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基础无机化学部分第1页，此课件共49页哦 第一篇 化学基础知识第一章 化学反应1 化学反应速度和化学平衡1.1 化学反应速率化学反应速率 1.2影响速度的因素影响速度的因素1.3化学平衡化学平衡1.4平衡常数平衡常数1.5化学平衡移动化学平衡移动第2页，此课件共49页哦1 化学反应速度和化学平衡化学反应速度和化学平衡1.1 化学反应的平均速化学反应的平均速度度 H2与与O2具有生成具有生成H2O的强烈趋势的强烈趋势,但室温下气体但室温下气体混合物放置混合物放置1万年仍看不出生成万年仍看不出生成H2O的迹象。如果点的迹象。如果点燃那么就会发生爆炸。为了利用这个反应释放的巨燃那么就会发生爆炸。为了利用这个反应释放的巨大能量大能量,就必须提供适当的动力学条件。因此，化就必须提供适当的动力学条件。因此，化学动力学研究还在于其实学动力学研究还在于其实第3页，此课件共49页哦定定 义义 反应速率反应速率(反应比率反应比率)是指给定条件下反应物通过化是指给定条件下反应物通过化学反应转化为产物的速率，常用单位时间内反应物浓度学反应转化为产物的速率，常用单位时间内反应物浓度的减少或者产物浓度的增加来表示。的减少或者产物浓度的增加来表示。浓度常用浓度常用mol dm3，时间常用，时间常用s，min，h，d，y。反。反应速率又分为平均速率（平均比率）和瞬时速率（瞬间应速率又分为平均速率（平均比率）和瞬时速率（瞬间比率）两种表示方法。比率）两种表示方法。第4页，此课件共49页哦 实际工作中如何选择，往往取决于哪一种物质更易实际工作中如何选择，往往取决于哪一种物质更易 通过实验监测其浓度变化。通过实验监测其浓度变化。速率方程相同，但各自的速率方程相同，但各自的k不同。不同。aA +bB yY +zZ对于一般的化学反应：对于一般的化学反应：第5页，此课件共49页哦反应反应 2W+X Y+Z哪种速率表达式是正确的？哪种速率表达式是正确的？第6页，此课件共49页哦1.2 影响化学反应速度的因素（浓度、温度、压强、催化剂）影响化学反应速度的因素（浓度、温度、压强、催化剂）1.2.1 浓度对化学反应速率的影响浓度对化学反应速率的影响:反应速率反应速率碰撞次数碰撞次数反应物浓度反应物浓度 在温度恒定情况下在温度恒定情况下,增加反应物的浓度可以增大反应速率。增加反应物的浓度可以增大反应速率。用来表示反应速率与反应物浓度之间定量的关系式叫速率方程用来表示反应速率与反应物浓度之间定量的关系式叫速率方程(比率相等比率相等)又叫又叫速率定律速率定律(比率定律比率定律)。第7页，此课件共49页哦 反应物分子在有效碰撞中一步直接转化为产物的反应物分子在有效碰撞中一步直接转化为产物的反应称为元反应（初步的反应）。反应称为元反应（初步的反应）。对元反应对元反应 A+B产物产物v c(A)v c(B)v c(A)c(B)即即 v =k c(A)c(B)或或 v=k c 2(A)(A=B)对一般元反应，则对一般元反应，则 v=k ca(A)c b(B)(质量作用定律）质量作用定律）k 为速率常数为速率常数(比率常数比率常数)：与与T T有关，与有关，与c c无关无关 浓度均为单位浓度时，则浓度均为单位浓度时，则称为比速率，称为比速率，k大大v就大就大 n=a+b+(反应级数反应级数)用不同物种的浓度表示用不同物种的浓度表示v时，时，k值也不同值也不同(1)元反应的速率方程元反应的速率方程第8页，此课件共49页哦1.2.2 压力对反应速度的影响压力对反应速度的影响 N2+3H2=2NH3 VKN2 H23第9页，此课件共49页哦1.2.3 温度对化学反应速率的影响温度对化学反应速率的影响 