高职无机化学教学案

高职无机化学教案上（一至七章）

目 录

撰写人 荣

绪论2

第一章物质与其变化4

第一节物质的聚集状态4

第二节化学反应中的质量和能量关系7

本章要求8

第二章化学反应速率和化学平衡8

第一节化学反应速率定义与表示方法8

第二节化学反应速率理论10

第三节影响化学反应速率的主要因素12

第四节化学平衡15

本章要求20

第三章电解质溶液和离子平衡20

第一节强电解质在溶液中的状况20

第二节水的电离和溶液的PH值21

第三节弱酸弱碱的电离平衡23

第四节同离子效应和缓冲溶液25

第五节盐类的水解28

第六节酸碱质子理论32

第七节沉淀和溶解平衡33

第八节溶度积规则与其应用35

本章要求40

第四章氧化和还原40

第一节氧化还原反应的基本概念40

第二节氧化还原反应与原电池44

第三节电极电势的应用48

本章要求52

第五章原子结构和元素周期律53 . .

2 / 84 第一节原子核外电子的运动状态53

第二节多电子原子中电子的分布55

第三节原子核外电子排布与元素周期律56

第四节元素性质的周期性57

本章要求60

第七章分子结构与晶体结构60

第一节离子键60

第二节共价键理论62

第三节杂化轨道理论和分子的几何构型64

第四节晶体的特征67

第五节离子晶体68

第六节原子晶体68

第七节分子间力和分子晶体68

第八节金属晶体72

第九节离子极化72

第十节混合型晶体73

本章要求74

第七章配位化合物74

第一节配位化合物的基本概念74

第二节配位化合物的结构75

第三节配位化合物在水溶液中的状况79

第四节螯合物83

本章要求84

绪 论

一、化学的地位与作用:

自然科学在纵向方面分为三个层次：工程技术、技术科学、基础科学。

化学是一门基础学科，它是在分子、原子或离子等层次上研究物质的组成、结构和性质以与可能发生的变化和变化中的能量转换。

化学理论已渗透到许多技术学科当中，如采矿和冶金工业的需要，推动了无机和分析化学的发展；纺织、印染、煤、石油的综合利用又使有机化学向前迈进了一大步。

二、四大化学：

化学在发展过程中逐步形成了许多分支学科，如"四大化学"这些都属于纯粹的化学。

无机化学：以所有元素与其化合物（除C、H化合物与其衍生物）为研究对象； . .

3 / 84 有机化学：以C、H化合物与其衍生物为研究对象；

分析化学：研究物质的化学组成和鉴定方法与其原理；

物理化学：以应用物理测量方法和数学处理方法来研究物质与其反应，以寻求化学性质和物理性质间本质联系的普遍规律。

另外，随着化学在不同领域中的应用，又产生了许多应用化学：如工业化学、高分子化学、放射化学、环境化学、生物化学、半导体化学等等。

三、本课程的目的与主要容：

1、目的：化工专业一门重要的基础课，是后续化学课程的基础

2、主要容：主要是研究无机物的组成、结构、性质、制备、应用以与其变化的基本原理。

本教程分为两部分：化学理论与元素与其化合物

其中化学理论又分为： 四大平衡（化学平衡、酸碱平衡、沉淀溶解平衡、氧化还原平衡）与结构理论

3、学习方法： 一 理论大课 中学的学习模式: 每节课的讲授容少, 讲授的容重复较多, 大量作业, 课堂练习和课外练习, 自学容少。 大学的学习模式: 每节课的讲授容多, 讲授容重复性小, 作业量少, 无课堂练习, 强调自学能力的提高. 针对大学学习特点, 提出如下要求: 1. 课堂认真听讲, 跟上教师讲授思路, 有弄不懂的问题暂且放下, 待以后解决, 不然, 由于讲授速度快, 容易积累更多的疑难问题。 2. 作好课堂笔记. 留下一定的空白处, 做标记, 提出问题, 写出结论。 二 习题与答疑课

目的: 解决课程的疑难问题 形式: 讲解习题, 作业中存在问题, 自由解答疑难问题 方式: 每周一次, 每次2学时, 从第二周开始 要求: 在笔记或讲义中标明疑问, 做记号, 在答疑课堂向教师请教和探讨. 没有问题的同学可以不参加答疑课. 学习方法：

多提问，常讨论

无机化学容丰富，又抽象，仅依靠个人苦思冥想，学习效果往往不佳。充分利用时间，老师与同学或同学与同学之间互相提问，进行讨论甚至是辩论，可使基本概念与理论日益清晰，容易理解。

三 实验课 化学是以实验为基础的学科, 实验对于理论的理解十分重要. 课程安排了近25个相关的制备, 测定和元素性质实验. 目的: 掌握基础实验技能, 通过实验深化理论问题的理解和记忆,提高分析问题和解决问题的能力. 要求: 预习报告, 实验记录, 实验报告

