第三单元物质构成的奥秘 课题1?分子和原子（二课时） 教案二次备课【教学目标】： 1、知识与技能：认识物质是由分子、原子等微粒构成； 认识分子、原子的概念和特性。 2、过程与方法：利用分子、原子的观点来解释一些常见的现象。充分发 挥学生的空间想象能力。 3、情感与价值观：对学生进行科学态度教育和辩证地看问题的思想方法 教育。 【教学重点】：1、分子和原子概念的形成。 2、理解物质是由分子、原子等微小粒子构成的。 【教学难点】： 1、建立微观粒子运动的想象表象，并初步体会它与宏观物体运动的不同 点。 2、如何理解原子是化学变化中最小粒子。 3、分子和原子的区别与联系。 方法：实验探究 【教具学具准备】烧杯、量筒、水、品红、浓氨水、酒精课时：二课时、 第一课时： 【教学过程】 1、情景导入：请学生根据日常生活经验思考以下问题： （1）盛放在敞口容器中的水，在常温下会减少，如果受热减少得更快， 为什么 （2）为什么走到花园或酒店的附近，往往会闻到花或酒的香气 （3）湿衣服为什么经太阳晒后会变干 （4）糖块放在水里，会逐渐消失，而水却有甜味，这是什么原因 2、讲授新课： [实验3-2] 品红溶于水现象：品红逐渐向水中扩散。但时间较长后才 扩散均匀。 提问：为什么品红能在水中扩散 这些微小的粒子是什么呢科学事实证明：这些微小的粒子就是我 们本课题将要学的分子和原子。 一、分子和原子的存在和基本性质（板书） （1.把两个锥形瓶放在水平桌面上 2.把细铁丝制作成小树并在树枝上放上小棉花团（3个小树） 3.在小棉花上均匀地滴上酚酞试液，把小树用细线拴好，并让小树花悬在 瓶子的中间、底部。另一个放在两个锥形瓶之间 4.事先在青霉素瓶中放少量浓氨水，将青霉素瓶用细线拴好并放在瓶底， 或者用注射器向青霉素瓶中注射浓氨水，盖上胶塞，观察现象。白色的小 花从下往上逐渐变红。）
第三章 化学势 §3.1 偏摩尔量 （1）偏摩尔量的定义 多组分系统的任一种容量性质X 可以看作是温度 T 、 压力 p 及各物质的量的函数，X = ?(T ，p ， n B ，n C ，n D ，…)在定温定压条件下，dT=0，dp=0，则 dX = ΣX B dn BX B 称为物质B 的“偏摩尔量”。 偏摩尔量的物理意义是，在定温定压条件下，往无限大的系统中（可以看作其浓度不变）加入 1mol 物质 B 所引起的系统中某个热力学量 X 的变化，实际上是一偏微商的概念。 § 3.2 化学势 化学势的定义 由于等温等压条件下吉布斯自由能的变化值课作为过程方向性的判定，也就是摩尔或偏摩尔吉布斯自由能的降低会推动过程（物质迁移或相变或化学变化）自发进行，故又称偏摩尔吉布斯自由能为化学势。 物质的化学势是决定物质传递方向和限度的强度因素，这就是化学势的物理意义。 §3.3 气体物质的化学势 （1）纯组分理想气体的化学势 对纯物质系统来说 G B = G mμ = μ θ+ RTln(p/ p θ） 此式就是理想气体化学势表达式。 理想气体压力为p θ 时的状态称为标准态， μ θ 称为标准态化学势，它仅是温度的函数。 （2） 理想气体混合物的化学势 θθμμp p ln B RT B B += 其中p B 是理想气体混合物中气体B 的分压，μθ是分压p B = p θ 时的化学势，称为气体B 的标准态化学势，它亦仅是温度T 的函数。 §3.4 理想液态混合物中物质的化学势 （1）拉乌尔定律 一定温度时，溶液中溶剂的蒸气压 p A 与溶剂在溶液中的物质的量分数X A 成正比，其比例系数是纯溶剂在该温度时的蒸气压 pA （上标“*”表示纯物质） ，称为“拉乌尔定律”。用数学式可表示为p A = p A *X A 此式不仅可适用于两种物质构成的溶液，亦可适用于多种物质构成的溶液。一般说来，只有在稀溶液中的溶剂方能较准确地遵守拉乌尔定律。 （2）理想液态混合物的定义 在一定的温度和压力下，液态混合物中任意一种物质在任意浓度下均遵守拉乌尔定律的液态混合物称为理想液态混合物。 （3）理想液态混合物中物质的化学势 液态混合物中任意物质 B 的化学势亦为 理想液态混合物中任一组分的标准态均为同样温度 T ， 压力为标准压力 p 下的纯液体。可见，混合物中的任一组分均使用相同的方法规定标准态。 强调只有在稀溶液中的溶剂方能较准确地遵守拉乌尔定律这一适用条件。 理想液态混合物是溶液的理想状态， 必须明确其定义及主要性质： 当几种纯物质混合形成理想液态混合物时， 体积具有加和性和没有热效应。 §3.5 理想稀溶液中物质的化学势 （1）亨利定律
第三章 理想流动反应器 概述 按照操作方式，可以分为间歇过程和连续过程，相应的反应器为间歇反应器和流动反应器。 对于间歇反应器，物料一次性加入，反应一定时间后把产物一次性取出，反应是分批进行的。物料在反应器内的流动状况是相同的，经历的反应时间也是相同的。 对于流动反应器，物料不断地加入反应器，又不断地离开反应器。 考察物料在反应器内的流动状况。有的物料正常的通过反应器，有的物料进入反应器的死角，有的物料短路（即近路）通过反应器，有的物料在反应器内回流。 在流动反应器中物料的流动状况不相同，造成物料浓度不均匀，经历的反应时间不相同，直接影响反应结果。 物料在反应器内的流动状况看不见摸不着。人们采用流动模型来描述物料在反应器内的流动状况。流动模型分类如下： 理想流动模型 流动模型 非理想流动模型 特别强调的是，对于流动反应器，必须考虑物料在反应器内的流动状况；流动模型是专指反应器而言的。 第一节 流动模型概述 3－1 反应器中流体的流动模型 平推流模型 全混流模型