范特霍夫规则：温度每升高范特霍夫规则：温度每升高10度，化学反应度，化学反应速度大约增加速度大约增加13倍（这是个近似规则）倍（这是个近似规则）第10页，此课件共49页哦1.2.4 催化剂对反应速率的影响催化剂对反应速率的影响催化剂催化剂:存在少量就能加快反应而存在少量就能加快反应而本身最后并无损耗本身最后并无损耗 的物质的物质催化作用的特点催化作用的特点：只能对热力学上可能发生的反应起作用只能对热力学上可能发生的反应起作用 通过改变反应途径以缩短达到平衡的时间通过改变反应途径以缩短达到平衡的时间 只有在特定的条件下催化剂才能表现活性只有在特定的条件下催化剂才能表现活性 通过改变催化剂可以改变反应方向通过改变催化剂可以改变反应方向(1)催化剂与催化作用催化剂与催化作用第11页，此课件共49页哦1889年年Arrhenius提出了提出了k与与T之间的定量关系之间的定量关系:由由Arrhenius方程可定义方程可定义 Ea:则则总结总结 Arrhenius 方程方程若已知若已知T1,k1,T2,k2,可求出可求出Ea求出求出Ea 后后,可用内插法或外推法求算指定温度下的可用内插法或外推法求算指定温度下的k值。值。第12页，此课件共49页哦1.3化学平衡 可逆反应 平衡的特征第13页，此课件共49页哦1.4 化学平衡常数及反应商化学平衡常数及反应商 在一定温度下在一定温度下,可逆反应达到平衡时可逆反应达到平衡时,生成物浓度生成物浓度幂的连乘积与反应物浓度幂的连乘积之比幂的连乘积与反应物浓度幂的连乘积之比,是一个常是一个常数数,幂指数为化学计量数幂指数为化学计量数.第14页，此课件共49页哦对于一般可逆反应：aA+bB gG+hH平衡时,K 是平衡常数。K 称为经验平衡常数.第15页，此课件共49页哦1.5 化学平衡移动化学平衡移动(浓度，压力，温度）浓度，压力，温度）化学平衡是有条件的化学平衡是有条件的.在一定条件下建立的平衡在一定条件下建立的平衡,当条件发生变化时将被破坏当条件发生变化时将被破坏,从平衡态变为不平衡态从平衡态变为不平衡态.之后之后,在改变了的条件下在改变了的条件下,反应再度平衡反应再度平衡.这种过程这种过程称为化学平衡的移动称为化学平衡的移动.导致平衡移动的原因导致平衡移动的原因,可以从反应商和平衡常数可以从反应商和平衡常数两个方面去考虑两个方面去考虑.例如例如,某反应某反应:达到平衡达到平衡,此时此时,有有 Q=K,v+=V-当体系加入当体系加入 A,Q 的分的分母增大母增大,Q 变小变小,导致导致 Q K,反应向右进行反应向右进行.过一段过一段时间时间,又达到平衡又达到平衡,即平衡右移即平衡右移.第16页，此课件共49页哦 1.5.1 浓度浓度改变浓度将使平衡移动改变浓度将使平衡移动,增加一种反应物的浓度增加一种反应物的浓度,可可使另一种反应物的转化率提高使另一种反应物的转化率提高.这是工业上一项重要这是工业上一项重要措施措施.第17页，此课件共49页哦1.5.2 压强、对于有气体参加的反应,压强的改变可能对平衡有影响.例如,某温度下,反应 N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)达到平衡,有:现将体系的总压扩大现将体系的总压扩大 2 倍倍,试判断平衡移动的方向试判断平衡移动的方向.总压增大时总压增大时,Qp 将如何变化将如何变化,是关键问题是关键问题.Pi=P总总xi,xi 不变不变,P总总 扩大扩大 2 倍倍,Pi 将扩大将扩大 2 倍倍.故故:即即QpKp平衡右移。平衡右移。这与我们熟知的结论这与我们熟知的结论,增大压强平衡向气体分子数增大压强平衡向气体分子数少的方向移动相一致少的方向移动相一致.体积变化可以归结为浓度或压强体积变化可以归结为浓度或压强变化的影响变化的影响.若将各种因素综合起来考虑问题若将各种因素综合起来考虑问题,就必须就必须学会用学会用 Q 与与 K 的关系来推理的关系来推理.