一级注册结构工程师基础考试普通化学.pptx

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1、3.13.1物质的结构与物质的状态一.原子结构1.1.核外电子的运动特性 核外电子运动具有能量量子化、波粒二象性和统计性的特征，不能用经典牛顿力学来描述核外电子的运动状态。2.2.核外电子的运动规律的描述由于微观粒子具有波的特性，所以在量子力学中用波函数来描述核外电子的运动状态。(1)(1)波函数：用空间坐标(x,y,z)(x,y,z)来描写波的数学函数式,以表征原子中电子的运动状态。一个确定的波函数，称为一个原子轨道。确定电子的一种运动状态.(2)(2)概率密度（几率密度）：用2 2表示电子在核外空间某单位体积内出现的概率大小。第1页/共229页(3)(3)电子云：用黑点疏密的程度描述原子核

2、外电子的概率密度(2 2)分布规律的图形。黑点密的地方，电子出现的概率密度较大，单位体积内电子出现的机会多。氢原子1s电子云（二维投影）电子云（二维投影）yxb第2页/共229页(4)(4)四个量子数四个量子数:波函数波函数由由n,l,mn,l,m三个量子数决定，即三个量子数决定，即(n,l,m)(n,l,m)。三个量子数取值相互制约。三个量子数取值相互制约。主量子数主量子数n n：n=1,2,3n=1,2,3,确定原子确定原子轨道的能量轨道的能量，和电子，和电子离核的远近离核的远近。角量子数角量子数:=0,1,2:=0,1,2n-1n-1(n(n个个),),确定原子确定原子轨道的形状轨道的形

3、状。=0,1,2,30,1,2,3 s,p,d,f s,p,d,f 球形球形 纺锤形纺锤形 梅花形梅花形 复杂复杂 第3页/共229页s轨道投影yxP轨道投影d轨道投影第4页/共229页磁量子数磁量子数m:m=0,1,2m:m=0,1,2(2(2+1+1个个),),确定原子确定原子轨道的空间取向轨道的空间取向。=0=0，m=0m=0，S S轨道空间取向为轨道空间取向为1 1；=1,m=0,1=1,m=0,1，P P轨道空间取向为轨道空间取向为3 3；=2 m=0,1,2,d=2 m=0,1,2,d轨道空间取向为轨道空间取向为5 5；第5页/共229页 一个一个原子轨道原子轨道：指指n n、mm

4、三种量子数都具有一定数值时的一个波函数。三种量子数都具有一定数值时的一个波函数。（n,mn,m），），例如：例如：(1,0,0)(1,0,0)代表基态氢原子的波函数。代表基态氢原子的波函数。n n、mm取值合理才能确定一个存在的波函数，亦即确定电子运动的一个轨道。取值合理才能确定一个存在的波函数，亦即确定电子运动的一个轨道。第6页/共229页n=1(1个),=0,m=0,(1,0,0)n=2（4个）,=n=3(9个),=n=4(16个)波函数数目n2n n、mm的取值与波函数关系：的取值与波函数关系：第7页/共229页n n，相同的轨道称为相同的轨道称为等价轨道。等价轨道。s s轨道有轨道有1

5、 1个个等价轨道，表示为：等价轨道，表示为：p p轨道有轨道有3 3个个等价轨道，表示为：等价轨道，表示为：d d轨道有轨道有5 5个个等价轨道，表示为：等价轨道，表示为：第8页/共229页4)自旋量子数ms=代表电子自身两种不同的运动状态(习惯以顺、逆自旋两个方向形容这两种不同的运动状态）,可用表示自旋平行,表示自旋反平行.n,m,ms四个量子数确定电子的一个完整的运动状态,以（n,m,ms）表示。例：(1,0,0,+),(1,0,0,-)第9页/共229页例题:7.7.对原子中的电子来说，下列成套的量子数中不可能存在的是_。A.(3,1,1,-1/2)B.(2,1,-1,+1/2)A.(3

6、,1,1,-1/2)B.(2,1,-1,+1/2)C.(3,3,0,-1/2)C.(3,3,0,-1/2)D.(4,3,-3,+1/2)D.(4,3,-3,+1/2)9.9.下 列 量 子 数 的 组 合 中，哪 一 个 是 不 合 理 的_。A.n=2,=2,m=1A.n=2,=2,m=1 B.n=2,=1,m=0 B.n=2,=1,m=0C.n=3,=2,m=C.n=3,=2,m=1 D.n=3,=0,m=01 D.n=3,=0,m=019.19.量子力学中的一个原子轨道是指_。A.A.与波尔理论相同的原子轨道B.nB.n具有一定数值时的一个波函数C.nC.n、m m三种量子数都具有一定数