一、物料质点、年龄、奉命及其返混 1.物料质点 物料质点是指代表物料特性的微元或微团。物料由无数个质点组成。 2.物料质点的年龄和寿命 年龄是对反应器内质点而言，指从进入反应器开始到某一时刻，称为年龄。 寿命是对离开反应器的质点而言，指从进入反应器开始到离开反应器的时间。 3.返混 （1）返混指流动反应器内不同年龄质点间的混合。 在间歇反应器中，物料同时进入反应器，质点的年龄都相同，所以没有返混。 在流动反应器中，存在死角、短路和回流等工程因素，不同年具的质点混合在一起，所以有返混。 （2）返混的原因 a.机械搅拌引起物料质点的运动方向和主体流动方向相反，不 同年龄的质点混合在一起； b.反应器结构造成物料流速不均匀，例如死角、分布器等。 造成返混的各种因素统称为工程因素。在流动反应器中，不可避免的存在工程因素，而且带有随机性，所以在流动反应器中都存在着返混，只是返混程度有所不同而已。
第三章配合物在溶液中的稳定性作业 1.下列各组中，哪种配体与同一种中心离子形成的配合物稳定性较高，为什么？ （1）Cl- , F-和Al3+（2）Br-，I-和Hg2+ （3）2CH3NH2,en和Cu2+（4）Br-，F- 和Ag+ （5）RSH,ROH和Pt2+（6）Cl-，OH-和Si4+ （7）RSH,ROH和Mg2+ 解(1)F-与Al3+形成配合物更稳定，因为F-电负性大，离子半径更小（2）I-与Hg2+更稳定，因为碘离子的电负性较大，离子半径更小（3 ）2CH3NH2与Cu2+形成的配合物更稳定，因为它的碱性比en更强与形成的配合物更稳定 （4）Br-与Ag+形成的配合物更稳定，因为与Ag+形成配合物Br-变形性比F-强 （5）RSH与Pt2+形成配合物更稳定，因为在与Mg2+形成配合物时S 的半径小于O的半径 （6）OH-与Si4+形成的配合物更稳定，因为在与Si4+形成配合物时OH-的电荷比更多 （7）RSH与Mg2+形成配合物更稳定，因为在与Mg2+形成配合物时S 的半径小于O的半径 2.写出下列，配体与中心离子形成的配合物的稳定次序。 解（1）CH3NH2，en，NH2-NH2，NH2-OH和Cu2+ en > CH3NH2 > NH2-NH2 > NH2OH
（2）R3CCOOH，CH3COOH，Cl3CCOOH，I3CCOOH和Fe3+ R3CCOOH > CH3COOH > I3CCOOH > Cl3CCOOH （3）NH3，NH2-NH2，NH2-OH，R-OH和Ag+ NH3 > NH2-NH2 > NH2-OH > R-OH （4）N, NH2 与Zn2+ N> NH2 （5）NH2 O2N, NH2 C H3, NH2 NO2与Cu2+ NH2 C H3> NH2 NO2> NH2 O2N （6） N OH， N OH CH3 与Ni2+ N OH CH3 > N OH CH3 3．下列二组试剂与同一种金属离子形成螯合物时，估计lg k的大小次序：
第二章热力学第一定律 1．热力学第一定律ΔU=Q+W 只适用于 (A) 单纯状态变化 (B) 相变化 (C) 化学变化 (D) 封闭物系的任何变化 答案：D 2．关于热和功, 下面的说法中, 不正确的是 (A) 功和热只出现于系统状态变化的过程中, 只存在于系统和环境间的界面上 (B) 只有在封闭系统发生的过程中, 功和热才有明确的意义 (C) 功和热不是能量, 而是能量传递的两种形式, 可称之为被交换的能量 (D) 在封闭系统中发生的过程中, 如果内能不变, 则功和热对系统的影响必互相抵消 答案：B 3．关于焓的性质, 下列说法中正确的是 (A) 焓是系统内含的热能, 所以常称它为热焓 (B) 焓是能量, 它遵守热力学第一定律 (C) 系统的焓值等于内能加体积功 (D) 焓的增量只与系统的始末态有关 答案：D。因焓是状态函数。 4．涉及焓的下列说法中正确的是 (A) 单质的焓值均等于零 (B) 在等温过程中焓变为零 (C) 在绝热可逆过程中焓变为零 (D) 化学反应中系统的焓变不一定大于内能变化 答案：D。因为焓变ΔH=ΔU+Δ(pV)，可以看出若Δ(pV)＜0 则ΔH＜ΔU。 5．下列哪个封闭体系的内能和焓仅是温度的函数 (A) 理想溶液 (B) 稀溶液 (C) 所有气体 (D) 理想气体 答案：D 6．与物质的生成热有关的下列表述中不正确的是 (A) 标准状态下单质的生成热都规定为零 (B) 化合物的生成热一定不为零 (C) 很多物质的生成热都不能用实验直接测量 (D) 通常所使用的物质的标准生成热数据实际上都是相对值 答案：A。按规定，标准态下最稳定单质的生成热为零。 7．dU=CvdT 及dUm=Cv,mdT 适用的条件完整地说应当是 (A) 等容过程 (B)无化学反应和相变的等容过程 (C) 组成不变的均相系统的等容过程 (D) 无化学反应和相变且不做非体积功的任何等容过程及无反应和相变而且系统内能 只与温度有关的非等容过程 答案：D 8．下列过程中, 系统内能变化不为零的是 (A) 不可逆循环过程 (B) 可逆循环过程 (C) 两种理想气体的混合过程 (D) 纯液体的真空蒸发过程 答案：D。因液体分子与气体分子之间的相互作用力是不同的故内能不同。另外，向真 空蒸发是不做功的，W＝0，故由热力学第一定律ΔU＝Q＋W 得ΔU＝Q，蒸发过程需吸热Q＞0，
