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大学化学原理14(1)

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大学有机化学

大学有机化学

大学有机化学简介有机化学是化学中的一个重要分支，研究碳元素及其化合物的结构、性质、合成方法和反应机理。

它是大学化学教学中的重要课程之一，为学生提供了理解有机化合物的基本原理和重要应用的基础知识。

本文将介绍大学有机化学的主要内容和学习要点。

基本概念1.有机化合物：有机化合物是以碳为基础的化合物，可以分为饱和化合物（只含有碳碳单键）和不饱和化合物（至少含有一个碳碳双键或三键）。

2.功能团：有机化合物中具有特定化学性质或功能的基团，如羟基、羰基、氨基等，是有机化合物命名和反应机理的重要依据。

3.反应机理：有机化合物的反应过程和反应途径，了解反应机理有助于预测化学反应的结果和优化反应条件。

4.合成方法：有机化合物的合成有多种方法，包括取代反应、消除反应、加成反应等，针对不同的有机化合物和目标化合物选择合适的合成方法是有机化学中的重要任务。

重要知识点主要反应类型1.取代反应：取代反应是有机化学中最常见的反应类型之一。

典型的取代反应包括烷基取代、芳香族取代等。

2.加成反应：加成反应指的是两个或多个反应物的结合反应，形成一个新的化合物。

典型的加成反应包括烯烃的加成反应和酮醛的加成反应等。

3.消除反应：消除反应是有机化学中一个重要的反应类型，烯烃的消除反应和醇的脱水反应是常见的消除反应。

重要的有机化合物类别1.醇：醇是含有羟基的有机化合物，具有许多重要的应用，如溶剂、药物和化妆品等。

2.醛和酮：醛和酮具有羰基，是有机合成中的重要中间体。

3.羧酸和酯：羧酸和酯是含有羧基的有机化合物，广泛应用于化学、医药和农业等领域。

4.脂肪和脂环烃：脂肪和脂环烃是碳氢化合物的重要类别，具有丰富的化学性质和应用价值。

实验技术和仪器1.柱层析：柱层析是一种常用的分离和纯化有机化合物的方法。

2.红外光谱：红外光谱是一种常用的有机化合物结构分析的方法，可以通过测量化合物的振动吸收来确定其分子结构。

3.氢核磁共振：氢核磁共振（NMR）是一种常用的分析有机化合物结构和确定化合物的位置异构体的方法。

大学化学原理

大学化学原理

第二章溶液及相平衡1、根据下图回答：（1）相图名称；（2）自上而下的相区种类；（3）上方直线表示的意义是，上方直线对应的数学关系时是（4）a、b两点分别表示，由图推知A较B 挥发（填“难”或“易”）。

\2、对组成x=0﹒5的溶液密闭加热，利用右图回答：（1）从M点升温，产生的第一个气泡的组成yB=_______________；（2）到达K点时，气相组成yA= ，液相组成yB= ；（3）在K点时，气、液两相物质的量的比ng：nl= 。

第1题第2题1、A、B形成理想溶液，80℃为正常沸点，已知80℃时P A*=1.10×104Pa，PB*=2.11×105Pa，求此溶液在80℃时的液相组成和气相组成。

2、常压下水的沸点为100℃，求20g蔗糖溶于90g水中时在常压下的沸点。

（已知水的kb=0.52，蔗糖的摩尔质量MB =342g.mol-1）3、在水中加入乙二醇HOCH2-CH2OH可作汽车防冻液，欲使水在-30℃不结冻，问每1000g水中至少应加多HOCH2-CH2OH？（已知水的kf =1.86，乙二醇的MB =62 g.mol-1）4、23﹒0g乙醇（C2H5OH）溶解于500g水中，所得溶液的密度为0﹒992kg﹒L-1，试用四种方法表示该溶液的组成。