7、值时的一个波函数D.D.、m m二种量子数都具有一定数值时的一个波函数第10页/共229页12.12.某元素最外层原子轨道4S4S上有一个电子,其四个量子数表达式正确的是_._.A.(4.0,1,+1/2)B.(4,1A.(4.0,1,+1/2)B.(4,1，0,-1/2)0,-1/2)C.(4.0,0,+1/2)D.(4C.(4.0,0,+1/2)D.(4，1,1,-1/2)1,1,-1/2)24.24.表示3d3d的诸量子数为：_ A.n=3 A.n=3 =1=1 m=+1 m=+1 m mS S=-=-1/21/2 B.n=3 B.n=3 =2=2 m=+1 m=+1 m mS S=+1

8、/2=+1/2 C.n=3 C.n=3 =0=0 m=+1 m=+1 m mS S=-=-1/21/2 D.n=3 D.n=3 =3=3 m=+1 m=+1 m mS S=+1/2=+1/211p2波函数角度分布形状为:A.双球形B.球形C.四瓣梅花形D.橄榄形第11页/共229页3.3.原子核外电子分布三原则(1)(1)泡利不相容原理：一个原子中不可能有四个量子数完全相同的两个电子。一个原子轨道中只能容纳自旋方向相反的两个电子。表示为：根据每层有n2个轨道，每个轨道最多能容纳两个电子，由此可得出每一层电子的最大容量为：2n2。第12页/共229页(2)(2)最低能量原理：电子总是尽先占据能量

9、最低的轨道。电子依据近似能级图由低到高依次排布。第13页/共229页近似能级图:7s 7s 6s 6s 4f 5d4f 5d 6p 6p 5s 5s 4d4d 5p 5p 4s 4s 3d3d 4p 4p 3s 3p 3s 3p 2s 2p 2s 2p 1s 1s能量逐渐升高能量逐渐升高能量逐渐升高能量逐渐升高第14页/共229页(3)(3)洪特规则：在n n和值都相同的等价轨道中，电子总是尽可能分占各个轨道且自旋平行。如2p2p3 3:3d 3d6 6有几个未成对电子？洪特规则特例：当电子的分布处于全充满、半充满或全空时，比较稳定。全充满:p:p6 6或d d1010或f f1414半充满:

10、p:p3 3或d d5 5或f f7 7全空:p:p0 0或d d0 0或f f0 0例如:2424Cr Cr 1S1S2 22S2S2 22P2P6 63S3S2 23P3P6 63d3d5 54S4S1 1，半充满比较稳定。2929u 1Su 1S2 22S2S2 22P2P6 63S3S2 23P3P6 63d3d10104S4S1 1,全充满比较稳定42Mo、47Ag、79Au第15页/共229页(4)(4)核外电子分布式：原子的 原子的 离子的 离子外层 电子分布式 外层电子分布式 电子分布式 电子分布式 （价电子构型）1111NaNa：1s1s2 22s2s2 22p2p6 63s

11、3s1 1 3s3s1 1 NaNa+:1s:1s2 22s2s2 22p2p6 6 2s2s2 22p2p6 6 1616S S：1s1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p4 4 3s3s2 23p3p4 4 S S2-2-:1s:1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p6 6 3s3s2 23p3p6 6 2626FeFe：1s1s2 22s2s2 22p2p6 6 3s3s2 23p3p6 63d3d6 64S4S2 2 3d3d6 64s4s2 2 FeFe3+3+:1s:1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p6 63d3

12、d5 5 3s3s2 23p3p6 63d3d5 52424CrCr：1S1S2 22S2S2 22P2P6 63S3S2 23P3P6 63d3d5 54S4S1 1 3d3d5 54S4S1 1 CrCr3 3：1S1S2 22S2S2 22P2P6 63S3S2 23P3P6 63d3d3 3 3S3S2 23P3P6 63d3d3 32929u u：1S1S2 22S2S2 22P2P6 63S3S2 23P3P6 63d3d10104S4S1 1 3d3d10104S4S1 1 u u2 2：1S1S2 22S2S2 22P2P6 63S3S2 23P3P6 63d3d9 9 3S3

13、S2 23P3P6 63d3d9 9第16页/共229页例题130.某元素的+2价离子的外层电子分布式为:该元素是:C(A)Mn(B)Cr(C)Fe(D)Co1、24号基态原子的外层电子结构式正确的是（）A、2s2B、3s23p6C、3s23p4D、3d54s13.3.FeFe3+3+的外层电子分布式为_。A.3dA.3d3 34S4S2 2 B.3d B.3d5 5 C.3SC.3S2 23P3P6 63d3d5 5 D.3S D.3S2 23P3P6 63d3d3 34S4S2 21818.原子序数为2525的元素,其+2+2价离子的外层电子分布为。A.A.3d3d3 34s4s2 2 B

