化学基础知识

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,化学基础知识,第一节 物质的运动,物理变化：只发生形态变化，而没有生成新物质的变化,颜色、气味、密度、沸点、熔点、溶解及形态,实例：,水结冰、NaOH等无机盐、碱的潮解应用：石油的分馏、工业制氧,化学变化：在发生变化时，有新物质产生的变化,煤的燃烧、蜡烛燃烧,元素和元素符号,一、元素,核电荷相同的一类物质的总称。,自然界总共发现了88种。,元素在化学中用一定的符号表示。,二 、核素：具有一定的质子和中子数,三、同位素 ：质子数相同，中子数不同。,三、原子的构成,四、离子,在一定条件下，原子或原子团失去或者得到电子而成为带电荷的微粒。,正（阳）离子：失去电子的微粒,负（阴）离子：得到电子的微粒,五、分子、分子式、化合价,（一）分子,1、同物质的分子性质相同，不同种物质的分子性质不同。,由同一种分子组成的物质叫纯净物。单质,由不同种分子组成的物质叫混合物。化合物,2、分子之间保持着一定的距离，如果距离较大，此物质就可能是气态，如果分子较小就呈液态或者固态。,3、一切分子都是处在不断的运动状态。,4、物理变化或者化学变化,（二）分子式,（三）分子量,（四）化合价,1、氢的化合价为+1价 4、 非金属与氧化合时为正价，与氢化合为负价,2、氧在化合价为-2价 5、在单质的分子里，化合价为零。,3、金属元素一般为正价,常见元素和原子团（根）的化合价,1、 2、 3、,第二节 化学反应,一、质量守恒定律,反应前后物质的总质量不变和质量守恒。,二、化学方程式,1、写出反应物和生成物的分子式,HCl+Na,2,CO,3,NaCl+H,2,CO,3,2、配平化学反应式,2HCl+Na,2,CO,3,2NaCl+H,2,CO,3,3、将短线改为等号,2HCl+Na,2,CO,3,=2NaCl+H,2,CO,3,（气体 沉淀 加热）,常见的化学反应,（一）中和反应：酸和碱反应生成盐和水,HAc+NH,4,OHNH,4,Ac+H,2,O,H,+,+OH,-,H,2,O,锅炉水处理中常见的中和反应,1、硫酸、氢氧化钠标准溶液的配置,2、阳床出口酸度、除碳器出口二氧化碳、碱度、给水氨含量,3、水处理设备再生后废液、废碱的中和,（二）沉淀反应,1、BaSO,4,Ba,2+,+SO,4,2-,K,SP,=Ba,2+,SO,4,2-, K,SP,为溶度积常数,2、溶度积规则,（1）有关离子浓度的乘积小于其溶度积时，溶液未饱和，无沉淀析出,（2）有关离子浓度的乘积等于其溶度积时，溶液达到饱和，并处于平衡状态，无沉淀析出；,（3）有关离子浓度的乘积大于其溶度积时，溶液为过饱和，沉淀不断析出，直至离子积等于溶度积。,（三）氧化还原反应,1、4Fe(OH),2,+2H,2,O+O,2,=4Fe(OH),3,2、水处理常见的氧化还原反应,（1）联胺和亚硫酸钠等除氧,（2）预处理中的氧化性杀菌剂除去藻类和有机物,（3）高锰酸钾标准溶液的配置,（四）络合反应,1、络合物及络合反应,含有络离子的化合物称为络合物 铜铵络合离子、硫氰铁离子,由络离子或络合物生成的反应叫络合反应,第三节 化学反应速度和化学平衡,化学反应速度,主要影响因素：反应物的浓度、温度和催化剂。,1、一般浓度越大，反应速度越快,2、一般温度升高10摄氏度，反应速度增加2-4倍。,3、催化剂是一种能改变反应速度，而其本身的化学组成、质量和化学性质在反应前后保持不变的物质。,催化剂具有选择性。