已知乙醇的摩尔质量M乙=46﹒0g﹒mol-1。

5、已知HCl溶液的浓度CHCl为6﹒078mol﹒L-1，密度ρ=1﹒096g﹒ml-1。

试求：①质量分数。

②物质的量分数。

③质量摩尔浓度表示该溶液的组成。

6、水在28℃时的蒸气压为3742Pa，在此温度下，于100g水中溶于13g不挥发性溶质B，求溶液的蒸气压及下降值。

已知溶质B 的摩尔质量为92﹒3g﹒mol-1。

7、求20℃、101325Pa时，空气中的氮气在水中溶解度。

分别用⑴每升水溶解的体积（换算为标准状况下的体积）来表示；⑵每升水溶解的质量来表示。

已知空气中氮气占78%，20℃氮气溶于水的亨利常数kx=8﹒41×109Pa。

大学化学 化学反应的基本原理

大学化学 化学反应的基本原理

示。但是一种物质的绝对焓值 H 是无法测定的，
只能测定某物质从一种状态变化到另一种状态时
的焓变∆H。
在化学反应过程中，体系吸收或放出的热量， 称为化学反应的热效应或反应热，反应热也就
是反应的焓变∆H。
（3）焓和焓变
一个化学反应的焓变∆H与反应物采取什么样的
途径变成产物无关，只要这个化学反应过程的
始态和终态不变，焓变∆H就是一个固定的值，
1 H2 (g) + O2 (g) →H2O(l ) 2
∆rHm = 286 kJ· -1 mol
（4）热化学方程式
书写热化学方程式时要注意：
（1）注明反应的温度和压强条件，如果反应是在 298 K和100 kPa下进行的，习惯上不予注明。
（2）要注明反应物和生成物的聚集状态或晶形。 常用g 、l 、s分别表示气态、液态、固态。 （3）方程式中的配平系数只表示计量数，不表示 分子数，必要时可以写成分数。计量数不同时，同 一反应的反应热数值不同。 （4）正、逆反应的热效应数值相同而符号相反。
等压过程
p = 0
等容过程
V = 0
等温过程
T = 0
一、热力学中的一些常用术语
同 一 过 程 的 两 种 途 径
（Ⅰ） p1=100 kPa 加压 p2=200 kPa V2 =1 m3 终态 p =1000 kPa （ Ⅱ ） 加压 V = 0.2 m3 减压
V1 = 2 m3
始态
p= p2 - p1= 200-100 = 100 kPa， V= V2 -V1=1-2= -1m3
Ө Ө Ө rHm =∑f Hm(产物)-∑fHm(反应物)
(4-3)
要求会查表用标准生成热f Hm 数据

大学化学1溶液和胶体

大学化学1溶液和胶体

14
溶液的通性 — 溶液的沸点上升的原因
3．溶液的沸点上升（boiling point）
液体的沸点 ( boiling point ) 当P 液 = P 外，液体沸腾时的温度。
正常沸点：当P外=P标时的液体的沸点。
溶液的沸点升高
是溶液蒸气压下降的直接结果
2024/9/30
15
溶液的通性 — 溶液的沸点上升的数值
p溶液= p*-⊿p = 2.338kPa - 0.021kPa = 2.317kPa
溶液的通性 — 凝固点下降
2．液体的凝固点降低（freezing point）
凝固点：某物质的液相蒸汽压与固相蒸汽压相等时 的温度。用Tf表示 或在一定外压下，物质固、液两相平衡共存时的温 度。
如 ：H2O(l) 273K,101.3kPa H2O(s)
该温度下的饱和蒸汽压，简称蒸汽压。
加入一种难挥发的非电解质
束缚一部分高能水分子
P↓
占据了一部分水的表面
2024/9/30
8
溶液的通性 — Raoult定律
在一定温度下，难挥发性非电解质稀溶液的蒸气压
(P)等于纯溶剂的蒸气压（PA*）乘以溶液中溶剂的 摩尔分数（xA ）。
p
p* A
xA
xA
nA nA nB
1.蒸气压下降 2.凝固点降低 3.沸点升高 4.渗透压力
p
p* A
xB
ΔTf＝kf • bB
ΔTb =kb• bB
= CBRT
的数值与溶液中质点 的个数成正比
2024/9/30
23
第 4 章 酸碱解离平衡和沉淀溶解平衡
4.1 电解质溶液 4.2 酸碱理论 4.3 弱电解质的解离平衡 4.4 缓冲溶液 4.5 沉淀溶解平衡