14、.B.3d3d5 5 C.C.3s3s2 23p3p6 63d3d5 5 D.D.3s3s2 23p3p6 63d3d3 34s4s2 2 第17页/共229页2020.原子序数为2929的元素，其原子外层电子排布应是：A.3dA.3d9 94s4s2 2 B.3d B.3d10104s4s2 2 C.3d C.3d10104s4s1 1 D.3d D.3d10105s5s1 126.26.铁原子的价电子构型为3d3d6 64s4s2 2，在轭道图中，未配对的电子数为：_ A.0 B.2 A.0 B.2 C.4C.4 D.D.6 6第18页/共229页(5)5)原子、离子的电子式及分子结构式电

15、子式:在元素符号周围用小黑点(或)来表示原子或离子的最外层电子的式子。例如:H.Na.Mg.Ca.:C:H.Na.Mg.Ca.:C:分子结构式：用“”代表一对共用电子对的分子式。例如:NNNN，O=C=OO=C=O，Cl-Cl Cl-Cl，H HCl Cl 二.化学键和分子结构1.1.化学键：分子或晶体中相邻的原子（离子）之间的强烈的相互作用。化学键一般分为离子键、共价键和金属键。(1)(1)离子键：由正负离子的静电引力形成的化学键。离子的外层电子构型大致有：2 2电子构型;8 8电子构型 ;9 91717电子构型 ;1818电子构型;（18182 2）电子构型。第19页/共229页(2)(2

16、)共价键：分子内原子间通过共用电子对(电子云重叠)所形成的化学键。可用价键理论和分子轨道理论来说明。价键理论要点：价键理论认为典型的共价键是在非金属单质或电负性相差不大的原子之间通过电子的相互配对(共用电子对)而形成。原子中一个未成对电子只能和另一个原子中自旋相反的一个电子配对成键，且成键时原子轨道要对称性匹配,并实现最大程度的重叠。所以共价键具有饱和性和方向性。第20页/共229页键：原子轨道沿两核连线，以“头碰头”方式重叠 S-S:H-HS-S:H-H,S-PS-Px x:H-Cl,:H-Cl,P Px x-P-Px x:Cl-Cl :Cl-Cl 键：原子沿两核连线以“肩并肩”方式进行重叠

17、。如 单键 ：Cl-Cl Cl-Cl 双键 ：+-C=C-C=C-三键：+NN NN第21页/共229页 键键第22页/共229页 键键第23页/共229页例题:11.11.根据价键理论和原子轨道重叠原则，N N2 2的结构为_。A.A.一个键,二个键;B.B.三个键;C.C.三个键 ;D.;D.一个键,二个键第24页/共229页2.2.分子的极性与电偶极矩:极性分子和非极性分子用电偶极矩来区别。=q.=q.q q：正负电荷中心带电量；：正负电荷中心之间的距离。极性分子：正负电荷中心不重合，0 0 如：HX,HHX,H2 2O,SOO,SO2 2,H,H2 2S,HCNS,HCN等。且极性:H

18、FHClHBrHI:HFHClHBrHI非极性分子：正负电荷中心重合，=0=0。如:N:N2 2,H,H2 2,CH,CH4 4,CCl,CCl4 4,CO,CO2 2,CS,CS2 2等。第25页/共229页对于双原子分子:分子极性与键的极性一致.即键是极性键,分子是极性分子;键是非极性键,分子是非极性分子.如：N N2 2,H,H2 2、O O2 2非极性分子；HFHClHBrHIHFHClHBrHI极性分子对于多原子分子:分子是否极性不仅取决于键的极性,而且取决于分子的空间构型(结构对称的为非极性分子)如：CHCH4 4,CCl,CCl4 4,CO,CO2 2,CS,CS2 2非极性分子

19、第26页/共229页3.3.分子空间构型和杂化轨道理论杂化轨道理论要点:1 1）电子在成键原子的作用下，进行激发；2)2)能级相近的原子轨道互相杂化;3)3)几个轨道参加杂化,形成几个杂化轨道；4)4)成键能力更强。以此用来解释分子的空间构型。第27页/共229页杂化轨道类型杂化轨道类型SPSPSPSP2 2SPSP3 3SPSP3 3（不等性）（不等性）空间构型空间构型直线型直线型平面正三形平面正三形角形角形正四面体正四面体三角锥型三角锥型V V字型字型实例实例BeClBeCl2 2,HgCl2,HgCl2,CO2,CO2，CS2CS2，C2H2 C2H2 BClBCl3 3,BF,BF3

