第一章3——无机化学课件PPT

某组分气体的分压等于总压与 形式2 该组分PB 气P总体 nn摩总B 尔P总分 xB数的乘摩积尔分数
注意：分压公式中的体积一定为容器的总体积
即：PB

nB V总
RT
而并非：PB

nB VB
RT
T、P不变，n V

ni n

Vi V
其中Vi为组分i的分体积，V是混合气体的总体积
Pi

例
t
时
0
n B
/mol
N123.N20g2 g310H.2302Hg2g
2NHNH3 g3
0
g
ξ
0
t
时
1
n B
/mol
2.0
7.0
2.0
1 =?
t
时n
2B
/mol
ξ1'1ξ.51 Δννnn1NNNN22 225.52.02.130.01/312.30..m00ol
M
（3）计算气体密度
M mRT pV
M mRT M RT
pV
p


pM RT
例：为行车安全，可在汽车 中装备空气袋防止碰撞时司 机受到伤害。这种空气袋是 用氮气充胀起来的，所用的 氮气由叠氮化钠与三氧化二 铁在火花的引发下反应生成。 总反应是：
6NaN3+Fe2O3(s) 3Na2O(s)+2Fe(s)+9N2(g)
5、热力学能 (U)(thermodynamic energy)
系统内部含有的总能量称为热力学能（内能）
包括体系内质点的内动能（平动能、 振动能、转动能）、微粒间相互作用 所产生的势能等，但不包括体系整体

元素周期表是元素周期律用表 格表达的具体形式，它反映元 素原子的内部结构和它们之间 相互联系的规律。
元素性质递变规律
原子半径
同一周期（稀有气体除外），从 左到右，随着原子序数的递增， 元素原子的半径递减；同一族中， 由上而下，随着原子序数的递增， 元素原子半径递增。
主要化合价
同一周期中，从左到右，随着原 子序数的递增，元素的最高正化 合价递增（从+1价到+7价），第 一周期除外，第二周期的Ｏ、Ｆ 元素除外；最低负化合价递增 （从-4价到-1价）第一周期除外， 由于金属元素一般无负化合价， 故从ⅣＡ族开始。元素最高价的 绝对值与最低价的绝对值的和为8。
THANKS
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酸碱指示剂
用于指示酸碱反应终点的 试剂，如酚酞、甲基橙等。
沉淀溶解平衡原理及应用
沉淀溶解平衡
应用
在一定条件下，难溶电解质在溶液中 的溶解与沉淀达到动态平衡。
通过控制溶液中的离子浓度，可实现 难溶电解质的分离、提纯和制备。
溶度积常数（Ksp）
表示难溶电解质在溶液中达到沉淀溶 解平衡时，各离子浓度幂的乘积，是 衡量难溶电解质溶解度的重要参数。
元素的金属性和非金 属性
同一周期中，从左到右，随着原 子序数的递增，元素的金属性递 减，非金属性递增；同一族中， 由上而下，随着原子序数的递增， 元素的金属性递增，非金属性递 减。
03
化学键与分子结构
离子键形成及特点
离子键的形成
通过原子间电子转移形成正、负离子，由静电作用相互吸引。
离子键的特点
较高的熔点和沸点，良好的导电性和导热性，在水溶液中易离 解。
03
波尔模型
电子只能在一些特定的轨道上运动，电子在这些轨道上运动时离核的远

总结词
根据不同的分类标准，分析化学可以分为多种类型。按分析对象可以分为无机分析和有机分析，这是根据被测物质中是否含有碳元素来划分的。按分析方式可以分为化学分析和仪器分析，前者依赖于化学反应进行定量或定性分析，后者则利用各种精密仪器对物质进行测量。另外，根据待测组分的含量，分析化学可分为常量分析、微量分析和痕量分析。
分子结构
分子由原子通过化学键连接而成，分子的几何构型和成键方式决定了分子的性质。常见的分子结构有共价键、离子键和金属键。
晶体结构
晶体是由原子或分子在空间周期性排列形成的固体，晶体的性质与原子或分子的排列方式密切相关。晶体分为金属晶体、离子晶体、共价晶体和分子晶体等。
分子结构和晶体结构
酸和碱之间的反应称为酸碱反应，反应中质子转移是酸碱反应的本质。酸和碱的相对强弱可以通过电离常数来衡量。
实验数据处理和误差分析
实验安全
01
实验安全是实验过程中的首要问题，需要遵守实验室安全规定，正确使用实验器材和防护用品。
环境保护
02
环境保护是每个实验者应尽的责任，需要合理处理实验废弃物，减少对环境的污染。
实验安全和环境保护的实验实例
03
通过具体的实验实例，如实验室安全规定、废液处理等，来掌握实验安全和环境保护的方法。
04
无机及分析化学实验基础
1
2
3
掌握实验基本操作技术是进行无机及分析化学实验的基础，包括称量、加热、冷却、萃取、蒸发、结晶等操作。
实验基本操作技术
在进行实验基本操作时，需要注意安全、准确、快速、环保等原则，避免误差和事故的发生。
实验基本操作技术的注意事项
通过具体的实验实例，如硫酸铜晶体的制备、碘的萃取等，来掌握实验基本操作技术。

