甘肃农业大学普通化学课件第一章-

普通化学虎玉森2015.91v大学教育的目的大学教育的目的 帮助被教育的人，给他能发展自己的能帮助被教育的人，给他能发展自己的能力，完成他的人格，让他为人类社会能力，完成他的人格，让他为人类社会能尽一分责任。尽一分责任。所以大学培养的是人，并非职业工具所以大学培养的是人，并非职业工具人是有责任感的动物，人是有责任感的动物，so上课不能玩手机上课不能玩手机2学习要求学习要求v1、预习（结合教学要求预习）、预习（结合教学要求预习）v2、笔记、笔记（没有合适教材，内容有增有减，考试以笔记）（没有合适教材，内容有增有减，考试以笔记）v3、练习：每章一交（平时成绩）、练习：每章一交（平时成绩）v4、实验时间与地点：第、实验时间与地点：第4周，理化楼周，理化楼v5、普通化学精品课程网站：、普通化学精品课程网站：http:/v6、普通化学讨论群、普通化学讨论群QQ：115398864 18元：元：普通化学习题册普通化学习题册7化学实验报告册化学实验报告册7实验服洗涤实验服洗涤2.5分析实验手套分析实验手套1.531 物质的状态、溶液和胶体物质的状态、溶液和胶体教学要求：教学要求：v1.了解物质的存在状态；了解物质的存在状态；掌握掌握理想气体状态方程、理想气体状态方程、分压定律及其应用。分压定律及其应用。v2.掌握掌握溶液浓度的表示方法及其计算。溶液浓度的表示方法及其计算。v3.了解稀溶液的依数性了解稀溶液的依数性,并并掌握掌握其有关计算及应用。其有关计算及应用。v4.了解胶体的性质、了解胶体稳定性和聚沉了解胶体的性质、了解胶体稳定性和聚沉4 1.1 物质的聚集状态物质的聚集状态固体固体液体液体气体气体等离子体等离子体不同聚集态可不同聚集态可以互相转化以互相转化常温常压条件常温常压条件下的状态取决下的状态取决于：分之间作于：分之间作用力用力51.1.1气体气体气体的最基本特征：气体的最基本特征：可压缩性和扩散性可压缩性和扩散性气体的状态描述：气体的状态描述：T、m、V、p、n无固定体积与形状之原因T：温度：温度m：质量：质量V：体积：体积p：压力：压力：密度：密度n：物质的量：物质的量6p：压力：压力：n：物质的量：物质的量：密度：密度：密闭容器内粒子碰撞产生的压力密闭容器内粒子碰撞产生的压力单位单位：g/cm或kg/m单位单位mol摩尔质量：摩尔质量：单位为g/mol，在数值上等于相对原子质量或相对分子质量。7溶液中溶质物质的量溶液中溶质物质的量n：n=cV1摩尔摩尔=6.0221023个分子（原子、离子）个分子（原子、离子）81.1.1.1 理想气体状态方程式（重点）理想气体状态方程式（重点）pV=nRTP压力压力 V体积体积 n物质的量物质的量 T温度温度R摩尔气体常数摩尔气体常数R=8.314 kPa L K-1 mol-1=8.314 J K-1 mol-1例：例：11；91-1：V=40L T=296K p=12770kPa m=?解：解：pV=nRT 101.1.1.2 气体分压定律（重点）气体分压定律（重点）分压：分压：混合气体中该组分气体单独占有整个混合混合气体中该组分气体单独占有整个混合气体体积时所产生的压力。气体体积时所产生的压力。pV=nRT1112分分压压定定律律：混混合合气气体体的的总总压压等等于于混混合合气气体体中各组分气体分压之和。中各组分气体分压之和。p=p1+p2+以上两式相除以上两式相除13组分气体的分压等于混合气体的总压与该组分气体组分气体的分压等于混合气体的总压与该组分气体摩尔分数的乘积。摩尔分数的乘积。式中式中x称为摩尔分数，指混合气体中某组分气体的物称为摩尔分数，指混合气体中某组分气体的物质的量占总物质的量的分数。单位为质的量占总物质的量的分数。单位为1.14例：例：296K，100kPa条件下，用排水集气法收条件下，用排水集气法收集氧气，求氧气的压力和氧气的摩尔分数？集氧气，求氧气的压力和氧气的摩尔分数？解：解：瓶内总压等于外压瓶内总压等于外压查表：查表：p(水水)=2.81kPa151.1.2 液体液体v系统：研究的对象。系统：研究的对象。v相：系统中物理性质和化相：系统中物理性质和化学性质完全相同的均匀部学性质完全相同的均匀部分称为分称为相相，相与相之间存，相与相之间存在明显的界面。例：在明显的界面。