20、3（B，Al，Ga等等IIIA元素元素的卤化物的卤化物）,C2H4CHCH4 4,SiH,SiH4 4,CClCCl4 4,SiCl,SiCl4 4 （IVAIVA元素）元素）NHNH3 3PHPH3 3,PClPCl3 3（VAVA元素）元素）H H2 2O O H H2 2S S（VIAVIA元元素）素）分子极性：分子极性：非极性非极性非极性非极性非极性非极性 极性极性极性极性 第28页/共229页 1)sp杂化杂化:4Be 2s2第29页/共229页图5.18sp杂化轨道分子空间构型为分子空间构型为直线型，键角直线型，键角180 例如：例如：HgCl2、BeCl2分子。分子。第30页/共

21、229页2)sp2杂化杂化:5B 2s22p1第31页/共229页附图5.15 sp2杂化轨道sp2杂化轨道成键特征：杂化轨道成键特征：键角为键角为120,120,分子空间构型为分子空间构型为平面正三角形。平面正三角形。第32页/共229页如如:BX3,H2C=CH2BCl3和CH2CH2的空间构型第33页/共229页3)等性等性sp3杂化杂化:6C 2s22p2等性杂化：各个杂化轨道所含成分完全相同。等性杂化：各个杂化轨道所含成分完全相同。第34页/共229页附图5.16 sp3杂化轨道第35页/共229页sp3杂化轨道成键特征：杂化轨道成键特征：键角为键角为10928，分分子空间构型为子空

22、间构型为正四面体正四面体。例如：例如：CH4,CX4甲烷的空间构型甲烷的空间构型第36页/共229页4)sp3不等性杂化不等性杂化7N 2s22p38O 2s22p4NH3空间构型为空间构型为三角锥形三角锥形,H2O空间构型为空间构型为“V”形形不等性杂化：各个杂化轨道所含成分不完全相同。不等性杂化：各个杂化轨道所含成分不完全相同。第37页/共229页例题2、用杂化轨道理论推测下列分子空间构型，其中为平面三角形的是（）A、NF3B、AsH3C、BF3D、SbH35.5.下列分子中其中心原子采用SPSP3 3不等性杂化的是 。A.BeClA.BeCl2 2 B.BCl B.BCl3 3 C.PH

23、C.PH3 3 D.CCl D.CCl4 415.15.下列分子中，偶极距不为零的是。A AH H2 2O O B BH H2 2 C CCOCO2 2 D DO O2 2第38页/共229页22.22.下列哪些叙述是正确的_。A.A.多原子分子中，键的极性越强，分子的极性越强;B.B.具有极性共价键的分子，一定是极性分子;C.C.非极性分子中的化学键，一定是非极性共价键;D.D.分子中的键是非极性键，分子一定是非极性分子.2727 COCO2 2、H H2 2O O、NHNH3 3三种分子的极性不同：_COCO2 2属非极性分子，H H2 2O O、NHNH3 3属极性分子。COCO2 2、

24、NHNH3 3属非极性分子 ，H H2 2O O属极性分子三者均是极性分子 它们均是非极性分子第39页/共229页4.4.分子间力非极性分子与非极性分子间的力 色散力：瞬时偶极和瞬时偶极之间产生的分子间的力。瞬时偶极：由于分子在某瞬间正负电荷中心不重合所产生的一种偶极。非极性分子与极性分子间的力 色散力;诱导力：由固有偶极和诱导偶极之间所产生的分子间力。诱导偶极：由于分子受外界电场包括极性分子固有偶极场的影响所产生的一种偶极。极性分子与极性分子之间的力 色散力;诱导力;取向力：由固有偶极之间所产生的分子间力。第40页/共229页 分子间力是色散力、诱导力和取向力的总称。分子间力也叫范德华力。其

25、中色散力最普遍，也最重要。分子间力比一般化学键弱得多，没有方向性和饱和性。同类型分子中，色散力与摩尔质量成正比，故可近似认为分子间力与摩尔质量成正比。例题:2.2.下列各物质分子间只存在色散力的是 。.H H2 20 0 .NHNH3 3 .SiHSiH4 4 .HCl.HCl6.6.HClHCl分子间的力有_。A.A.色散力 B.B.色散力、诱导力、取向力C.C.诱导力、取向力 D.D.色散力、诱导力10.10.下列分子中,分子间作用力最大的是_。A.FA.F2 2 B.ClB.Cl2 2 C.BrC.Br2 2 D.ID.I2 2第41页/共229页5.5.氢键：氢原子除能和电负性较大的X

26、 X原子（如：F F、O O、N N）形成强的极性共价键外，还能吸引另一个电负性较大的Y Y原子（如：F F、O O、N N）中的孤电子云对形成氢键。X XH HY,Y,X X、Y Y电负性较大的原子如(F(F、O O、N)N)分子中含有F FH H键、O OH H键或N NH H键的分子能形成氢键。如,HFHF、H H2 2O O、NHNH3 3、无机含氧酸(HNO(HNO3 3、H H2 2SOSO4 4、H H3 3BOBO3 3等)、有机羧酸（COOHCOOH）、醇(OH)OH)、胺(NH(NH2 2)、蛋白质等分子之间都存在氢键。而乙醛（CHCH3 3 CHOCHO）和丙酮（CHCH