酸碱反应的平衡与移动
总结词
详细描述
总结词
详细描述
研究酸碱反应的平衡状 态和移动方向
酸碱反应是化学中常见 的一类反应，通过研究 酸碱反应的平衡状态和 移动方向，可以深入了 解酸碱的性质和作用机 制。同时，酸碱反应在 日常生活和工业生产中 也有广泛应用。
酸碱指示剂和滴定分析 法
酸碱指示剂用于指示溶 液的酸碱性，滴定分析 法则是一种测定物质浓 度的分析方法。通过这 些手段，可以精确测定 酸碱反应的程度和物质 含量。
05
无机化学实验技术
实验基本操作与安全
实验基本操作
掌握实验基本操作技能，如称量 、加热、溶解、过滤、蒸发等， 是进行无机化学实验的基础。
实验安全
了解实验室安全知识，掌握实验 过程中可能出现的危险及应对措 施，确保实验过程的安全。
实验设计与数据处理
实验设计
根据实验目的和要求，合理设计实验 方案，包括实验材料的选择、实验步 骤的安排等。
THANKS
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详细描述
无机化学在人类生产生活中具有重要意义，它为人类提 供了丰富的物质基础，推动了能源、环境、材料科学等 领域的进步。例如，在能源领域，通过研究太阳能、风 能等可再生能源的转化和利用，可以解决能源危机和环 境污染问题；在环境领域，无机化学可以帮助我们了解 和治理环境污染，保护生态环境；在材料科学领域，通 过研究新型无机材料的合成和性质，可以推动材料科学 的发展，为人类创造更多的物质财富。
详细描述
氧化数是描述元素在化合物中氧化态的数值，氧化剂和还原剂则是参与氧化还原反应的角色。通过这 些概念，可以更好地理解和分类氧化还原反应。
04
无机化合物的分类与性质
单质与氧化物

酸碱反应与沉淀反应
总结词
酸碱反应和沉淀反应是无机化学中常见的反应类型，需要掌握其 基本原理和规律。
酸碱反应
理解酸碱质子理论，掌握酸碱反应的规律和特点，如强酸制备弱酸 、水解反应等。
沉淀反应
研究沉淀的形成和溶解，了解沉淀的生成、转化和溶解等基本规律 。
氧化还原反应与配位反应
总结词
01
氧化还原反应和配ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ反应是无机化学中的重要反应类型，需要
酸碱反应与离子平衡
酸碱反应
酸和碱之间的中和反应，生成盐和水 。
酸碱指示剂
离子平衡
溶液中离子间的相互作用和平衡状态 ，如水的电离平衡、沉淀溶解平衡等 。
用于指示溶液酸碱度的指示剂，如酚 酞、甲基橙等。
氧化还原反应与电化学
氧化还原反应
电子转移的反应，包括氧化和还 原两个过程。
原电池
将化学能转化为电能的装置，由 正负极和电解质溶液组成。
存储材料，为新能源技术的发展提供重要的支撑。
无机化学在环保领域的应用
总结词
无机化学在环保领域的应用主要涉及大气、水体和土壤的污染控制与治理，以及废物处理和资源化利用等方面。
详细描述
随着工业化和城市化进程的加速，环境污染问题日益严重。无机化学在环保领域的应用主要涉及大气、水体和土 壤的污染控制与治理，以及废物处理和资源化利用等方面。通过研究无机物质的性质和反应机制，可以开发出高 效、低成本的污染物处理技术和资源化利用方案，为环境保护事业的发展做出重要贡献。
无机化学在生物医学领域的应用
总结词
无机化学在生物医学领域的应用主要涉及药物设计与 合成、生物成像技术和生物医用材料等方面。
详细描述
生物医学领域的发展对于人类的健康和生活质量的提高 具有重要意义。无机化学在生物医学领域的应用主要涉 及药物设计与合成、生物成像技术和生物医用材料等方 面。通过研究无机化合物的生物活性和反应机制，可以 开发出高效、低毒的药物和生物医用材料，为疾病诊断 和治疗提供新的手段和途径。同时，无机化学在生物成 像技术方面也具有广泛的应用前景，如荧光探针、磁共 振成像等，为生物医学研究提供重要的技术支持。