第四章化学势 一、选择题 1. 在298K 时，A 和B 两种气体单独在某一溶剂中溶解，遵守亨利定律，亨利常数分别为KА和K B， 且知KА > K B，则当A和B压力（平衡时的）相同时，在一定量的该溶剂中所溶解的关系为：( ) (A) A 的量大于B 的量；(B) A 的量小于B 的量； (C) A 的量等于B 的量；(D) A 的量与B 的量无法比较。 2. 在恒温抽空的玻璃罩中封入二杯液面相同的糖水(A) 和纯水(B)。经历若干时间后，二杯液面的高 度将是：( ) (A) A 杯高于B 杯；(B) A 杯等于B 杯；(C) A 杯低于B 杯；(D) 视温度而定。 3. 有关化学势与物质流动方向的关系中下述哪种说法是不正确的。( ) （A）重结晶制取纯盐过程中，析出的纯盐的化学势与母液中该盐的化学势相等 （B）糖溶于水过程中，固体糖的化学势大于溶液中糖的化学势 （C）自然界中，风总是从化学势高的地域吹向化学势低的地域 （D）自然界中，水总是从化学势高的高地流向化学势低的低地 4. 假设A、B 二组分混合可以形成理想液体混合物，则下列叙述中不正确的是：( ) (A)A、B 分子之间的作用力很微弱； (B) A、B 都遵守拉乌尔定律； (C) 液体混合物的蒸气压介于A、B 的蒸气压之间； (D) 可以用重复蒸馏的方法使A、B 完全分离。 5. 对于理想液体混合物：( ) (A) △mix H = 0 △mix S = 0 (B) △mix H = 0 △mix G = 0 (C) △mix V = 0 △mix H = 0 (D) △mix V = 0 △mix S = 0 6. 主要决定于溶解在溶液中粒子的数目，而不决定于这些粒子的性质的特性叫: ( ) (A) 一般特性；(B) 依数性特征(C) 各向同性特性；(D) 等电子特性。 7. (1) 冬季建筑施工中，为了保证施工质量，常在浇注混凝土时加入少量盐类,主要作用是？( ) (A)增加混凝土的强度(B)防止建筑物被腐蚀 (C)降低混凝土固化温度(D)吸收混凝土中水份 (2) 为达到上述目的，选用下列几种盐中的那一种比较理想？( ) (A) NaCl (B) NH4 Cl (C) CaCl2(D) KCl 8. 由渗透压法测得的分子量为( ) (A) 重均分子量(B) 粘均分子量(C) 数均分子量(D) 上述都不是 9. 盐碱地的农作物长势不良，甚至枯萎，其主要原因是什么？( ) (A) 天气太热(B) 很少下雨(C) 肥料不足(D) 水分从植物向土壤倒流 10. 为马拉松运动员沿途准备的饮料应该是哪一种？( ) (A) 高脂肪、高蛋白、高能量饮料；(B) 20% 葡萄糖水； (C) 含适量维生素的等渗饮料；(D) 含兴奋剂的饮料。 11. 质量摩尔浓度凝固点降低常数K f，其值决定于( ) (A) 溶剂的本性(B) 溶质的本性(C) 溶液的浓度(D) 温度
第三单元 自然界的水 课题1 水的组成 一、水的组成 1、水的组成： （1）电解水的实验 A.装置―――水电解器 B.电源种类---直流电 C.加入硫酸或氢氧化钠的目的----增强水的导电性 D.化学反应：文字表达式：：水（H 2O ）氢气（H 2） + 氧气（O 2） 化学方程式：2H 2O 通电 2H 2↑+ O 2↑ 产生位置 负极 正极 体积比 2 ： 1 质量比 1 ： 8 E.检验：O 2---出气口置一根带火星的木条----木条复燃 H 2---出气口置一根燃着的木条------气体燃烧，发出淡蓝色的火焰 （2）结论： ①水是由氢、氧元素组成的。 ②化学变化中，分子可分而原子不可分。 2、水的性质 物理性质：无色无味的液体、40C 时密度最大，为1g/cm 3 化学性质：通电分解 文字表达式：水（H 2O ）氢气（H 2） + 氧气（O 2） 化学方程式： 2H 2O 通电 2H 2↑+O 2↑ 3、氢气 1、物理性质：密度最小的气体（向下排空气法）（氢气与其它气体的显著区别之处）；难溶 于水（排水法）、无色无臭的气体 证明氢气密度比空气小的方法：用氢气吹肥皂泡，若肥皂泡上升，则密度比空气小 2、化学性质： 可燃性（用途：高能燃料；氢氧焰焊接，切割金属） 文字表达式：氢气（H 2） + 氧气（O 2）水（H 2O ） 化学方程式：2H 2 + O 2 点燃 2H 2 O 点燃前，要验纯 现象：发出淡蓝色火焰，放出热量，有水珠产生 注意：混有一定量的空气或氧气的氢气遇明火会发生爆炸，因此点燃前必须验纯。 二、物质的分类 1、概念 单质：由同种元素组成的纯净物 例：氢气、氧气、红磷等 化合物：由不同种元素组成的纯净物 例：水、高锰酸钾等 氧化物：由两种元素组成，且含有氧元素的纯净物 例：二氧化硫、氧化铁等 注意:单质、化合物前提必须是纯净物，即划分单质、化合物的标准是根据纯净物的元素种类来划分的。若只含一种元素的纯净物就属于单质；若含有几种元素的纯净物就属于化合物 2、物质分类的步骤 ①根据物质种类分为纯净物与混合物②写出纯净物的化学符号③根据元素种类将纯净物分点燃 通电 通电 电解水口诀：