27、3 3COCOCHCH3 3）等醛、酮、醚分子之间则不能形成氢键。但与水分子之间能形成氢键。第42页/共229页例题129.下类物质存在氢键的是:B(A)HBr(B)H2SO4(C)C2H8(D)CHCl31.1.下列物质中，含有氢键的是 _。.H.H2 2S S .NH.NH3 3 .HCHO .HCHO .C.C6 6H H6 64.4.在下列物质中含有氢键的是_ _ C C _ _。A.HClA.HCl B.H B.H2 2S S C.CHC.CH3 3CHCH2 2OHOH D.CH D.CH3 3OCHOCH3 36.6.下列含氢化合物中,不存在氢键的化合物有_ _._.C.C2 2

28、H H5 5OH OH .C.C3 3H H8 8 .NH.NH3 3 .H.H3 3BOBO3 3第43页/共229页6.6.分子间力对物质性质的影响物质的熔点和沸点：同类型的单质和化合物，其熔点和沸点一般随摩尔质量的增加而增大。因为分子间的色散力随摩而质量的增加而增大。但含有氢键的物质比不含氢键的物质熔点和沸点要高。例如，HFHF、HClHCl、HBrHBr、HIHI沸点（。）：、8585、5757、3636因HFHF分子间存在氢键，其熔点和沸点比同类型的氢化物要高，出现反常现象。物质的溶解性：“（极性）相似者相溶”即极性溶质易溶于极性溶剂；非极性（或弱极性）溶质易溶于非极性（或弱极性）溶

29、剂。溶质和溶剂的极性越相近，越易互溶。例如，碘易溶于苯或四氯化碳，而难溶于水.第44页/共229页例题:1414.下列物质熔点最高的是_。A ACFCF4 4 B BCClCCl4 4C CCBrCBr4 4 D DCICI4 45151H H2 2O O的沸点是100100，H H2 2SeSe的沸点是-42-42，这种反常现象主要是由下述哪种原因引起的？_。.分子间力 .共价键 .离子键 .氢键第45页/共229页三、晶体结构和性质(一)晶体的基本类型和性质1.1.离子晶体（1 1）晶格结点上的微粒正、负离子。（2 2）微粒间作用力离子键。作用力随离子电荷的增多和半径的减少而增强。（3 3

30、）晶体中不存在独立的简单分子。例如NaClNaCl晶体,表示NaNa+:Cl:Cl=1:1=1:1。（4 4）晶体的特性熔点高、硬度大；延展性差；一般易溶于极性溶剂；熔融态或水溶液均易导电。在相同类型的典型离子晶体中，离子的电荷越多，半径越小，晶体的熔点越高，硬度越大。第46页/共229页例1 1：例2 2：离子晶体离子晶体正、负离子半径和正、负离子半径和正、负离子电荷数正、负离子电荷数熔点熔点硬度硬度NaFNaF2.302.301 ,1 ,1 19939932.32.3CaOCaO2.312.312 ,2 ,2 2261426144.54.5离子晶体离子晶体正离子半径正离子半径正、负离子电荷

31、数正、负离子电荷数熔点熔点硬度硬度CaOCaO0.99 0.99 2,2,2 2261426144.54.5MgOMgO0.66 0.66 2,2,2 2285228525.55.56.56.5第47页/共229页离子与电荷的规律如下：在同一周期中，自左而右随着正离子电荷数的增多，离子半径逐渐减少,如，NaNaMgMg2 2;K;KCaCa2 2ScSc3 3,同一元素，随着正离子电荷数的增多，离子半经减少。如 Fe2+Fe3+Fe2+Fe3+在同一族中，自上而下离子半经逐渐增大。如，I IBrBrClClF F 第48页/共229页2.2.原子晶体.(1)(1)晶格结点上的微粒原子。（2 2

32、）微粒间作用力共价键。（3 3）晶体中不存在独立的简单分子。例如方石英（SiOSiO2 2）晶体,表示Si:O=1:2Si:O=1:2。（4 4）晶体的特性熔点高、硬度大；延展性差；一般溶剂中不溶；是电的绝缘体或半导体。常见的原子晶体有金刚石（C C）和可作半导体材料的单晶硅（SiSi）、锗(Ge)(Ge)、砷化镓(GaAs)(GaAs)、以及碳化硅(SiC)(SiC)和方石英(SiO(SiO2 2)。第49页/共229页3.3.分子晶体 (1)(1)晶格结点上的微粒极性分子或非极性分子。（2 2）微粒间作用力分子间力（还有氢键）。在同类型的分子中，分子间力随分子量的增大而增大。（3 3）晶体