机 化
n=1.0 mol时, Vm=22.414L=22.414×10-3 m3
学 基 础
R pV 101P3 a2 22 5.4 1 1 0 3m 43
nT
1.m 0 o2l7 .13K 5
教
程
8.31J4 m o 1K l1
R=8.314 kPaLK-1mol-1
人们将符合理想气体状态方程的气体，称 为理想气体。
无 机 化 学
基 无机化学
础 教 程
第一章 气体和溶液
无
机
§1.1 气体定律
化
学
基
础
§1.2 稀溶液的依数性
教
程
§1.1 气体定律
无 机
1.1.1 理想气体状态方程
化
学
基 础
1.1.2 气体的分压定律
教
程
1.1.1 理想气体状态方程
pV = nRT
R——摩尔气体常数
无 在STP下，p =101.325 kPa, T=273.15 Kp础源自教 程pM = RT
=m/V
1.1.2 气体的分压定律
组分气体：
理想气体混合物中每一种气体叫做组
无 分气体。
机
化 分压：
学
基
组分气体B在相同温度下占有与混合
础 教
气体相同体积时所产生的压力，叫做组分
程 气体B的分压。
pB

nBRT V
分压定律：
混合气体的总压等于混合气体中各组分
气体分压之和。
162mol
理想气体状态方程的应用：
1. 计算p，V，T，n中的任意物理量
无
pV = nRT
机 化
2. 确定气体的摩尔质量

教 程
p(H2) = 0.10×600kPa = 60 kPa
§1.2 稀溶液的依数性
无
机 化
1.2.1 溶液的浓度
学
基 础
1.2.2 稀溶液的依数性
教
程
1.2.1 溶液的浓度
1. 物质的量浓度
cB

nB V
,单位：mol L1
无 机 化
2.
质量摩尔浓度
bB

nB mA
,单位：mol kg 1
1.1.2 气体的分压定 律
组分气体：
理想气体混合物中每一种气体叫
无 做组分气体。
机
化 分压：
学
基
组分气体B在相同温度下占有与
础 教
混合气体相同体积时所产生的压力，叫做
程 组分气体B的分压。
pB

nBRT V
分压定律：
混合气体的总压等于混合气体中各
组分气体分压之和。
无
p = p1 + p2 +
化 5 0.8719 40 7.3754 80 47.3798 学 10 1.2279 50 12.3336 90 70.1365
基
础 20 2.3385 60 19.9183 100 101.3247
教
程 * 同一种液体，温度升高，蒸气压增大 。
* 相同温度下，不同液体蒸气压不同；
无
1. 乙
机
醚
pB p

xB

VB V
B
,
pB B p
例1-3：某一煤气罐在27℃时气体
的压力为600 kPa ，经实验测得其中CO和H2
的体积分数分别为0.60和0.10。计算CO和H2