大学化学教程课后习题参考答案

大学化学教程课后习题参考答案

大学化学教程课后习题参考答案P32思考题1.1 a)主量子数(n)决定电子在核外空间离核的远近，即电子出现概率密度大的地方离核远近。

n的取值为除零以外的正整数。

b)角动量量子数(l i)决定电子运动的轨道角动量，确定原子轨道和电子云的形状。

角动量量子数的取值可为正整数和零，受主量子数的影响。

c)磁量子数（m i）决定原子轨道和电子云在空间的伸展方向，磁量子数（m i）的取值可为整数。

d)自旋量子数（s i）决定电子自身固有的运动状态。

自旋量子数（s i）的取值为±½。

n、l i和m i的关系为：n=1,2,3,…,n; l i=0,1,2,3…,n-1; m i=0, ±1, ±2,…, ±l i1.2 1)错电子云图中黑点越密的地方代表电子出现的机会多，概率大。

2）错。

3）错角量子数l i=0的轨道为s轨道4）对保里不相容原理1.3 不相同，电子围绕原子核运动是没有轨道的，按照能量的不同，在原子核外各处的出现的概率不同。

而行星围绕太阳运动是有固定轨道的。

1.4主量子数角量子数磁量子数轨道符号轨道数最多容纳电子数总轨道数总电子数4 0 0 4s 1 216 32 1+14p 3 6-12+24d 5 10+1-1-23+34f 7 14+2+1-1-2-31.5 (1)p区元素（2）Fe(3)Cu1.6 (1)4s (2)3p (3)3d (4)3d (5)3s能量由高到低：(1)﹥（2）﹥(3)=(4) ﹥(5)1.7 元素的电负性指的是原子在分子中吸引电子的能力，电负性越大说明原子在分子中得到电子的能力越强。

习题1.1（1）2s n=2 l i=0,1 m i=0,±1 存在2s,2p轨道，轨道数3个（2）3f n=3 l i=0,1,2 m i=0,±1,±2 存在3s,3p,3d轨道，不存在3f轨道（3）1p n=1 l i=0 m i=0 故只存在1s轨道，不存在1p 轨道（4）5d n=5 l i=0,1,2,3,4 m i=0,±1,±2,±3, ±4 故存在5s,5p,5d,5f轨道，轨道数为9个（5）4f n=4 l i=0,1,2,3 m i=0,±1,±2,±3 故存在4s,4p,4d,4f轨道，轨道数7个（6）3p n=3 l i=0,1,2 m i=0,±1,±2 存在3s,3p,3d轨道，轨道数为5个1.2（1）（3,2,2,1/2）存在（2）（3,0，-1,1/2）不存在，若l i=0则m i=0，不可能为-1 （3）（2,2,2,2）不存在，若n=2则l i=0,1（4）（1,0,0,0）不存在，自旋量子数（s i）的取值为±½（5）（2，-1,0,1/2）不存在，l i的取值为零和正整数（6）（2,0，-2,1/2）不存在，若l i=0则m i=0，不可能为-2 1.3（1）硼1s22s3违背保里不相容原理，每个轨道最多容纳2个电子，正确的为1s22s22p1(2)氮1s22s22p x32p y1违背洪德规则，正确的为1s22s22p3(3)铍1s22p2违背能量最低原理，正确的为1s22s21.4周期区族号Ca [Ar]4s10 4 s ⅡA20Br [Ar] 3d104s24p5 5 p ⅦA35Mo [Kr]4d55s1 5 d ⅥB42Ag [Kr]4d105s1 5 ds ⅠB47Hg [Xe]4f145d106s2 6 ds ⅡB801.5(1)Be＞Mg＞Ca (2)Ge>Ga>In (3)He>Ne>Ar (4)N>O>C>Be>B1.6得电子：O,I,S失电子：Na,B,Sr,Al,Cs,Ba,Se1.7最高氧化态最低氧化态cl 1s22s22p63s23p5+7 -1Mn [Ar]3d54s2+7 -3P54思考题2.1（1）ZnO>ZnS (2)HF>Hcl>HBr>HI (3)H2S>H2Se> H2Te(4)NH3<HF (5)F2O<H2O2.2 (1)SiH4 sp3杂化(2)Hgcl2 sp杂化(3)Bcl3sp2杂化（4）CS2 sp杂化（5）Ncl3 sp3杂化2.3 (1)SiF4等性sp3杂化（2）Pcl3不等性sp3杂化（3）CHcl3不等性sp3杂化(4)H2S 不等性sp3杂化(5)CCl2F2等性sp3杂化2.4几何构型杂化轨道偶极距SiCl4正四面体sp30H2Te v形sp3不等于0 Bcl3平面三角形sp20BeCl2直线sp 0PBr3 三角锥形sp3 不等于0 2.5BBr3中心原子B的外围电子构型为1s22s22p1,故BBr3应为sp2杂化，几何构型为平面三角形，Ncl3中心原子N的外围电子构型为1s22s22p3，故Ncl3应为不等性sp3杂化，几何构型为三角锥形2.6（1）由非极性键组成的分子不一定为非极性分子，如O3为极性分子，反之极性键形成的分子不一定是极性分子，如CO2,O=C=0,是非极性分子（2）色散力存在于极性分子、分极性分子以及极性分子和非极性分子之间。