33、中存在独立的简单分子。例如COCO2 2晶体,表示一个分子。(4(4）晶体的特性熔点抵、硬度小(随分子量的增大而增大)；延展性差；其溶解性遵循“相似者相溶”。(有的易溶于有机溶剂)第50页/共229页4 4金属晶体 (1)(1)晶格结点上的微粒原子或正离子。（2 2）微粒间作用力金属键。（3 3）晶体中不存在独立的简单分子。（4 4）晶体的特性是电和热的良导体，熔点较高、硬度较大；优良的变形性和金属光泽。(二)过渡型的晶体1.1.链状结构晶体如石棉,链与链之间的作用力弱的静电引力;链内的作用力强的共价键。有纤维性。2.2.层状结构晶体如石墨,层与层之间的作用力大键;层内的作用力SPSP2 2S

34、PSP2 2键。是热和电的良导体,可作润滑剂。第51页/共229页例题8.8.下列氧化物中,熔点最高的是_。A.MgOA.MgO B.CaO B.CaOC.SrO D.SOC.SrO D.SO2 27.7.下列物质中，熔点由低到高排列的顺序应该是：A.NHA.NH3 3PHPH3 3SiOSiO2 2CaO B.PHCaO B.PH3 3NHNH3 3SiOSiO2 2CaOCaO .NH.NH3 3 CaO PH CaO PH3 3 SiO SiO2 2 D.PH D.PH3 3NHNH3 3CaOSiOCaO SrF SrF2 2 CaF CaF2 2 MgF MgF2 2B.MgFB.M

35、gF2 2 CaF CaF2 2 SrF SrF2 2 BaF BaF2 2C.SrFC.SrF2 2 CaF CaF2 2 BaF BaF2 2 MgF MgF2 2D.CaFD.CaF2 2 MgF MgF2 2 SrF SrF2 2 BaF BaF2 2第52页/共229页四.气体定律1.1.理想气体状态方程 :PV=nRTPV=nRTP P压力（PaPa），V V体积（m m3 3）,T,T绝对温度（K K）；n n摩尔数（molmol）,R R气体常数R R8.314JK8.314JK-1-1molmol-1-1当n n一定时，P P、V V、T T变则有 n,Tn,T一定时，P P

36、1 1V V1 1P P2 2V V2 2n,Pn,P一定时，T T，P P一定时，PVPV ,M,M =第53页/共229页2.2.分压定律分压：气体混合物中每一种气体的压力，等于该气体单独占有与混合气体相同体积时所产生的压力。道尔顿分压定律:适于各组分互不反应的理想气体。气体混合物总压力等于混合物中各组分气体分压的总和。P P总P PA AP PB B混合气体中某组分气体的分压，等于总压力乘该组分气体的摩尔分数。分压定律可用来计算混合气体中组份气体的分压、摩尔数或在给定条件下的体积。第54页/共229页34.将0.125dm3压力为6.08104Pa的气体A与0.15dm3压力为8.111

37、04Pa的气体B,在等温下混合在0.5dm3的真空容器中,混合后的总压力为:A.1.42105Pa;B.3.95104PaC.1.4atm;D.3.9atm混合后:PA=6.08104Pa0.125/0.5=1.52104Pa,PB=8.110.15/0.5=2.43104Pa,混合后的总压力为:P=PA+PB=1.52104Pa+2.43104Pa=3.95104Pa第55页/共229页3.23.2溶液3.23.2溶液一.溶液浓度的表示(%)1.(%)1.质量分数 (C)2.(C)2.物质的量浓度 (m)3.(m)3.质量摩尔浓度 (x)4.(x)4.摩尔分数 第56页/共229页二.稀溶液

38、的通性1.1.溶液的蒸汽压下降（1 1）蒸汽压（饱和蒸汽压）P P0 0：在一定温度下，液体和它的蒸汽处于平衡时，蒸汽所具有的压力。试验证明:溶液的蒸汽压总是低于纯溶剂的蒸汽压，其差值称为溶液的蒸汽压下降（P）。（2 2）拉乌尔定律：在一定温度下，难挥发的非电解质稀溶液的蒸汽压下降和溶质（B B）的摩尔分数成正比。例题:108.一封闭钟罩中放一杯纯水A和一杯糖水B，静止足够长时间发现（B）。A、A杯水减少，B杯中水满后不再变化B、A杯变成空杯，B杯中水满后溢出C、B杯水减少，A杯水满后不再变化D、B杯水减少至空杯，A杯水满后溢出第57页/共229页2.2.溶液的的沸点上升和凝固点下降（1 1）