3 釜式反应器 3.1在等温间歇反应器中进行乙酸乙酯皂化反应： 325325+→+CH COOC H NaOH CH COONa C H OH 该反应对乙酸乙酯及氢氧化钠均为一级。反应开始时乙酸乙酯及氢氧化钠的浓度均为0.02mol/l ，反应速率常数等于5.6l/mol.min 。要求最终转化率达到95%。试问： （1） （1） 当反应器的反应体积为1m 3时，需要多长的反应时间？ （2） （2） 若反应器的反应体积为2m 3，，所需的反应时间又是多少？ 解：（1）002220 00001()(1)110.95169.6min(2.83) 5.60.0210.95 ===?---= ?=?-??Af Af X X A A A A A A A A A A A dX dX X t C C R k C X kC X h (2) 因为间歇反应器的反应时间与反应器的大小无关，所以反应时间仍为2.83h 。 3.2拟在等温间歇反应器中进行氯乙醇的皂化反应： 223222+→++CH ClCH OH NaHCO CH OHCH OH NaCl CO 以生产乙二醇，产量为20㎏/h ，使用15%（重量）的NaHCO 3水溶液及30%（重量）的氯乙醇水溶液作原料，反应器装料中氯乙醇和碳酸氢钠的摩尔比为1：1，混合液的比重为1.02。该反应对氯乙醇和碳酸氢钠均为一级，在反应温度下反应速率常数等于5.2l/mol.h ，要求转化率达到95%。 （1） （1） 若辅助时间为0.5h ，试计算反应器的有效体积； （2） （2） 若装填系数取0.75，试计算反应器的实际体积。 解：氯乙醇，碳酸氢钠，和乙二醇的分子量分别为80.5,84 和 62kg/kmol,每小时产乙二醇：20/62=0.3226 kmol/h 每小时需氯乙醇：0.326680.5 91.11/0.9530%?=?kg h 每小时需碳酸氢钠：0.326684 190.2/0.9515%?=?kg h 原料体积流量： 091.11190.2 275.8/1.02+= =Q l h 氯乙醇初始浓度：00.32661000 1.231/0.95275.8?==?A C mol l 反应时间： 02000110.95 2.968(1) 5.2 1.23110.95===?=-?-??Af Af X X A A A A B A A dX dX t C h kC C kC X 反应体积：0(')275.8(2.9680.5)956.5=+=?+=r V Q t t l
第三章化学势 教学目的及要求 1、理解和掌握偏摩尔量，化学势的意义及功用。 2、明确化学势的表示方法，活度的意义及求算，理想溶液的特征。 3、掌握稀溶液的依数性。 教学重点 1、化学势的意义。 2、化学势在相平衡及化学平衡中的功用。 3、化学势的表示法及活度（逸度）概念。 4、理想溶液的特征。 5、稀溶液的依数性。 教学难点 1、偏摩尔量的物理意义。 2、化学势的意义及功用。 3－1 偏摩尔量 系统的状态函数中V，U，H，S，A，G等为广度性质。单组分系统若由物质B组成，物质的量为n B，物质B的： ，摩尔体积，，摩尔热力学能 ，摩尔焓，，摩尔熵 ，摩尔吉布斯函数，，摩尔亥姆霍茨函数 是强度性质
但在液态混合物或溶液中，单位物质的量的组分B的V B、U B、H B 、S B、A B、G B与在同样温度、压力下单独存在时相应的摩尔量通常并不相等。(包括理想稀溶液中的某些单位物质量的广度量，与其纯态时的广度量也不相等)。因此，为了表述上述差异，提出偏摩尔量的概念。 组分B的偏mol量X B：在一定温度、压力下，一定组成的混合物（或溶液）中单位物质的量B对系统X的贡献。 一、问题提出（以偏摩尔体积为例） 我们知道，对纯物质来讲，系统的广度量性质具有严格的加和性。例：20℃, 101.325kPa, V*m水=18.09cm3/mol ，5mol水加在一起：V总=5mol×V*m水=90.45cm3, V*m水可理解成每mol水在指定20℃，大气压力下对纯物质单相系统（5mol水）体积作出贡献。 对多组分系统，是否也有加和性呢？实验发现。苯（l）和甲苯（l）形成的混合物（近似为理想液态混合物）理想液态混合物的体积等于形成混合物各组分的mol体积与各组分的物质的量乘积之和。（即也具有严格的加和性） V=n B V*m,B+ n C V*m，C (理想混合物) 但将5mol水与5mol乙醇混合V≠n水V*m,水+ n乙V*m，乙（真实混合物） 例 5mol水 V水=18.09×5 cm3=90.45 cm3 5mol乙醇 V乙=V*m，乙×5mol=58.35 cm3/ mol×5mol=291.75 cm3 Vˊ 计算：V混合=(90.45+291.75)cm3=382.2cm3 实测：V实测=372cm3
第三章 习题解答 1．（1）错误。原因：氨水为一元弱碱，其[OH -]=c k b θ (2)错误。原因：n HCl =n HAc 故所需NaOH 的摩尔数应相同，体积相同。 2．I=1/2∑CiZi 2 =1/2[0.050×(+3)2+3×0.050×(-1)2+2×0.020×(+1)2+0.020×(-2)2] =0.36 (mol ·L -1) 51 .3 101.3%31100.1][ % 31 1 , 500 / , 20 3.432 =?=??===-=???--+pH c H c k k c K c K a a a w a a ααα αθ θ θ按近似式计算 4. 应加入碱。原因：H 2S HS -+H + HS -S 2- + H + 要使[S 2-]增加，应减 小[H +]，使平衡右移，故应加碱。 5．稀氨水中加入少量晶体NH 4Ac ，会产生同离子效应，氨水解离度减小，颜色变浅（或消退）。 101.13.0)1097.2()1012.1(] [][][] [] [][ 10 97.23.01.01091.8][][][ ] [] [][ 6. 9 812222228 82121 2---+ -- -- +-+---+- -+- +?=???=?=∴?= +??=??=?=∴?