,二、化学平衡（是一种动态平衡）,1、正、逆反应不是停止了，而是以相等的速度进行,2、体系中反应物与生成物的浓度保持不变,3、平衡是一定条件下的平衡，只要反应条件改变，就要建立新的平衡,第四节 电离平衡,一、电解质及其电离,（一）电解质和非电解质,电解质：溶解于水后或者在熔融状态下能导电的化合物，氢氧化钠,非电解质：凡在干燥和溶化状态或水溶液中都不能导电的化合物。酒精,（二）强电解质和弱电解质,强电解质：在水溶液中，全部电离成离子的物质 强酸,强碱和大部分盐类。,弱电解质：在水溶液中，只有部分电离成离子的物质 弱酸、弱碱、水,（三）电离过程,NaCl=Na,+,+Cl,-,二、弱电解质及其电离,HAc=H,+,+Ac,-,电力平衡常数K=H,+,Ac,-,/HAc=,电力平衡表达式有以下特征：,1、各物质浓度均为平衡时浓度，常以mol/L。,2、对于弱电解质，平衡常数K不因浓度改变而改变，但随温度改变而改变,3、不同弱电解质的电离常数不同。K值愈大，电解质愈易电离。K值的大小反映了弱电解质的相对强弱。,（二）电离度,当达到电离平衡时，已电离的溶质分子数占原有溶质分子总数的百分数，用,=,已电离的分子总数/原有的分子总数100%,值的大小与电解质的相对强弱和分子结构有关，还与电解质溶液的浓度有关。浓度增大，值相应减少；溶液稀释， 相应增大。通常，弱电解质,OH,-,时，叫做酸性溶液,当溶液中H,+,10,-7,mol/L，pH7，pH值越小，酸性越强,在碱性溶液， H,+, 7，pH值越大，碱性越强,若溶液中H,+,或OH,-,大于1mol/L，pH值有可能出现负值，或大于14，这时候就直接用物质的量浓度表示。,为了研究的方便，常用pOH表示OH,-,离子浓度的负对数，则pH+pOH=14,四、缓冲溶液,（一）同离子效应,由于溶液中有同离子存在而使平衡发生移动的现象，称为同离子效应。,NH,3,+H,2,O=NH,4,+,+OH,-,NH,4,Cl=NH,4,+,+Cl,-,当氯化铵NH,4,Cl加到氨水中后，由于NH,4,+,浓度增加，使氨水的电离平衡朝着生成NH,3,的方向移动，其结果是溶液中OH,-,浓度下降，其氨水的电离度降低了。,（二）缓冲原理,缓冲作用：在一定程度上能抵制外来酸、碱或稀释的影响，使溶液pH值不发生改变的作用。,NH,3,+ NH,4,Cl HAc+NaAc HCO3- NaH,2,PO,4,+Na,2,HPO,4,(三）缓冲溶液的pH值计算,NaAc =Na,+,+Ac,-,HAcH,+,+Ac,-,K,HAc,=H,+,Ac,-,/HAc H,+,= K,HAc,HAc/ Ac,-,pH=-lgH,+,=-lg K,HAc,-lgHAc/ Ac,-,五、离子反应式,离子交换反应能否进行，与其反应物、生成物的溶解度和电离度有关。,1、生成弱电解质的反应,2、生成沉淀的反应,3、生成易挥发性物质的反应,4、氧化还原的反应,六、盐类的水解（中和反应的逆反应）,（一）弱酸强碱盐（这类盐溶液呈碱性）,NaAc+H,2,ONaOH+HAc,Ac,-,+H,2,OOH,-,+HAc,(二）强酸弱碱盐（这类盐溶液呈酸性）,NH,4,Cl+H2ONH,3,H,2,O+H,+,+Cl,+,(三）弱碱弱酸盐,（四）酸式盐的水解,第五节 摩尔及物质的量,一、摩尔,摩尔是物质的量的单位，符号为mol，中文表示摩尔。,摩尔是一系统的物质的量,N,A,=6.02210,23,个/mol,二、摩尔质量,每摩尔物质的质量叫做摩尔质量，单位是“克/摩尔,”，用符号M表示。,在数值上等于该物质相应的式量（分子量、原子量或离子量）。,1mol=1000mmol 1mmol=1000,mol,三、物质的量,n,A,=N,B,/N,A,以阿佛家德罗常数为计数单位来表示物质的指定基本单元是多少的物理量。