39、沸点：液相的蒸汽压等于外界压力时的温度。（2 2）凝固点：液相蒸汽压和固相蒸汽压相等时的温度。（3 3）汽化热：恒温恒压下，液态物质吸热汽化成气态，所吸收的热量称为汽化热。试验证明:溶液的沸点总是高于纯溶剂的沸点；溶液的凝固点总是低于纯溶剂的凝固点。利用凝固点下降的原理,冬天可在水箱中加入乙二醇作为防冻剂。（3 3）拉乌尔定律：难挥发非电解质稀溶液的沸点上升和凝固点下降与溶液的质量摩尔浓度（m,m,）成正比。TTb b=k=kb b.m T.m Tf f=k=kf f.m.m 第58页/共229页3.3.渗透压：为维持被半透膜所隔开的溶液与纯溶剂之间的渗透平衡而需要的额外压力。半透膜:动物的肠

40、衣、细胞膜、膀胱膜等只允许溶剂分子透过,而不允许溶质分子(或离子)透过的膜称半透膜.v=nRT =CRTv=nRT =CRT第59页/共229页电解质溶液的通性：电解质溶液，或者浓度较大的溶液也与非电解质稀溶液一样具有溶液蒸汽压下降、沸点上升、凝固点下降和渗透压等性质（稀溶液依数性）但是，稀溶液定律所表达的这些依数性与溶液浓度的定量关系不适用于浓溶液和电解质溶液。对于电解质溶质的稀溶液，蒸汽压下降、沸点上升、凝固点下降和渗透压的数值都比同浓度的非电解质稀溶液的相应数值要大。第60页/共229页沸点高低或渗透压大小顺序为：对同浓度的溶液来说，A A2 2B B或ABAB2 2型强电解质溶液ABA

41、B型强电解质溶液弱电解质溶液非电解质溶液蒸汽压或凝固点的顺序正好相反：对同浓度的溶液来说，A A2 2B B或ABAB2 2型强电解质溶液ABAB型强电解质溶液弱电解质溶液非电解质溶液第61页/共229页例1,将质量摩尔浓度均为0.10molkg-1的BaCl2,HCl,HAc,蔗糖水溶液的粒子数、蒸气压、沸点、凝固点和渗透压按从大到小次序排序:解：按从大到小次序排序如下：粒子数:BaCl2HClHAc蔗糖蒸气压:蔗糖HAcHClBaCl2沸点:BaCl2HClHAc蔗糖凝固点:蔗糖HAcHClBaCl2渗透压:BaCl2HClHAc蔗糖第62页/共229页例题131.下类水溶液渗透压最高的是

42、:D(A)(B)(C)(D)3636TTb b=K=Kb b.m,.m,式中 m m 是 。A.A.溶夜的质量百分浓度 B.B.溶夜的体积摩尔浓度C.C.溶夜的摩尔分数浓度 D.D.溶夜的质量摩尔浓度39.39.水 箱 中 加 入 防 冻 剂 乙 二 醇，其 理 由 是_。A.A.渗 B.B.凝固点下降 C.C.沸点上升 D.D.蒸汽压下降第63页/共229页40.40.下列哪一种物质的水溶液的蒸气压最大_。A.0.1mol kgA.0.1mol kg-1-1NaCl B.0.1mol kgNaCl B.0.1mol kg-1-1蔗糖 C.0.1mol kgC.0.1mol kg-1-1CaC

43、lCaCl2 2 D.0.1mol kgD.0.1mol kg-1-1HAcHAc4343 下 列 水 溶 液 中 凝 固 点 最 低 的 是_._.A.0.01 A.0.01 molkgmolkg-1-1NaNa2 2SOSO4 4 B.0.01 B.0.01 molkgmolkg-1 1HACHACC.0.1 molkgC.0.1 molkg-1-1C C3 3H H5 5(OH)(OH)3 3 D.0.1 molkgD.0.1 molkg-1-1HClHCl45.45.定 性 比 较 下 列 四 种 溶 液(浓 度 都 是 0.1 0.1 molkgmolkg-1-1)的沸点，沸点高的是

44、_。A.AlA.Al3 3(SO(SO4 4)3 3 B.MgSOB.MgSO4 4 C.CaClC.CaCl2 2 D.CHD.CH3 3CHCH3 3OHOH第64页/共229页三.可溶电解质单相电离平衡 水 的 电 离：H H2 2O O（）=H=H+(aq)(aq)+OHOH-(aq)(aq)(1)(1)水的离子积：K KW W=C(H=C(H+)C(OHC(OH)25 250 0C C K KW W=1.010=1.010-14-14在任何酸碱性的溶液中,皆有C(HC(H+)C(OHC(OH)=1.010)=1.010-14-14 (2)(2)pHpH值:pH=:pH=lgC(Hlg