大学化学习题 (14)

大学化学习题 (14)

（3） 由导出的速率方程可见，该反应对O3为二级， 对O2为负一级，总反应级数为一级。 （4）由于总反应级数为一级，其速率常数单位为s-1 O3
k+ k_
（5）第一步反应
O2 + O
的ΔrHmθ（设不随温度变化） ΔrHmθ = ΔfHmθ(O) – ΔfHmθ(O3)=105.1 kJ· mol-1 ΔrUmθ = ΔrHmθ – RT=102.6 kJ· mol-1
k bpHI r k 1 bpHI
8
即要求出表达式中的k和b
根据题意,高压下:
kbpHI r k k1 5.0 10 4 Pa s 1 1 bpHI
∴ k = 5.0×104 Pa· s-1 低压下: bpHI
rk
1 bpHI
kbpHI k 2 pHI
例5、试证明，相同反应级数的平行反应：
ki Ei Ea ki
证：设一平行反应，反应级数相同，速率常数和活
化能分别为ki , Ei，产物的总浓度为x，反应物的起始
浓度为a，则反应速率公式为：
dx n n ki ( a x ) k ( a x ) dt
所以 k=Σki
1
根据阿累尼乌斯公式 d ln ki 1 d ki Ea d ln k 2 ki dT dT RT dT
则 kb =k2=50 s-1 ∴ b = 1.0×10-3 Pa-1 速率方程为： kbpHI 50 pHI
r
1 bpHI

1 10 pHI
3
当r = 2.5×104 Pa· s-1时，pHI= 1.0×103 Pa
9
例9、25℃有氧存在时, 臭氧分解机理为： O3

大学化学(有机物医学)第十四章杂环化合物和维生素

大学化学(有机物医学)第十四章杂环化合物和维生素

pKb
8.8
9.3
13.6
+ HCl
N
+ Cl N H
（碱性）
+ KOH(s)
N
H
-
+ H2O
N K
+
（弱酸性）
为什么咪唑的碱性比吡咯强？
·
N·
N··
H
咪唑
pKb
6.8
N· ·
H
吡咯 13.6
请把组胺的3个氮原子按碱性强弱排序:
②
弱碱 N
咪唑
③
弱酸 N
①
CH2 CH2 NH2
H
①>②>③
接受质子
吡啶是六元环，与苯相似，都是六原子六电子体系，由于N的吸电子诱导效应和共轭效
应，是环上的电子云密度降低，亲核性变弱，这与硝基使苯环的反应性降低是类似的；
另一方面，由于反应在强的亲电性的介质入Br＋、＋NO2中进行，容易与吡啶形成吡啶 盐，吡啶盐也是芳香性的，且具有一个正电荷，不易进行亲电反应。
¨N
5 6
4 3
7 8
N2
1
异喹啉
isoquinoline
N N
NN
蝶啶
pteridine
67
1N 5 N
2
9
N
4
N
H
8
3
嘌呤
purine
N
口丫啶
acridine
2. 命名
β CH3 S α Br
3-甲基-2-溴噻吩 （β-甲基-α-溴噻吩）
COOH
β-吡啶甲酸
N
（烟酸、尼克酸）
CONH2 N
β-吡啶甲酰胺 （烟酰胺、尼克酰胺）