第一节 原子的组成与核外电子排布
电子云的角度分布图是通过将|Ψ|2的角度分布部分，即|Y|2随 θ、Φ的变化作图而得到的(空间)图像，它形象地显示出在原子核 不同角度与电子出现的概率密度大小的关系。图1-1(b)是电子云的 角度分布剖面图。电子云的角度分布剖面图与相应的原子轨道角 度分布剖面图基本相似，但有以下不同之处：原子轨道角度分布 图带有正、负号，而电子云的角度分布图均为正值(习惯不标出正 号)；电子云的角度分布图比相应的原子轨道角度分布要“瘦”些， 这是因为Y值一般是小于1的，所以|Y|2的值就更小些。
第一节 原子的组成与核外电子排布
五、 多电子原子结构
多电子原子指原子核外电子数大于1的原子(即除H以外 的其他元素的原子)。在多电子原子结构中，核外电子是如何 分布的呢？要了解多电子中电子分布的规律，首先要知道原 子能级的相对高低。原子轨道能级的相对高低是根据光谱实 验归纳得到的。H原子轨道的能量取决于主量子数n，在多电 子原子中，轨道的能量除取决于主量子数n外，还与角量子 数l有关，总规律如下:
无机化学
第一章 原子结构和元素周期律
原子的组成与核外电子排布 元素周期律与元素周期表 元素基本性质的周期性
第一节 原子的组成与核外电子排布
一、 原子的组成
在20世纪30年代，人们已经认识到原子是由处于原子中 心的带正电荷的原子核和核外带负电荷的电子构成的。由于原 子核跟核外电子的电量相同，电性相反，所以原子呈电中性。 原子很小，半径约为10-10m；原子核更小，它的体积约为原 子体积的1/1012。如果把原子比喻成一座庞大的体育场，则原 子核只相当于体育场中央的一只蚂蚁。因此原子内部有相当大 的空间，电子就在这个空间内绕着原子核作高速运动。
第一节 原子的组成与核外电子排布

在稀溶液中：nA远大于nB，nA+nB≈ nA
无 机 化 * x B = pA *MAbB =kbB ∆ p = p A 学 基 在一定温度下，难挥发非电解质稀溶液 础 教 的蒸气压下降与溶质的质量摩尔浓度成正比。 程
nB nB nB xB bB M A nA nB nA mA MA
1.01 10 Pa 4.0 10 m pV n -1 -1 RT 8.314J mol K 300 .15 K
7 3
2
162 mol
理想气体状态方程的应用：
1. 计算p，V，T，n中的任意物理量
无 机 化 学 基 础 教 程
pV = nRT 2. 确定气体的摩尔质量
无 机 化 学 基 础 教 程
２、北京师范大学等
无机化学（第四版上、下册） 高等教育出版社 ２００２
３、武汉大学等
无机化学（第三版，上、下册） 高等教育出版社 １９９３
4、C.E.Housecroft & A.G.Sharpe Inorganic Chemistry 2nd Edition 2005
nB RT VB p nRT n1 RT n2 RT V p p p VB nB B—称为B的体积分数 V n pB VB pB B p xB B , p V
例 1-3 ：某一煤气罐在 27℃时气体的压 力为600 kPa ，经实验测得其中CO和H2的体 积分数分别为0.60和0.10。计算CO和H2的分
无 机 化 学 基 础 教 程
压。 解：根据， pB B p
p(CO) = 0.60×600kPa = 3.6×102 kPa
p(H2) = 0.10×600kPa = 60 kPa

第一篇 化学反应原理
第一章 气 体
§1.1 理想气体状态方程 §1.2 气体混合物 *§1.3 气体分子运动理论 §1.4 真实气体
§1.1 理想气体状态方程
1.1.1 理想气体状态方程 1.1.2 理想气体状态方程的应用
1.1.1 理想气体状态方程
气体的最基本特征： 具有可压缩性和扩散性。
人们将符合理想气体状态方程的气体，称 为理想气体。
分压定律的应用
饱和蒸气压? 在密闭条件中，在一定温度下，与液体或固体处于 相平衡的蒸气所具有的压力称为饱和蒸气压
例题：用金属锌与盐酸反应制取氢气。 在25℃下，用排水集气法收集氢气，集气瓶 中气体压力为98.70kPa（25℃时，水的饱和 蒸气压为3.17kPa），体积为2.50L，计算反 应中消耗锌的质量。
分析化学: 包括定性分析和定量测定, 仪器 分析等, 是进行化学研究的基础。
交叉学科: 地球化学, 无机生物化学, 材料 科学和冶金学。
无机化学内容分成三大部分： ➢化学反应原理：四大平衡，热力学基 础，动力学基础 ➢物质结构基础(化学理论)：原子结构， 分子结构，固体结构，配合物结构 ➢化学元素(描述化学)
解： T =(273+25)K = 298K
p=98.70kPa V=2.50L 298K时，p(H2O)=3.17kPa
Mr (Zn)=65.39
(98.70 3.17)kPa 2.50L n(H2) = 8.314J K-1 mol-1 298K
=0.0964mol
Zn(s) + 2HCl ZnCl2 + H2(g)
M mRT pV
M = Mr gmol-1
3. 确定气体的密度
M mRT pV