第18页，此课件共49页哦Le Chatelier 原理原理:如果对平衡施加一种作用如果对平衡施加一种作用,则平衡向则平衡向着使这一种作用减小的方向移动着使这一种作用减小的方向移动.第19页，此课件共49页哦温度影响温度影响NO O2 2NO2 +112.64KJ温度升高温度升高温度降低温度降低第20页，此课件共49页哦2化学反应德类型化学反应德类型2.1 中和中和 酸酸+碱碱-盐盐+水水 1.盐酸和烧碱起反应：盐酸和烧碱起反应：HCl+NaOH=NaCl+H2O 2.盐酸和氢氧化钾反应：盐酸和氢氧化钾反应：HCl+KOH=KCl+H2O 3.盐酸和氢氧化铜反应：盐酸和氢氧化铜反应：2HCl+Cu(OH)2=CuCl2+2H2O 4.盐酸和氢氧化钙反应：盐酸和氢氧化钙反应：2HCl+Ca(OH)2=CaCl2+2H2O 5.盐酸和氢氧化铁反应：盐酸和氢氧化铁反应：3HCl+Fe(OH)3=FeCl3+3H2O 6.氢氧化铝药物治疗胃酸过多：氢氧化铝药物治疗胃酸过多：3HCl+Al(OH)3=AlCl3+3H2O 7.硫酸和烧碱反应：硫酸和烧碱反应：H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O 8.硫酸和氢氧化钾反应：硫酸和氢氧化钾反应：H2SO4+2KOH=K2SO4+2H2O 9.硫酸和氢氧化铜反应：硫酸和氢氧化铜反应：H2SO4+Cu(OH)2=CuSO4+2H2O 10.硫酸和氢氧化铁反应：硫酸和氢氧化铁反应：3H2SO4+2Fe(OH)3=Fe2(SO4)3+6H2O 11.硝酸和烧碱反应：硝酸和烧碱反应：HNO3+NaOH=NaNO3+H2O 第21页，此课件共49页哦实质实质:H+OH-H2O广义的酸碱理论能够融合以下反应广义的酸碱理论能够融合以下反应第22页，此课件共49页哦酸性氧化物+碱-盐+水 1.苛性钠暴露在空气中变质：2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O 2.苛性钠吸收二氧化硫气体：2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O 3.苛性钠吸收三氧化硫气体：2NaOH+SO3=Na2SO4+H2O 第23页，此课件共49页哦碱性氧化物+酸-盐+水 1.氧化铁和稀盐酸反应：Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O 2.氧化铜和稀硫酸反应：CuO+H2SO4=CuSO4+H2O 3.氧化镁和稀硫酸反应：MgO+H2SO4=MgSO4+H2O 4.氧化钙和稀盐酸反应：CaO+2HCl=CaCl2+H2O 第24页，此课件共49页哦酸酸+盐盐-另一种酸另一种酸+另一种盐另一种盐 1大理石与稀盐酸反应：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2 2碳酸钠与稀盐酸反应:Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2 3碳酸镁与稀盐酸反应:MgCO3+2HCl=MgCl2+H2O+CO2 碱碱+盐盐-另一种碱另一种碱+另一种盐另一种盐 1氢氧化钠与硫酸铜：2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2+Na2SO4 2氢氧化钠与氯化铁：3NaOH+FeCl3=Fe(OH)3+3NaCl 3氢氧化钠与氯化镁：2NaOH+MgCl2=Mg(OH)2+2NaCl 盐盐+盐盐-两种新盐两种新盐 1氯化钠溶液和硝酸银溶液：NaCl+AgNO3=AgCl+NaNO3 2硫酸钠和氯化钡：Na2SO4+BaCl2=BaSO4+2NaCl 