 硫 酸 中 含 有 的 n(H2SO4) 、 n(1/2H2SO4) 、 c(H2SO4) 、 c(1/2 H2SO4) 各为多少？
p 1n 1 V R,T p 2 n 2 V R,T
p n 1 V R T n 2 V R T n iV R T n 1 n 2n iR V T
南京大学 第五版 无机及分析化学 第三章 化学平衡和化学反应速率
(3) 2COCl2(g) ⇌C(石墨) +CO2(g) +2Cl2(g)在1123 K时的K值。
解：
2 CO(g) + Cl2(g) ↔ COCl2(g)
+） C(石墨) + CO2(g) ↔ 2CO(g)
(4) C(石墨) + CO2(g) + 2Cl2(g) ↔ 2COCl2(g) (4)
由（2）式乘2再加（1）式得（4）式，根据多重平衡规则：
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例题 3-1
将 1.5 mol H2 和1.5 mol I2充入某容器中，使其在 793 K达到 平衡，经分析，平衡系统中含 HI 2.4 mol。求下列反应在该 温度下的 K 。
解：
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例题 3-2
将N2(g)和H2(g)以13体积比装入一密闭容器中，在673K、 5000kPa压力下反应达到平衡，产生12.5%的NH3(g)（体积 比），求该反应的标准平衡常数K？
在一定温度下，某反应处于平衡状态时，生成物的活度以 方程式中化学计量数为乘幂的乘积，除以反应物的活度以方 程式中化学计量数的绝对值为乘幂的乘积等于一常数K。 当反应达到平衡时，ΔrG = 0，则
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3.1.2 标准平衡常数及其有关的计算
1、平衡常数K 与化学反应计量方程式有关；
N2 + 3H2 2NH3 K1= (p(NH3)/p)2(p(H2)/p)3(p(N2)/p)1
或浓度，平衡就向减弱这个改变的方向移动。
N2 + 3H2 2NH3 △rH=-92.2kJ/mol
1. 增加H2的浓度或者分压 2. 减小NH3的浓度或分压 3. 压缩体积而增加系统的总压力 4. 升高系统的温度
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南京大学第五版无机及分析化学第三章化学平衡和化学反应速率
反响的平衡常数为这假设干个分步反响平衡常数的乘积〔或
商〕。
2NH3(aq) + 2H2O(l) ⇌ 2NH4+(aq) + 2OH(aq) (a)
CO2(g) + H2O(l) ⇌ H2CO3(aq)
(b)
H2CO3(aq) ⇌ CO32(aq) + 2H+(aq)
(c)
+) 2H+(aq) + 2OH(aq) ⇌ 2H2O(l)
这里，近似地认为 rHm 和 rSm 不随温度变化。
(1) (2)
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3.2.2 化学平衡移动程度的计算
温度对化学平衡的影响表现为K随温度而变。
升高温度，使平衡向吸热方向移动；降低温度，使平衡向放热方向移动。
温度使化学平衡常数发生变化：
lnK2 K1
rR HTT21T2T1
上式说明了温度对平衡常数的影响。讨论如下：
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3.4.2 质量作用定律
“基元反响的反响速率与反响物浓度以方程式中化学计量 数的绝对值为乘幂的乘积成正比〞 一般基元反响
速率方程
该式称为质量作用定律表达式或速度方程。比例系数k 叫做反响速度常数，在数值上等于各反响物浓度都是单位浓 度时的反响速度。k值的大小由反响本性决定，是反响的特 征常数。k与浓度无关，温度升高那么k增大。
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例题 3-1
将 1.5 mol H2 和1.5 mol I2充入某容器中，使其在 793 K到达 平衡，经分析，平衡系统中含 HI 2.4 mol。求以下反响在该 温度下的 K 。
解：
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例题 3-2
将N2(g)和H2(g)以1 3体积比装入一密闭容器中，在673K、 5000kPa压力下反响到达平衡，产生12.5%的NH3(g)〔体积 比〕，求该反响的标准平衡常数K ？