大学化学教材

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大学化学教材1、大学化学/普通高等教育“十一五”国家级规划教材2、大学化学教程——高等学校教材3、新大学化学（第二版）4、大学化学——面向21世纪课程教材5、化学功能材料概论——高等学校教材6、新编普通化学/21世纪高等院校教材7、大学基础化学/高等学校教材8、大学化学9、大学化学10、大学普通化学（第六版）11、大学化学教程——21世纪高等院校教材12、大学化学13、化学实验教程——高等学校教材14、大学化学(高等学校教学用书)15、大学化学原理及应用(上下)/高等学校教材16、大学化学教程/高等学校教材17、大学基础化学/新世纪高职高专教材18、新大学化学19、大学化学原理及应用·上下册20、普通化学(英文版)21、近代高分子科学22、绿色化学与环境23、普通化学简明教程24、大学化学（第二版）——高等学校教材1、大学化学/普通高等教育“十一五”国家级规划教材•作者：金继红主编•丛书名：•出版社：化学工业出版社•ISBN：9787502597221•出版时间：2007-1-1•版次：1•印次：1•页数：403•字数：679000•纸张：胶版纸•包装：平装•开本：16开•定价：39 元当当价：30.6 元折扣：78折节省：8.40元钻石vip价：30.60 元••共有顾客评论0条内容提要本书为普通高等教育“十一五”国家级规划教材。

本书在编写过程中注意与中学化学的衔接，力求理论联系实际，概念阐述准确，深入浅出，循序渐进，便于教师教学和学生自学。

本书包括物质的聚集状态、热力学第一定律、热力学第二定律、相平衡、化学平衡、水溶液中的离子平衡(含酸碱滴定、重量分析)、氧化还原和电化学基础(含氧化—还原滴定)、原子结构、分子结构、晶体结构、配位化合物(含配位滴定)、单质和无机化合物、表面与胶体、环境化学及材料化学等内容。

本书可供高等学校非化学化工类专业对化学要求较多的材料、地质、能源、环境、冶金、海洋等专业的基础化学教学使用。

大学化学《化工原理 萃取》课件

大学化学《化工原理 萃取》课件

联结线的斜率＜0
kA＜1， yA＜xA
§12.1 萃取的基本概念
11
2）分配曲线
yA f (xA)
§12.1 萃取的基本概念
12
4. 温度对相平衡关系的影响
物系的温度升高，组分间的互溶度加大
温度升高，分层区面积缩小
T1＜T2＜T3
§12.1 萃取的基本概念
13
四、三角形相图在单级萃取中的应用
1
§12.1 萃取的基本概念 一、液液萃取简介 1. 萃取原理 利用液体混合液中各组分在萃取剂中的溶解度差异 实现分离的一种单元操作。 溶质 A ：混合液中欲分离的组分 稀释剂（原溶剂）B：混合液中的溶剂
§12.1 萃取的基本概念
2
萃取剂S： 所选用的溶剂
2. 基本过程描述
原料液 A+B
萃取剂 S
2. 萃取剂S与稀释剂B的互溶度
组分B与S的互溶度影响溶解度曲线的形状和分层面积。
§12.1 萃取的基本概念
16
Em ax
Em ax
B、S互溶度小，分层区面积大，可能得到的萃取液的最 高浓度ymax’较高。 B、S互溶度愈小，愈有利于萃取分离。
§12.1 萃取的基本概念
17
3. 萃取剂回收的难易
对应
最大 萃取
Em ax
液浓 E
度
S MF F MS
F●
R R
E RF R EF
E R F
E MR
E
R ME
M
§12.1 萃取的基本概念
14
五、萃取剂的选择
1. 萃取剂的选择性和选择性系数
1）萃取剂的选择性
A在萃取相中的质量分率 B在萃取相中的质量分率