例：16 1.1.2.1 液体的蒸气压液体的蒸气压气化：蒸发与沸腾气化：蒸发与沸腾(一定温度一定温度)：液相：液相 气相气相液化：凝聚液化：凝聚 (相变相变)相平衡：相平衡：蒸气压蒸气压p：相平衡时的蒸汽称为饱和蒸汽，饱和蒸汽：相平衡时的蒸汽称为饱和蒸汽，饱和蒸汽产生的压力称为蒸汽压产生的压力称为蒸汽压（p与分子间力、温度有关与分子间力、温度有关)17水：水：20/2.34kPa 50/12.34kPa 100/100kPa液体蒸汽压曲线液体蒸汽压曲线181.1.2.2 液体的沸点和凝固点液体的沸点和凝固点沸点：沸点：液体的蒸气压等于外界压力时系统对应的液体的蒸气压等于外界压力时系统对应的温度。温度。p（外）（外）=p（液）（液）。凝固点：凝固点：液体蒸气压等于固体蒸气压时系统对应液体蒸气压等于固体蒸气压时系统对应的温度的温度191.2 溶液溶液1.2.1 1.2.1 分散系的概念分散系的概念分散系分散系：一种或几种物质分散在另一种物质：一种或几种物质分散在另一种物质中构成的混合系统。中构成的混合系统。20NaCl 水水 盐水盐水 泥土泥土 水水 泥浆泥浆 脂肪蛋白脂肪蛋白 水水 牛奶牛奶 水滴水滴 空气空气 云雾云雾灰尘灰尘 空气空气 烟雾烟雾气泡气泡 水水 啤酒、可乐啤酒、可乐金属氧金属氧/硫化物硫化物 岩石岩石 矿石矿石分散质：分散质：+分散剂分散剂：=分散系：分散系：被分散的物质被分散的物质容纳分散质的物质容纳分散质的物质211.2.2 溶液浓度的表示方法溶液浓度的表示方法v1.2.2.1 物质的量浓度：物质的量浓度：单位体积溶液中含溶质的物质的量单位体积溶液中含溶质的物质的量单位：单位：molL-1（浓度的本质：溶质（浓度的本质：溶质/溶剂、溶质溶剂、溶质/溶液）溶液）溶质溶质/溶液溶液22例：例：0.4gNaOH0.4gNaOH固体，溶解在固体，溶解在0.5L0.5L水中（忽略体积变水中（忽略体积变化），求化），求NaOHNaOH的物质的量浓度？的物质的量浓度？解：解：m=0.4g V=0.5Lm=0.4g V=0.5LNaOHNaOH的摩尔质量的摩尔质量M=40gM=40gmol-123v1.2.2.2 质量摩尔浓度质量摩尔浓度 1kg溶剂中含溶质的物质的量溶剂中含溶质的物质的量单位：单位：molkg-1溶质溶质/溶剂溶剂24例：例：0.4gNaOH0.4gNaOH固体，溶解在固体，溶解在500g500g水中，求水中，求NaOHNaOH的质的质量摩尔浓度？量摩尔浓度？解：解：25v1.2.2.3 摩尔分数浓度摩尔分数浓度单位：单位：1溶质溶质/溶液溶液溶液中某组分的物质的量占溶液总物质的量的分数溶液中某组分的物质的量占溶液总物质的量的分数双组分系统：双组分系统：B+A26例：例：0.4gNaOH0.4gNaOH固体，溶解在固体，溶解在50g50g水中（忽略体积变化）水中（忽略体积变化），求，求NaOHNaOH和水的物质的量分数？和水的物质的量分数？解：解：m(NaOH)=0.4g m()=500gm(NaOH)=0.4g m()=500g27单位：单位：1，(或或mgkg-1、mgL-1)1.2.2.4 质量分数质量分数 例如：例如：p8溶质溶质/溶液溶液溶液中某组分的质量占溶液总质量的分数溶液中某组分的质量占溶液总质量的分数28v例1-5 在常温下取NaCl饱和溶液10.00mL，测得其质量为12.00g，将溶液蒸干，得NaCl固体3.17g。求该溶液：(1)物质的量浓度；(2)质量摩尔浓度；(3)NaCl和H2O的摩尔分数；(4)NaCl的质量分数。解：(1)NaCl饱和溶液的物质的量浓度为：29(2)NaCl饱和溶液的质量摩尔浓度为：(3)NaCl饱和溶液中NaCl和H2O的摩尔分数为：(4)NaCl饱和溶液的质量分数为：x(H2O)=1-0.10=0.90301.2.31.2.3稀溶液稀溶液的依数性（难挥发、非电解质、稀）的依数性（难挥发、非电解质、稀）依数性：只与溶液中溶质粒子数量（浓度）依数性：只与溶液中溶质粒子数量（浓度）有关而与溶质本性无关的性质。有关而与溶质本性无关的性质。1.2.3.1 1.2.3.1 溶液的蒸气压下降溶液的蒸气压下降（1）溶液溶液的蒸气压下降的蒸气压下降 pTb*100kPa难挥发、非电解质难挥发、非电解质34vKb为溶剂的沸点升高常数，为溶剂的沸点升高常数，v单位：单位：Kkgmol-1 v难挥发、非电解质、稀溶液难挥发、非电解质、稀溶液的沸点升高的沸点升高与溶液的质量摩尔浓度成正比，而与溶与溶液的质量摩尔浓度成正比，而与溶质的本性无关。