=+?H HS K S HS S H K S H HS H S H K HS S H HS H K HS H S H a a a a θ θ θ θ 7．NH 4+-NH 3, Ac —-HAc, H 2O-H 3O +, H 2O-OH -, HSO 4—-SO 42-, HNO 3-NO 3-, H 2SO 4-HSO 4-, CO 32—-HCO 3-, HCO 3—-H 2CO 3 8. 质子酸：HCl 质子碱：NH 3, SO 42-, NO 3-, Ac -, OH - 两性物质：[Al(H 2O)4]3+, HSO 4-, HS -, HCO 3-, H 2PO 4-, H 2O 9. 否。原因：pH=-lg[H +] 10. pH=5.0 [H +]=1.0×10-5 =C HCl pH=11.0 [OH -]=1.0×10-3 =C NaOH 两者混合后， [OH -]≈1.0×10-3 故 pH ≈11.0 11．pH=1.4 [H +]=3.98×10-2 pH=5.0 [H +]=1.00×10-5 故成人胃液是 婴儿胃液[H +]的3980倍。
3 釜式反应器 3、1在等温间歇反应器中进行乙酸乙酯皂化反应: 325325+→+CH COOC H NaOH CH COONa C H OH 该反应对乙酸乙酯及氢氧化钠均为一级。反应开始时乙酸乙酯及氢氧化钠的浓度均为0、02mol/l,反应速率常数等于5、6l/mol 、min 。要求最终转化率达到95%。试问: （1） (1) 当反应器的反应体积为1m 3时,需要多长的反应时间？ （2） (2) 若反应器的反应体积为2m 3,,所需的反应时间又就是多少？ 解:(1)002220 00001()(1)110.95 169.6min(2.83)5.60.0210.95 ===?---=?=?-? ?Af Af X X A A A A A A A A A A A dX dX X t C C R k C X kC X h (2) 因为间歇反应器的反应时间与反应器的大小无关,所以反应时间仍为2、83h 。 3、2拟在等温间歇反应器中进行氯乙醇的皂化反应: 223222+→++CH ClCH OH NaHCO CH OHCH OH NaCl CO 以生产乙二醇,产量为20㎏/h,使用15%(重量)的NaHCO 3水溶液及30%(重量)的氯乙醇水溶液作原料,反应器装料中氯乙醇与碳酸氢钠的摩尔比为1:1,混合液的比重为1、02。该反应对氯乙醇与碳酸氢钠均为一级,在反应温度下反应速率常数等于5、2l/mol 、h,要求转化率达到95%。 （1） (1) 若辅助时间为0、5h,试计算反应器的有效体积; （2） (2) 若装填系数取0、75,试计算反应器的实际体积。 解:氯乙醇,碳酸氢钠,与乙二醇的分子量分别为80、5,84 与 62kg/kmol,每小时产乙二醇:20/62=0、3226 kmol/h 每小时需氯乙醇:0.326680.5 91.11/0.9530%?=?kg h 每小时需碳酸氢钠:0.326684 190.2/0.9515%?=?kg h 原料体积流量:091.11190.2275.8/1.02+==Q l h 氯乙醇初始浓度:00.32661000 1.231/0.95275.8?==?A C mol l 反应时间: 02000110.95 2.968(1) 5.2 1.23110.95===?=-?-??Af Af X X A A A A B A A dX dX t C h kC C kC X 反应体积:0(')275.8(2.9680.5)956.5=+=?+=r V Q t t l （2） (2) 反应器的实际体积: 956.512750.75= ==r V V l f
第三单元 物质构成的奥秘 第一节 分子和原子 一、 分子和原子的异同 分子 原子 定义 分子是保持物质化学性质的最小粒子。 原子是化学变化中的最小粒子。 性质 质量小、体积小；不断运动；有间隔；同种粒子的化学性质相同。 联系 分子是由原子构成的。分子、原子都是构成物质的微粒。 区别 在化学变化中，分子可以再分，而原子不可以再分。 备注 1. 所有金属、稀有气体、金刚石（石墨）和硅是由原子构成的，其他大多数物质是由分子构成的。 2. 在受热的情况下，粒子能量增大，运动速率加快。 3. 物体的热胀冷缩现象，原因是构成物质的粒子的间隔受热时增大，遇冷时缩小。 4. 气体容易压缩是因为构成气体的粒子的间隔较大。 5. 不同液体混合后总体积小于原体积的和，说明粒子间是有间隔的。 6. 一种物质如果由分子构成，那么保持它化学性质的最小粒子是分子；如果它由原子构成，那么保持它化学性质的最小粒子是原子。 二、 验证分子运动的探究实验 【实验操作】如右图，取适量的酚酞溶液，分别倒入A 、B 两个小烧杯中，另取一个小烧杯C ，加入约5mL 浓氨水。用一个大烧杯罩住A 、C 两个小烧杯，烧杯B 置于大烧杯外。 观察现象。 【实验现象】烧杯A 中的酚酞溶液由上至下逐渐变红。 【实验结论】分子是不断运动的。 【注意事项】浓氨水显碱性，能使酚酞溶液变红。浓氨水具有挥发性，能挥发出氨气。 三、 从微观角度解释问题 1. 用分子观点解释由分子构成的物质的物理变化和化学变化 物理变化：没有新分子生成的变化。（水蒸发时水分子的间隔变大，但水分子本身没有变化，故为物理变化） 化学变化：分子本身发生变化，有新分子生成的变化。（电解水时水分子变成了新物质的分子，故为化学变化） 2. 纯净物和混合物（由分子构成的物质）的区别：纯净物由同种分子构成，混合物由不同 种分子构成。 3. 分子和原子的联系：分子是由原子构成的，同种原子结合成单质分子，不同种原子结合 成化合物分子。 4. 分子和原子的本质区别：在化学变化中，分子可以再分，而原子不能再分。 5. 化学变化的实质：在化学变化过程中，分子裂变成原子，原子重新组合，形成新物质的 分子。 第二节 原子的结构 1. 原子的构成