,凡是说到物质的物质的量时，必须用元素符号、化学式或相应的离子符号标明基本单元。,物质的量是一个基本量，他有自己独立的量纲。,n（摩尔）=m（克）/M(克/摩尔）,物质的质量m、摩尔质量M与物质的量n,四、溶液的浓度及其表示方法,溶液的浓度：在一定的溶液（溶剂）中，所含溶质的量,是说明溶质和溶剂之间量的关系,1、质量分数,W=溶质的质量/溶液的质量100%,（溶液的质量=溶质的质量+溶剂的质量）,2、物质的量浓度,1L溶液中所溶解的溶质的物质的量来表示物质的量浓度，用C(A)表示。,C(A)=n,A,/V,3、其它几种浓度,(1)质量浓度,B,=m/V kg/m3,常用单位为g/L.mg/L(ppm).,g/L(ppb)。也有mg/mL.g/mL做单位。mg/kg。 g/kg,(2)比例浓度（V1:V2）,(3)滴定度(T) 指在1毫升浓度一定的标准滴定液中，含有物质的质量或相当于可与它反应的化合物和离子的质量（g、mg、 g),1mlAgNO,3,=1mgCl,-,AgNO,3,+Cl,-,=AgCl+NO,3,-,五、等一价基本单元物质的量规则（等物质的量规则）,物质的量（n）=物质的质量g/摩尔质量(g/mol) 单位是：mol,基本单元摩尔质量（M）=物质的式量/化合价绝对值单位是：g/mol,物质的量浓度C=物质的量/溶液的体积L,在滴定反应中，反应了的标准物与待测物的基本单元的物质的量相等。,N,B,=N,T,C,B,V,B,=C,T,V,T,C,T,=C,B,V,B,/V,T,第六节 酸及其一般性质,酸是指能够产生H+的一类物质的总称。,含氧酸：硫酸(H,2,SO,4,)、硝酸(HNO,3,)和磷酸(H,3,PO,4,),H,2,SO,4,2H,+,+SO,4,2-,无氧酸：盐酸（HCl)、氢氟酸(HF),HClH,+,+Cl,-,1、酸的水溶液能使酸碱指示剂变色,2、酸和金属氧化物反应生成盐和水,3、酸和碱作用生成盐和水,4、酸和盐作用生成新盐和新酸,5、酸和盐作用生成新盐和新酸,在金属活动顺序中，金属位置越前，金属活泼性越强，与酸反应越剧烈。,硫酸,硫酸,纯品为透明、无色、无嗅的油状液体,有杂质颜色变深,甚至发黑。分子式H2SO4。分子量:98.08。其相对,密度,PA,(145.8)。对,水,有很大亲和力。从,空气,和有机物中吸收水分。与水、,醇,混合产生大量热,体积缩小。用水稀释时因把酸加到稀释水中,以免酸沸溅。加热到340分解成三,氧化,硫,盐酸,含量: 工业级 36。 外观与性状： 无色或微黄色易挥发性液体，有刺鼻的气味。pH：7 （呈酸性） ，熔点()： -114.8(纯HCl) 沸点()： 108.6(20%恒沸溶液) 相对密度(水=1)： 1.20 相对蒸气密度(空气=1)： 1.26 饱和蒸气压(kPa)： 30.66(21)溶解性： 与水混溶，溶于碱液。禁配物： 碱类、胺类、碱金属、易燃或可燃物。浓度：37%以上的盐酸溶液被称为浓盐酸，37%以下的盐酸溶液被称为稀盐酸，并且一般的盐酸浓度不会超过39%。,氢氟酸,氢氟酸是氟化氢气体的水溶液,为无色透明至淡黄色冒烟液体。有刺激性气味。分子式 HF-H2O。相对密度 1.151.18。沸点 112.2(按重量百分比计为38.2%)。市售通常浓度:约47% 。是弱酸。侵入途径可经皮肤吸收,氢氟酸酸雾经呼吸道吸入。对皮肤有强烈刺激性和腐蚀性。造成表皮、真皮、皮下组织乃至肌层液化坏死。 氟离子还可干扰烯醇化酶的活性使皮肤细胞摄氧能力受到抑制。估计人摄入 1.5g 氢氟酸可致立即死亡。吸入高浓度的氢氟酸酸雾,引起支气管炎和出血性肺水肿。氢氟酸也可经皮肤吸收而引起严重中毒。,