其它反应：其它反应：1二氧化碳溶解于水：CO2+H2O=H2CO3 2生石灰溶于水：CaO+H2O=Ca(OH)2 第25页，此课件共49页哦2沉淀反应沉淀反应2.1溶度积原理溶度积原理2.1.1 溶度积常数溶度积常数2.1.2沉淀的生成和溶解沉淀的生成和溶解2.1.3溶度积计算溶度积计算H2SO4+BaCl2=BaSO4+2HCl Ca2+C2O42-=CaC2O4(s)第26页，此课件共49页哦3氧化还原反应氧化还原反应 化学反应前后氧化数是否发生变化分为氧化还原反应化学反应前后氧化数是否发生变化分为氧化还原反应(氧化数变化氧化数变化)和非氧化还原反应和非氧化还原反应(无变化无变化)3.1 实质实质:反应物之间发生电子转移反应物之间发生电子转移,氧化数只是外观形式氧化数只是外观形式 失去电子的过程为氧化，得到电子的过程为还原失去电子的过程为氧化，得到电子的过程为还原 2Na Cl22NaCl3.2 得电子的氧化剂（被还原）得电子的氧化剂（被还原）失电子为还原剂（被氧化）失电子为还原剂（被氧化）得电子为还原反应得电子为还原反应 失电子为氧化反应失电子为氧化反应第27页，此课件共49页哦3.3 氧化性和还原性氧化性和还原性物质具有获得电子的能力叫氧化性。越易得物质具有获得电子的能力叫氧化性。越易得电子物质，氧化性越强，是较强得氧化剂；电子物质，氧化性越强，是较强得氧化剂；相反为较强的还原剂。相反为较强的还原剂。常用的氧化剂：常用的氧化剂：常用的还原剂：常用的还原剂：第28页，此课件共49页哦氧化还原反应的类型氧化还原反应的类型分子间分子间：Fe CuCl2=FeCl2 Cu分子内：分子内：KClO3=KCl O2歧化：歧化：3NO3 H2O=2HNO3+NO多种元素间的氧化还原反应：多种元素间的氧化还原反应：FeS +4HNO=Fe(NO3)3+S+NO+2H2O第29页，此课件共49页哦氧化还原反应的配平：氧化还原反应的配平：总原则：得失电子数相等，两边的原子个数和种类相同总原则：得失电子数相等，两边的原子个数和种类相同步骤：步骤：1 找出氧化数发生变化的元素，找出氧化剂和还原剂找出氧化数发生变化的元素，找出氧化剂和还原剂2 计算氧化数升高数值和氧化数降低数值计算氧化数升高数值和氧化数降低数值3 得失电子数相等得失电子数相等4 配平其他元素配平其他元素第30页，此课件共49页哦4 配位反应配位反应1 定义定义由中心原子由中心原子(或离子或离子)和几个配体分子（和几个配体分子（或离子）以配或离子）以配位键相结合而形成的复杂分子或离子，通常称为配位单元。位键相结合而形成的复杂分子或离子，通常称为配位单元。凡是含有配位单元的化合物都称做配位化合物，简称配合物，凡是含有配位单元的化合物都称做配位化合物，简称配合物，也叫络合物。也叫络合物。,Ni(CO)4 都是配位单元，都是配位单元，分别称作配阳离子、分别称作配阳离子、配阴离子、配分子。配阴离子、配分子。Co(NH3)6Cl3,K3Cr(CN)6,Ni(CO)4 都是配位化合物。都是配位化合物。Co(NH3)6 Cr(CN)6 也是配位化合物。判断的关键在于是否也是配位化合物。判断的关键在于是否含有配位单元。含有配位单元。第31页，此课件共49页哦2 2 构成构成内界是配位单元，外界是简单离子。内界是配位单元，外界是简单离子。又如又如 K K3 3Cr(CN)Cr(CN)6 6 之中，内界之中，内界外界是外界是 K K+。可以无外界，如可以无外界，如 Ni(CO)Ni(CO)4 4 。但不能没有内界。但不能没有内界 。内外界之间是完全电离的。内外界之间是完全电离的。内界配位单元又由中心和配体构成。内界配位单元又由中心和配体构成。中心：又称为配合物的形成中心：又称为配合物的形成体，多为金属离子，尤其是过渡金属离子。