第三章化学势 一、单选题 1.二元溶液，B组分的亨利系数等于同温度纯B的蒸汽压。按Raoult定律定义活度系数（） (A)f A > f B (B) f A = f B = 1 (C) f B > f A(D) f A f B 1 2.两液体的饱和蒸汽压分别为p*A，p*B，它们混合形成理想溶液，液相组成为x，气相组成为y，若p*A > p*B ，则：（） (A) y A > x A (B) y A > y B(C) x A > y A(D) y B > y A 3.关于亨利系数，下列说法中正确的是：( ) (A) 其值与温度、浓度和压力有关(B) 其值与温度、溶质性质和浓度有关 (C) 其值与温度、溶剂性质和浓度有关(D)其值与温度、溶质和溶剂性质及浓度的标度有关 4.已知373K时液体A的饱和蒸气压为133.24kPa，液体B的饱和蒸气压为66.62kPa。设A和B形成理想溶液，当溶液中A的物质的量分数为0.5时，在气相中A的物质的分数为：( ) (A) 1 (B) 1/2 (C) 2/3 (D) 1/3 5.298K时，HCl(g,Mr=3 6.5)溶解在甲苯中的亨利常数为245 kPa·kg·mol-1,则质量分数达2%的HCl-甲苯溶液中HCl(g)的平衡压力为：( ) (A) 138kPa (B) 11.99kPa (C) 4.9kPa (D) 49kPa 6. 下列说法中正确的是：( ) (1) 溶液的化学势等于溶液中各组分的化学势之和 (2) 对于纯组分，则化学势等于其Gibbs自由能 (3) 理想溶液各组分在其全部浓度范围内服从Henry定律 (4) 理想溶液各组分在其全部浓度范围内服从Raoult定律 A. (1) (2) B. (2) (3) C. (2) (4) D. (3) (4) 7.真实气体的标准态是：( ) (A) f = p的真实气体(B) p = p的真实气体 (C) f = p的理想气体(D) p = p的理想气体 8. 关于偏摩尔量, 下面的说法中正确的是( ) A.偏摩尔量的绝对值都可求算 B. 系统的容量性质才有偏摩尔量 C.同一系统的各个偏摩尔量之间彼此无关 D.没有热力学过程就没有偏摩尔量 9. 关于理想溶液，下列说法不正确的是：（） A.组成理想溶液的几种物质，化学结构和物理性能十分接近； B.理想溶液中各种微粒间的相互作用力可忽略不计； C.理想溶液中各种物质的分子从溶液中逸出难易程度和纯态一样； D. 恒温恒压下，在由纯组分组成理想溶液的过程中既不吸热，也不放热。 10. 在298K、p下，两瓶含萘的苯溶液，第一瓶为2dm3(溶有0.5mol萘)，第二瓶为1dm3(溶有0.25mol萘)，若以μ1和μ2 分别表示两瓶中萘的化学势，则( ) (A) μ1 = 10μ2(B) μ1 = 2μ2 (C) μ1 = 1/2μ2 (D) μ1 = μ2 11、挥发性溶质溶于溶剂形成的稀溶液，溶液的沸点会：（） (A) 降低(B)升高(C)不变(D)可能升高或降低 12、下述说法中，正确的是： (1) 自然界中，风总是从化学势高的地域吹向化学势低的地域 (2) 自然界中，水总是从化学势高的地方流向化学势低的地方 (A) (1) (B) (2) (C) (1) 和(2) (D) 都不对
解：01A A A x c kt x = - 把数据代入得100.2m in A c k -= 当x A =0.75时解得t=15min 所以，增加的时间为15-5=10min 3-2 解：() ()11 0111n n A A x n c kt ---=+- （式A ） 把x A =0.75和t=10min 代入解得1 0.1n A c k -= 再把t=30min 代入（式A ）解得x A =1.25 所以，转化率应为1 3-3 解：设反应动力学方程为：n A A dc kc dt -= 则()()11 0111n n A A x n c kt ---=+-，且c A0=1 因此有 ()()() ()1110.811810.91118 n n n k n k ---=+--=+- 解得：n=2;k=0.5L/mo l ·min -1 3-4 1）计算进料中酸、醇和水的摩尔浓度c A0、c B0、c S0（注意进料中水的浓度c S0不为0）。 2）列出当酸的转化率为x A 时，各组分浓度的表示式： ()0000001A A A B B A A R A A S S A A c c x c c c x c c x c c c x =-=-==+ 3)将上列各式及各组分初浓度代入反应速率式，整理得 ()6 2 7.9310 10.220.1 2.58A A A dx x x dt -=-?-+ 4）计算转化率达35%所需的时间为 () 0.356 20 7.9310 10.220.1 2.58A A A dx t x x -= ?-+? 上述积分可查积分表用公式计算，也可用MA TLAB 语言的quad 解算子计算，结果为 71532t s h =≈ 5）计算所需反应器体积。先计算每天的反应批数，再计算每m 3反应体积每天的生产量，然后再计算达到要求产量所需反应器体积。答案为 V R =51.9m 3