质的本性无关。容易出错：温容易出错：温度单位度单位K或者或者均可，数值均可，数值相等相等351.2.3.3 1.2.3.3 溶液的凝固点降低溶液的凝固点降低v（1）凝固点（）凝固点（Tf)p冰冰=p液体液体时，时，（2）溶液的凝固点降低）溶液的凝固点降低难挥发、非电解质难挥发、非电解质36vKf为溶剂的凝固点降低常数，为溶剂的凝固点降低常数，v单位：单位：Kkgmol-1 v难挥发、非电解质、稀溶液难挥发、非电解质、稀溶液的凝固点降低的凝固点降低与溶液的质量摩尔浓度成正比，而与溶质与溶液的质量摩尔浓度成正比，而与溶质的本性无关。的本性无关。容易出错：温容易出错：温度单位度单位K或者或者均可，数值均可，数值相等相等37v例：植物的防寒抗旱功能例：植物的防寒抗旱功能 例例1-6、1-7 p11 v已知：已知：mB=0.090g，mA=12g，Tf=0.233Kv解：解：Kf=1.86Kkgmol-1，vTf=Kfb(B)vMr=59.938渗透现象渗透现象1.2.3.4 1.2.3.4 渗透压渗透压39v（1）渗透现象：溶剂分子通过半透膜向溶液）渗透现象：溶剂分子通过半透膜向溶液v 扩散。稀浓扩散。稀浓v（2）渗透平衡：）渗透平衡：v（3）渗透压：）渗透压：v（4）条件：半透膜、浓度差）条件：半透膜、浓度差v（5）计算：）计算：4041v例例1-8：p12v解：解：(1)为计算方便，取为计算方便，取1.0kg(1.0L)溶液，溶液，42v(2)利用凝固点降低法测定该物质的相对分子量利用凝固点降低法测定该物质的相对分子量Tf=Kfb(B)=1.86Kkgmol-14.210-4molkg-1=7.810-4K渗透压与生命现象、反渗透技术渗透压与生命现象、反渗透技术43441.3胶体胶体：1100nm的固体颗粒分散在分散剂中，构成的混合系统。特点：固体直径1100nm，超微多相系统，分散程度高，表面大45 边长边长1cm1cm的立方体，分割成边长的立方体，分割成边长10nm10nm立方体：立方体：粒子个数：粒子个数：1-101-101818个个总表面积：总表面积：6cm6cm2 2-6-610106 6cmcm2 2 颗粒越小分散程度越高，表面积越大1010-6-6461.3.1 吸附作用吸附作用 吸附：物质在固体表面自动聚集的过程吸附：物质在固体表面自动聚集的过程 吸附剂：有吸附能力的物质吸附剂：有吸附能力的物质 吸附质：被吸附的物质吸附质：被吸附的物质 特点：吸附剂表面积越大，吸附能力越强。特点：吸附剂表面积越大，吸附能力越强。471.3.2 溶胶的制备溶胶的制备1.3.2.1 分散法：大分散法：大小小 研磨法、超声波法、胶溶法、电弧法研磨法、超声波法、胶溶法、电弧法1.3.2.2 凝聚法：小凝聚法：小大大 物理凝聚法、化学凝聚法物理凝聚法、化学凝聚法481.3.3 溶胶的性质溶胶的性质1.3.3.1 光学性质光学性质491.3.3.2 动力学性质动力学性质布朗运动布朗运动布朗运动示意图布朗运动示意图501.3.3.3 电学性质电学性质（1）电泳：在电场作）电泳：在电场作用下，分散质粒子在用下，分散质粒子在分散剂中的定向移动。分散剂中的定向移动。Fe(OH)3溶胶溶胶说明说明Fe(OH)3溶胶带电，且带正电溶胶带电，且带正电51（2）电渗）电渗分散质被固定，分散剂在电场中的定向分散质被固定，分散剂在电场中的定向移动。移动。用电泳、电渗的方向可判断胶粒带电的性质。用电泳、电渗的方向可判断胶粒带电的性质。52X+固体表面吸附了带电粒子，所以胶体带电固体表面吸附了带电粒子，所以胶体带电53v1.3.5 溶胶的稳定性与聚沉溶胶的稳定性与聚沉v1.3.5.1 溶胶的稳定性溶胶的稳定性v（理论上不稳定：胶粒有巨大的表面，互相吸附（理论上不稳定：胶粒有巨大的表面，互相吸附聚集变大而沉淀）聚集变大而沉淀）v稳定性原因：稳定性原因：（1）胶粒的电荷；）胶粒的电荷；（2）溶剂化膜；）溶剂化膜；（3）布朗运动）布朗运动X+54v1.3.5.2 溶胶的聚沉溶胶的聚沉v聚沉：聚沉：胶粒聚集成大颗粒而沉降的过程。胶粒聚集成大颗粒而沉降的过程。v（1）加入强电解质）加入强电解质中和胶粒的电荷中和胶粒的电荷（2）溶胶的相互聚沉）溶胶的相互聚沉（3）增加浓度或加热）增加浓度或加热55