体，多为金属离子，尤其是过渡金属离子。配体：经常是阴离子配体：经常是阴离子或分子。或分子。第32页，此课件共49页哦3 配位原子和配位数配位原子和配位数配体中给出孤对电子与中心直接形成配位键的原子，配体中给出孤对电子与中心直接形成配位键的原子，叫配位原子。配位单元中，中心周围与中心直接成键的配叫配位原子。配位单元中，中心周围与中心直接成键的配位原子的个数，叫配位数。位原子的个数，叫配位数。配位化合物配位化合物 Co(NH3)6Cl3 的内界为的内界为，中心中心的周围有的周围有 6 个配体个配体 NH3，每个，每个 NH3 中有中有 1 个个 N 原子与原子与配位。配位。N 是配位原子，是配位原子，Co 的配位数是的配位数是 6。注意注意：配体的个数与配位：配体的个数与配位数不是同一个概念数不是同一个概念。若中心的电荷高，半径大，则利于形成高配位数的配位单元若中心的电荷高，半径大，则利于形成高配位数的配位单元；而配体的电荷高，半径大，利于低配位数而配体的电荷高，半径大，利于低配位数。第33页，此课件共49页哦Co(NH3)5H2OCl3 三氯化五氨水合钴(III)Cu2SiF6 六氟合硅(IV)酸亚铜1 在配合物中 先阴离子，后阳离子，阴阳离子之间加 化 字或 酸 字，配阴离子看成是酸根。2 在配位单元中1 先配体后中心，配体与中心之间加 合 字。2 配体前面用 二、三、四 表示该配体个数。3 几种不同的配体之间加 隔开。4 中心后面加（），内写罗马数字表示中心的价态。3 配体的名称第34页，此课件共49页哦第35页，此课件共49页哦4 配体的先后顺序 下述的每条规定均在其前一条的基础上 1 先无机配体后有机配体 PtCl2(Ph3P)2 二氯 二(三苯基膦)合铂(II)2 先阴离子类配体，后阳离子类配体，最后分子类配体。K PtCl3(NH3)三氯 氨合铂(II)酸钾3 同类配体中，按配位原子的元素符号在英文字母表中的次序分出先后。Co(NH3)5H2O Cl3 三氯化五氨 水合钴(III)4 配位原子相同，配体中原子个数少的在前。Pt(Py)(NH3)(NO2)(NH2OH)Cl 氯化硝基 氨 羟氨 吡啶合钴(II)5 配体中原子个数相同，则按和配位原子直接相连的配体中的其它原子的元素符号的英文字母表次序，如 和，则在前。第36页，此课件共49页哦 乙二胺 H2N-CH2-CH2-NH2（表示为 en），其中两个氮原子经常和同一个中心配位。象这种有两个配位原子的配体通常称双基配体(或双齿配体)。而乙二胺四乙酸(EDTA)，其中 2 个 N，4 个-OH 中的 O 均可配位，称多基配体。第37页，此课件共49页哦 第二章第二章 溶液溶液1溶液浓度及相关计算溶液浓度及相关计算1.1百分比浓度百分比浓度质量百分比浓度（质量百分比浓度（溶质的质量溶质的质量溶液的质量）溶液的质量）100100体积百分比浓度（体积百分比浓度（溶质的体积溶质的体积溶液的体积）溶液的体积）100第38页，此课件共49页哦1.2 物质的量浓度物质的量浓度1.2.1 摩尔摩尔表示物质的量表示物质的量 国际基本单位国际基本单位 基本微粒个数基本微粒个数6.0221023个时个时 为一摩尔。为一摩尔。符号为：符号为：mol ，使用摩尔时基本微粒单元应该指明。，使用摩尔时基本微粒单元应该指明。