化学必修一第三章知识点总结 1．元素的存在形式有两种：游离态和化合态。 （1）钠镁铝只以化合态形式存在：钠元素的主要存在形式是氯化钠，镁元素的存在形式有菱镁矿，铝元素的存在形式有铝土矿。 （2）铁元素有两种存在形式：游离态的陨铁和化合态的铁矿石。 2．金属单质的用途： （1）利用钠元素的特征焰色（黄色）制高压钠灯，高压钠灯的透雾力强，可以做航标灯；利用钠单质的熔点低，钠钾合金常温下呈液态，做原子反应堆的导热剂；利用钠单质制备过氧化钠，利用钠单质还原熔融态的四氯化钛制备金属钛。 （2）镁条燃烧发出耀眼的白光，用来做照明弹。 （3）利用铝的良好导电性，做导线。利用铝块和铝粉的颜色都是银白色，铝粉制成银粉（白色涂料）。 3．金属化合物的用途： （1）过氧化钠做漂白剂，过氧化钠做水下作业、坑道下作业的供氧剂；氯化钠、碳酸钠、碳酸氢钠做食品添加剂；氯化钠做为制备单质钠和氯气的原料，氯化钠做为制备氢氧化钠、氢气、氯气的原料。 （2）氧化镁的熔点高，做耐高温的材料：耐火管、耐火坩埚、耐高温的实验仪器。 （3）明矾做净水剂。 4．金属的分类： （1）根据冶金工业标准分类：铁（铬、锰）为黑色金属，其余金属（钠镁铝等）为有色金属。 （2）根据密度分类：密度大于4.5g/cm3的金属是重金属：如铁、铜、铅、钡，密度小于4.5g/cm3的金属是轻金属：如钠、镁、铝。 5．氧化物的分类：二元化合物，其中一种元素是氧元素，并且氧元素呈负二价的化合物是氧化物。 （1）氧化物（根据氧化物中非氧元素的种类）分为金属氧化物和非金属氧化物。（2）金属氧化物分为酸性氧化物、碱性氧化物、两性氧化物。 （3）非金属氧化物分为酸性氧化物、不成盐氧化物。 （4）氧化物（根据氧化物是否与碱或酸反应生成盐）分为成盐氧化物和不成盐氧化物（CO 、NO）。 （5）成盐氧化物分为酸性氧化物、碱性氧化物、两性氧化物。 （6）酸性氧化物分为高价态的金属氧化物（Mn2O7）和非金属氧化物（CO2）。 （7）碱性氧化物只能是金属氧化物（CaO）。 （8）两性氧化物只能是金属氧化物（Al2O3、ZnO）。 6．金属氢氧化物的分类：碱性氢氧化物和两性氢氧化物。 7．含金属阳离子的物质分为金属单质、金属氧化物、金属氢氧化物、金属无氧酸盐、金属含氧酸盐。 8．酸根离子分为三类： （1）含金属元素的含氧酸根离子（AlO2-、MnO4-）。 （2）含非金属元素的含氧酸根离子（NO3-）。 （3）含非金属元素的无氧酸根离子（Cl-）等。 9．阳离子分类： （1）金属阳离子（Na+）和非金属阳离子（H+ 、NH4+）。 （2）阳离子分单一价态阳离子（Na+）和变价态阳离子（Fe2+、Fe3+），单一价态的阳离子和最高价态的阳离子只有氧化性，氧化性顺序：Ag+ > Fe3+ > Cu2+ > H+；较低价态的金属离子既有氧化性又有还原性，遇到强氧化剂呈还原性，遇到强还原剂呈氧化性。 10．温度不同产物不同的化学方程式： 4Na+O2=2Na2O ； 2Na+O2=Na2O2 11．量不同产物不同的化学方程式：
华东版 3-1 解：01A A A x c kt x = - 把数据代入得1 00.2min A c k -= 当x A =0.75时解得t=15min 所以，增加的时间为15-5=10min 3-2 解：() ()11 0111n n A A x n c kt ---=+- （式A ） 把x A =0.75和t=10min 代入解得1 00.1n A c k -= 再把t=30min 代入（式A ）解得x A =1.25 所以，转化率应为1 3-3 解：设反应动力学方程为：n A A dc kc dt -= 则() ()11 0111n n A A x n c kt ---=+-，且c A0=1 因此有()()()()1110.8118 10.91118 n n n k n k ---=+--=+- 解得：n=2;k=0.5L/mo l ·min -1 3-4 1）计算进料中酸、醇和水的摩尔浓度c A0、c B0、c S0（注意进料中水的浓度c S0不为0）。 2）列出当酸的转化率为x A 时，各组分浓度的表示式： ()0000001A A A B B A A R A A S S A A c c x c c c x c c x c c c x =-=-==+ 3)将上列各式及各组分初浓度代入反应速率式，整理得 ()62 7.931010.220.1 2.58A A A dx x x dt -=-?-+ 4）计算转化率达35%所需的时间为 () 0.35 62 7.931010.220.1 2.58A A A dx t x x -=?-+? 上述积分可查积分表用公式计算，也可用MA TLAB 语言的quad 解算子计算，结果为 71532t s h =≈ 5）计算所需反应器体积。先计算每天的反应批数，再计算每m 3反应体积每天的生产量，然