大学普通化学习题1-5参考答案

大学普通化学习题1-5参考答案

大学普通化学习题1-5参考答案习题参考答案习题一一、判断题(对的，在括号内填“√”，错的填“×”)1. ===和===的相同。

( × )2. 功和热是在系统和环境之间的两种能量传递方式，在系统内部不讨论功和热。

(√ )3. 反应的就是反应的热效应。

(× )4. Fe(s)和的都为零。

( × )5. 盖斯定律认为化学反应的热效应与途径无关，是因为反应处在可逆条件下进行的缘故。

( × )6. 同一系统不同状态可能有相同的热力学能。

(× )7. 由于=，是状态函数，的数值只与系统的始、终态有关，而与变化的过程无关，故也是状态函数。

(×)8. 由于固体的分解反应是吸热的，故它的标准摩尔生成焓是负值。

( × )9. 当热量由系统传递给环境时，系统的内能必然减少。

(× )10. 因为，不是系统所具有的性质，而与过程有关，所以热力学过程中()的值也应由具体的过程决定。

(× )二、选择题(将正确的答案的标号填入空格内)1. 对于封闭体系，体系与环境间 ( B )A. 既有物质交换，又有能量交换B. 没有物质交换，只有能量交换C. 既没物质交换，又没能量交换D. 没有能量交换，只有物质交换2. 热力学第一定律的数学表达式只适用于 ( C )A. 理想气体B. 孤立体系C. 封闭体系D. 敞开体系3. 环境对系统作10kJ的功，且系统又从环境获得5kJ的热量，问系统内能变化是多少？ ( D )A. kJB. kJC. +5kJD. +15kJ4. 已知2PbS(s) + 3=== 2PbO(s) + 2的=，则该反应的值是多少？ ( D )A. 840.9B. 845.9C.D.5. 通常，反应热的精确实验数据是通过测定反应或过程的哪个物理量而获得的。

( D )A. B. C. D.6. 下列对于功和热的描述中，正确的是哪个？ ( A )A. 都是途径函数，无确定的变化途径就无确定的数值B. 都是途径函数，对应于某一状态有一确定值C. 都是状态函数，变化量与途径无关D. 都是状态函数，始终态确定，其值也确定7. 在温度的标准状态下，若已知反应A→2B的标准摩尔反应焓，与反应2A→C的标准摩尔反应焓，则反应C→4B的标准摩尔反应焓与及的关系为=？( D )A. B.C. D.8. 对于热力学可逆过程，下列叙述不正确的是哪个？ ( C)A. 变化速率无限小的过程B. 可做最大功的过程C. 循环过程D. 能使系统与环境都完全复原的过程9. 下述说法中，不正确的是哪个？ ( D )A. 焓只有在某种特定条件下，才与系统吸热相等B. 焓是人为定义的一种具有能量量纲的热力学量C. 焓是状态函数D. 焓是系统能与环境进行热交换的能量10. 封闭系统经过一循环过程后，其下列哪组参数是正确的？ ( C )A. =0，=0，=0，=0B. ≠0，≠0，=0，=C. =，=，=0D. ≠，=，=011. 以下说法正确的是哪个？ ( B )A. 状态函数都具有加和性B. 系统的状态发生改变时，至少有一个状态函数发生了改变C. 因为=，=，所以恒容或恒压条件下，都是状态函数D. 虽然某系统分别经过可逆过程和不可逆过程都可达到相同的状态，但不可逆过程的熵变值不等于可逆过程的熵变值。