1.2.2 摩尔质量摩尔质量 1 摩尔物质的质量摩尔物质的质量，单位，单位g/mol物质的质量物质的质量物质的摩尔质量物质的量物质的摩尔质量物质的量物质的量浓度溶质的物质的量物质的量浓度溶质的物质的量溶液的体积溶液的体积第39页，此课件共49页哦2 电解质溶液电解质溶液2.1 电解质和非电解质电解质和非电解质2.1.1 定义：定义：2.1.2 电解质的电离电解质的电离第40页，此课件共49页哦2.2 电离度电离度2.2.1 强弱电解质强弱电解质2.2.2 电离度电离度 第41页，此课件共49页哦3电离平衡电离平衡3.1 电离平衡和电离常数电离平衡和电离常数3.2电离度和电离常数的关系电离度和电离常数的关系HAc H+Ac-C 0 0C-Ca Ca Ca 第42页，此课件共49页哦3.3 同离子效应同离子效应 在弱电解质溶液中，加入液弱在弱电解质溶液中，加入液弱电解质具有相同离子的强电解质，电解质具有相同离子的强电解质，从而使弱电解质的电离度降低的从而使弱电解质的电离度降低的现象，叫做同离子效应现象，叫做同离子效应第43页，此课件共49页哦3.4 水的电离和溶液的水的电离和溶液的pH值值1.水的离子积常数水的离子积常数式中的式中的 K 称为水的离子积常数，经常用称为水的离子积常数，经常用 Kw 表示。表示。2 pH 值和 pOH 值pH 表示-lg H+pOH 表示-lg OH-因为 H+OH-=1.010-14所以所以 pH+pOH=14pH 和和 pOH 一般的取值范围是一般的取值范围是 1-14,但也有时超出但也有时超出,如如 H+=10,则则 pH=-1第44页，此课件共49页哦4.3酸碱指示剂酸碱指示剂1 指示剂的变色原理指示剂的变色原理能通过颜色变化指示溶液的酸碱性的物质，如石蕊，酚酞，能通过颜色变化指示溶液的酸碱性的物质，如石蕊，酚酞，甲基橙等，称为酸碱指示剂。酸碱指示剂一般是弱的有机酸。甲基橙等，称为酸碱指示剂。酸碱指示剂一般是弱的有机酸。现以甲基橙为例，说明指示剂的变色原理。甲基橙的电离平衡表现以甲基橙为例，说明指示剂的变色原理。甲基橙的电离平衡表示如下：示如下：分子态分子态 HIn 显红色，显红色，而酸根离子而酸根离子 In-显黄色。当体系显黄色。当体系中中 H+的浓度大时，平衡左移，以分子态形式居多时，显的浓度大时，平衡左移，以分子态形式居多时，显红色；当体系中红色；当体系中 OH-的浓度大时，平衡右移，以离子态形的浓度大时，平衡右移，以离子态形式居多时，显黄色。究竟式居多时，显黄色。究竟 pH=?时，指示剂的颜色发生变时，指示剂的颜色发生变化，则与弱酸化，则与弱酸 HIn 的电离平衡常数的电离平衡常数 Ka 的大小有关。的大小有关。第45页，此课件共49页哦2 变色点和变色范围仍以甲基橙为例，HIn=In-+H+Ka=4当 In-=H In 时，H+=pKa=4,pH=pKa=3.4，显橙色，介于红色和黄色之间。当 pH 3.4,In-占优势时，黄色成分大；故 pH=pKa称为指示剂的理论变色点。甲基橙的理论变色点为 pH=3.4,酚酞的理论变色点为 pH=9.1。距离理论变色点很近时，显色并不明显，因为一种物质的优势还不够大。当 HIn =10 In-时，显红色，当 In-=10 H In 时，显黄色。这时有关系式 pH=pKa 1,这是指示剂的变色范围。各种颜色互相掩盖的能力并不相同。红色易显色，对甲基橙，当 HIn =2 In-时，即可显红色；而当 In-=10 H In 时，才显黄色。故甲基橙的实际变色范围为 pH 值在 3.1 和 4.4 之间。酚酞 8.0-10.0。选用指示剂时，可以从手册中查找其变色点和实际变色范围。第46页，此课件共49页哦5离子反应离子反应5.1 定义：定义：有离子参加的反应叫做离子反应。有离子参加的反应叫做离子反应。5.2 离子反应式的写法离子反应式的写法 写化学反应方程式写化学反应方程式易溶的写成离子形式，难溶物质，难溶电解质及气体写成分子形式易溶的写成离子形式，难溶物质，难溶电解质及气体写成分子形式削去未反应的离子削去未反应的离子检查原子个数和电荷数是否相等检查原子个数和电荷数是否相等5.3离子互换反应进行的条件离子互换反应进行的条件生成沉淀生成沉淀生成难电离的物质生成难电离的物质生成气体生成气体第47页，此课件共49页哦第48页，此课件共49页哦第49页，此课件共49页哦