学习方法：

1.多动手，勤思考；

无机化学是以一门实验为主的学科，培养与提高学生的动手能力，是无机化学的基本要求之一。对于在实验过程中出现的问题，除了仔细听老师的讲解以外，还需要结合理论课学过的基本知识，多动脑，多思考，主动接受无机化学的基本理论，才能牢固掌握具体的操作方法。

2.注意实验现象的观察，多动笔准确记录实验现象

实验课不仅要做好每一个操作步骤，掌握实验技术与方法，要特别注意实验现象的观察，不要放弃一个实验现象，新的理论往往就是在对实验现象的仔细观察中发现的。更要坚持书写实验报告，总结实验中的经验和教训，这样才能不断提高理论与实践水平。 . . 4 / 84 3. 注意理论与实际的联系

对实验现象的观察和利用理论知识对实验现象的总结，是发现知识的最好方法

以上是供同学们参考的学习方法，根据自己的实际情况，采用不同的学习方法，把别人的优势学到手，一定能学好无机化学课程。

第一章物质与其变化

第一节物质的聚集状态

体系：被研究的对象，例如一个烧杯中的溶液

一、 物质的聚集状态：

各种物质总是以一定的聚集状态存在的

气、液、固为三种聚集状态，各具特征，在一定条件下可相互转化。

1、 气体（g）：扩散性和可压缩性

2、 液体（l）：流动性、无固定形状、一定条件下有一定体积

3、 固体（s）：具有一定体积、一定形状与一定程度的刚性。

二、 物质的聚集状态和相：

相：在体系中任何具有一样的物理性质和化学性质的部分称为相。

相与相之间有界面隔开。

g-s，l-s，s-s一般为两相

g-g混合物为一相

l-l混合物：

一相：如5%HCl溶液，HCl以分子或离子形式分散在水中

两相：如油和水组成的体系，O/W，O以较多分子聚成粒子，以一定的界面和周围的水分开，是不连续的相，W是连续相。

g-L混合物： 也存在如上关系：H2S溶于水为一相

S-S混合物制成合金时为一相。

物质的聚集状态或相可以相互变化，亦可共存。

如：

S-L相平衡这一点温度即为凝固点。 . .

5 / 84

气体的存在状态主要决定于四个因素：P、V、T、n，而几乎与它们的化学组成无关。反映这四个物理量之间关系的式子叫气体状态方程式。

理想气体：分子间完全没有作用力，分子只是一个几何点，没有体积。

实际上所碰到的气体都是真实气体，只有在温度不太低， 压力不太高时，实际气体的存在状态才接近于理想气体，可以用理想气体的定律进行计算。

三、理想气体状态方程：

PV=nRT

P V n T R

标准单位 Pa m3 mol K 8.314

R：常数，可由实验测得：

1 mol气体在273.15K（0℃），101.325kPa下测得其体积22.4×10-3m3

这是理想气体的状态方程式，而实际上气体分子本身必然占有体积，分子之间也具有引力，因此应用该方程进行计算时，不可避免地存在偏差。对于常温常压下的气体，这种偏差很小，随着温度的降低和压力的增大，偏差逐渐增大。

四、 混合气体分压定律：

1、混合气体分压定律：

1801年，由Dalton（道尔顿）总结实验结果提出，因此又称为Dalton分压定律。

两种或两种以上不会发生化学反应的气体混合，混合气体的总压力等于各组分气体的分压力之和。

A、容器中注入30mL N2 ， 压力为300mmHg

B、容器中注入20mL O2 ， 压力为200mmHg

C、容器中注入30mL N2 + 20mL O2， 压力为500mmHg

即：P总= ∑Pi

Pi：分压力（简称分压），气体混合物中各组分气体的压力，等于该气体单独占有与混合气体一样体积时所产生的压力。

理想气体定律同样适用于混合气体：

PiV = niRT ， P总V = n总RT ====> ∑PiV = ∑niRT

Pi：分压； V：总体积 . . 6 / 84 2、分压的计算：

P总可通过压力表测出，Pi则很难被直接测出，可通过分析、计算求得：

PiV = niRT （1） P总V = n总RT （2）

由（1）÷（2），得： Pi / P总 = ni / n总 = Xi（摩尔分数）

∴Pi = Xi P总

计算分压的关键在于如何求得组分气体的摩尔分数。

求混合气体的摩尔分数 ，常用的方法是通过混合气体进行气体分析，测得各组分气体的体积分数： Vi

/ V总 。

例1-1：

已知在250℃时PCl5能全部气化，并部分离解为PCl3和Cl2。现将2.98gPCl5置于1.00L容器中，在250℃时全部气化后，测定其总压力为113.4kPa。其中有哪几种气体？它们的分压各是多少？

例1-2：

1.34gCaC2与H2O发生如下反应：CaC2(s)+H2O(l)=C2H2(g)+Ca(OH)2(s)产生的C2H2气体用排水集气法收集，体积为0.471L。若此时温度为23C，大气压为99X103kPa，该反应的产率为多少？（已知23℃时水的饱和蒸气压为2.8X103kPa）