45、C(H+),),pOH=pOH=lgC(OHlgC(OH),),pH+pOH=1 pH+pOH=1第65页/共229页酸碱理论（）酸碱电离理论：酸解离时生成的正离子全部是H H+。碱解离时生成的阴离子全部是OHOH（）酸碱质子理论：酸凡能给出H H+的物质。碱凡能接受H H+的物质。HAHA =H=H+A A共轭酸 共轭碱例如,共轭酸碱对:HAc:HAcNaAcNaAc、HFHFNHNH4 4F F、NHNH4 4ClClNHNH3 3、H H2 2COCO3 3HCOHCO3 3、HCOHCO3 3COCO3 32 2、H H2 2POPO4 4HPOHPO4 42 2等。第66页/共229

46、页 (3)(3)酸碱电子理论：酸凡能接受电子对的物质。碱凡能给出电子对的物质。一元弱酸的解离：HAc(aq)=HHAc(aq)=H+(aq)+Ac(aq)+Ac(aq)(aq)弱酸的解离常数：KaKa大则酸性强,Ka,Ka只与温度有关,而与浓度无关,在一定温度下,为一常数.若弱酸比较弱，KaKa10104 4则：在一定的温度下,随浓度C C而变,溶液稀释时,浓度下降,升高,但解离常数不变.第67页/共229页例题132.25C度时,HCN水溶液中的A(A)2.210-6mol.dm-3(B)(C)(D)44.44.对于弱酸来说，溶液越稀则。A.A.解离度越大，酸性越强;B.B.解离度越小，酸性

47、越弱C.C.解离度不变，酸性不变;D.D.解离度越大，酸性大小不定47.47.当温度不变，对公式=(K=(Ka a/C)/C)1/21/2的叙述正确的是：_。A.CA.C不变，则(Ka)(Ka)1/21/2 B.KaB.Ka不变，则(1/C)(1/C)1/21/2 C.C C.C变小，则Ka Ka 变小 D.CD.C增大，则Ka Ka 亦增大49.49.在0.05moldm0.05moldm-3-3的HCNHCN中，若有0.010.010 0/0 0的HCNHCN电离了，则HCNHCN的解离常 数为 _。.510.510-10-10 .510.510-8-8 .510.510-6-6 .2.5

48、10.2.510-7-7第68页/共229页一元弱碱的解离：NHNH3 3(aq)(aq)H H2 2O(O(）=NH=NH4 4(aq)(aq)OHOH(aq)(aq)弱碱的解离常数 K Kb b=若弱碱比较弱，K Kb b10104 4则：第69页/共229页多元弱酸：二级解离比一级解离弱，近似按一级解离处理。H H2 2S(aq)=HS(aq)=H(aq)(aq)HSHS(aq),Ka(aq),Ka1 1=9.110=9.1108 8HSHS(aq)=(aq)=H H(aq)(aq)S S2 2(aq),Ka(aq),Ka2 2=1.110=1.1101212KaKa1 1KaKa2 2

49、,忽略二级解离，按一级解离处理:第70页/共229页6.6.盐类水解平衡及溶液的酸碱性(1)(1)强碱弱酸盐的水解:水解生成弱酸和强碱,溶液呈碱性。例如NaAcNaAc水解:Ac:AcH H2 2O=HAcO=HAcOHOH(2)(2)强酸弱碱盐的水解:水解生成弱碱和强酸,溶液呈酸性。例如NHNH4 4ClCl水解:NH:NH4 4H H2 2O=NHO=NH3 3.H.H2 2O OH H（3 3）弱酸弱碱盐水解：水解生成弱酸和弱碱,溶液酸碱性视弱酸KaKa和弱碱KbKb相对强弱大小。例如NHNH4 4AcAc水解溶液呈中性：NHNH4 4AcAc H H2 2O O NHNH3 3.H.H

50、2 2O O HAcHAc（4 4）强酸强碱盐水解：溶液呈中性。如NaClNaCl。第71页/共229页7.7.缓冲溶液（1 1）同离子效应：在弱电解质溶液中，加入与弱电解质具有相同离子的强电解质，使弱电解质的解离度降低，这种现象叫做同离子效应。在弱酸的溶液中，加入该酸的共轭碱（弱酸盐），或在弱碱的溶液中加入该碱的共轭酸（弱碱盐），则弱酸或弱碱解离度降低。例如，在HAcHAc溶液中加入NaAcNaAc，使HAcHAc解离平衡向左移动，即HAc(aq)=HHAc(aq)=H+AC+AC(aq)(aq)ACAC（加入NaAcNaAc），从而使HAcHAc解离度降低。（2 2）缓冲溶液：由弱酸及其共