第三章 化学势 一、单选题 1、关于偏摩尔量，下列说法中错误的是( ) A.偏摩量必须有等温、等压条件 B.只有容量性质才有偏摩尔量，强度性质不可能有偏摩尔量 C.偏摩尔量是两个容量性质之比，它本身是一个强度性质 D.某组分的偏摩尔量不随温度T ，压力p 的变化而变化 2、对于偏摩尔量，指出下列说法错误者( ) （1）偏摩尔量必须有恒温恒压条件； （2）偏摩尔量不随各组分浓度的变化而变化； （3）偏摩尔量不随温度T 和压力p 的变化而变化； （4）偏摩尔量不但随温度T 、压力p 的变化而变化，而且也随各组分浓度变化而变化。 A.(2) (4) B.(3) (4) C.(2) (3) D.(1) (4) 3、在恒定温度与压力p 下，理想气体A 与B 混合后，说法中正确的是( ) (1)A 气体的标准态化学势不变； (2)B 气体的化学势不变 ； (3)当A 气体的分压为p A 时，其化学势的改变量为ΔμA =RTln(p A ／p ?)； (4)当B 气体的分压为p B 时，其化学势的改变量为ΔμB =-RTln(p B ／p*)。 A.(1) (2) B.(1) (3) C.(2) (4) D.(3) (4) 4、298.2K ，1×105Pa ，有两瓶四氯化碳溶液，第一瓶为1dm 3(含有0.2mol 的碘)，第二瓶为 2dm 3(含0.4mol 的碘)，若以μ1和μ2分别表示两瓶中碘的化学势，则( ) A.μ12=μ2 B.10μ1=μ2 C.μ1=μ2 D.2μ1=μ2 5、在298K ，1×105Pa 下有2dm 3溶有I 2的CCl 4溶液，I 2的化学势为μ1，吉布斯自由能为G 1， 现取出1dm 3溶液，其中I 2的化学势为μ2，吉布斯自由能为G 2，则( ) A.μ1=2μ2、G 1=G 2 B.μ1=2μ2、G 1=2G 2 C.μ1=μ2、G 1=2G 2 D.μ1=μ2、2G 1=G 2 6、下列哪个是化学势( ) A.()j n ,p ,T i n U/?? B.()j n ,p ,T i n H/?? C.()j n ,p ,T i n A/?? D.()j n ,p ,T i n G/?? 7、下列各式中哪个是化学势( ) A.()j n ,V ,T i n U/?? B.()j n ,V ,T i n H/?? C.()j n ,V ,T i n A/?? D.()j n ,V ,T i n G/?? 8、298K 时从大量浓度为0.01mol·dm 3的溶液中迁移1mol 溶质于另一大量浓度为0.001 mol·dm 3的溶液中，则该过程的Δμ等于(J·mol -1)( ) A.Δμ=RTln(1×10-2)； B.Δμ=RTln(1×10-3)； C.Δμ=RTln0.1； D.Δμ=RTln10。 9、下列各式哪个不是化学势( ) A.()j n ,p ,T i n G/?? B.()j n ,p ,T i n A/?? C. ()j n ,V ,S i n U/?? D.()j n ,p ,S i n H/??
第三章配位化学 1．配合物 配合物：由提供孤对电子或多个不定域电子的一定数目的离子或分子(配体)和接受孤对电子或多个不定域电子的原子或离子(统称中心原子)按一定组成和空间构型所形成的化合物。其中，与中心原子直接相连的原子称为配位原子，与同一中心原子连接的配位原子数目称为配位数；由中心金属离子和配体构成的络合型体称为内界，通常用“[]”标出。 配合物的命名：配体名称在先，中心原子名称在后。阴离子名称在先，阳离子名称在后，两者间用“化”或“酸”相连。不同配体名称的顺序与化学式的书写顺序相同，相互间以圆点隔开，最后一种配体名称之后加“合”字。配体个数在配体名称前用中文数字表示。中心原子的氧化态在元素名称之后用括号内的罗马数字表示。 2．配合物的异构 立体异构：包括几何异构和旋光异构。配合物内界中两种或两种以上配体在空间的排布方式不同所产生的异构现象称为几何异构。若由配体在空间的排布方式不同所产生的异构体之间互为对映体，则这种异构现象称为旋光异构。 电离异构：配合物在溶液中电离时，由于内界和外界配体发生交换而生成不同配离子的异构现象称为电离异构。 键合异构：含有多种配位原子的单齿配体用不同的配位原子参与配位而产生的异构现象称为键合异构。 配位异构：在配阴离子与配阳离子形成的配合物盐中，配阴离子与配阳离子中配体与中心离子出现不同组合的现象称为配位异构。 3．配合物的常用制备方法 加成反应：路易斯酸碱之间直接反应，得到酸碱加合型配合物。加成后配位
数增大。 取代反应：用一种适当的配体(通常是位于光谱化学序列右边的配体)取代配合物中的某些配体(通常是位于光谱化学序列左边的配体)。取代后配位数通常不变。 氧化还原反应：伴随有中心金属氧化态变化的制备反应，在许多情况下同时伴随有配体的取代反应。 热解反应：在升高温度时，配合物中易挥发的配体失去，外界阴离子占据失去配体的配位位置，相当于固相取代反应。 4．配合物的化学键理论 (1)晶体场理论理论要点： (a)中心金属离子具有电子结构，配体视为无电子结构的阴离子或偶极子，二者之间存在的静电吸引作用产生配位键。 (b)中心金属离子的电子与配体电子之间存在排斥作用。由于配体在中心离子周围的分布具有方向性，配体的静电场作用使中心离子的d轨道发生能级分裂。分裂的方式与分裂的程度取决于配位场的类型及配体、中心离子的性质。 (c)中心离子的电子在配位场能级中的占据结果，使配合物获得一个晶体场稳定化能(CFSE)。 晶体场理论可以定性解释配合物的吸收光谱、稳定性、磁性、结构畸变等，但无法解释金属与配体间的轨道重叠作用，不能很好地解释光谱化学序列。 (2)配位场理论理论要点：配体的存在使中心金属离子与配体之间存在的化学键作用既包括静电作用也包括共价作用(既有σ成键作用也有π成键作用)。金属离子的d电子局限在金属原子核附近运动，不进入配体范围，但是配位场负电荷的影响使中心金属离子的d轨道能级分裂。在配位场中，分裂能既决定于静电作用，又决定于共价作用(其中首先包括σ成键作用，其次包括π成键作用)。