大学化学《化工原理-流体流动》课件

大学化学《化工原理-流体流动》课件
3. 电解食盐水制烧碱
水
大块食盐
碾磨
加热、搅拌、溶解
Cl2
电解反应
澄清、过滤
浑盐水
H2
烧碱液
蒸发浓缩结晶
烧碱
•12
0.1 化工过程与单元操作
物理操作在生产过程中占极重要地位。 化工生产中普遍采用、遵循共同操作原理，设 备相近，具有相同作用的一些基本的物理性操作， 称为“化工单元操作”。
•13
0.1 化工过程与单元操作
——各组分的体积分率。
•42
1.1 流体静力学基本方程式
已知各组分质量分率
1 xw1 xw2 xwn
m 1 2
n
(4)
xw1, xw2 xwn
——液体混合物中各组分的质量分率。
•43
1.1 流体静力学基本方程式
已知各组分摩尔分率
M i xi M1x1 M 2 x2 M n xn
(5)
化工原理
考核方式
• 提倡并鼓励同学之间讨论作业，但最终应独立完 成作业，作业1/3以上未交的不能参加考试。
• 缺勤3次以上的不能参加考试。 • 考核方式：期末（70%）+平时成绩（30%）（作
业+笔记+考勤+期中+实验）。
•2
参考书
• 化工原理(第三版) ， 陈敏恒。化学工业 出版社。
• 化工原理（新版），姚玉英主编。天津 大学出版社。
三、单位换算 1．定义：同一物理量若用不同单位度量时，其数值
需相应地改变，这种换算称为单位换算。 2．单位换算的基本方法 例：一标准大气压的压力等于1.033kgf/cm2，将其换
算成SI单位。
•25
0.4 单元操作中常用的基本概念

化学反应原理课本

化学反应原理课本

化学反应原理课本
化学反应原理是化学学科中的一个重要概念，它描述了化学反应发生的原理和规律。

在化学反应中，原始物质会经历分解、合成、置换等过程以形成新的物质。

化学反应原理可以通过化学方程式来描述，其中的反应物与生成物用化学式表示。

一般情况下，化学反应需要满足以下几个条件：反应物要能够接触到彼此，以便发生相互作用；反应物中的化学键需要断裂，原子重新组合形成新的化学键；反应速率需要足够快，使得反应在合理的时间内完成。

化学反应中常见的反应类型包括氧化还原反应、酸碱中和反应、置换反应等。

其中，氧化还原反应是指物质中的电子转移导致的反应，酸碱中和反应是指酸和碱反应产生盐和水，置换反应是指在有限空间内，一种物质中的元素与另一种物质中的元素交换位置。

化学反应的原理可以通过反应热、反应速率等参数来研究。

反应热是指在反应过程中释放或吸收的热量，可以用来估计反应的放热或吸热性质。

反应速率则是指反应物转化为产物的速度，它受到温度、浓度、催化剂等因素的影响。

化学反应原理的研究对于理解和掌握化学反应机制、优化反应条件具有重要意义。

通过对化学反应原理的深入理解，可以在实验和工业生产中更好地控制和应用化学反应。

大学化学(第二版) 曹瑞军主编 第二章课件

大学化学(第二版) 曹瑞军主编 第二章课件

过程的着眼点是始终态，而途径则是具体方式。
6. 内能、热和功 ( internal energy, heat, work) 1.)内能
内能是体系内一切能量的总和。用“U”表示。
U= UK + UE + U核
UK：体系内部分子或离子、原子的内动能； UE：分子之间作用能（势能）； U核：分子内部具有的能量。 不包括：体系整体运动的动能， 体系整体处于外力场中具有的势能。
§1.1 基本概念
1. 体系 (系统) 和环境 (system and surrounding ) 体系(系统)就是所要研究的对象； 系统以外与系统有密切联系的其他物质或 空间部分，叫做环境。
系统的分类
1.） 根据体系和环境物质与能量交换方式不同， 将体系分为三类：
敞开体系 既有物质交换 又有能量交换
3. 状态函数 的两大特征

体系状态一定，体系的状态函数就有一定值；
终态和始态一定，状态函数的变化是一定值，
（状态函数只与系统变化的始态和终态有关，而与变化 的途径无关。）
状态函数有特征，状态一定值一定， 殊途同归变化等，周而复始变化零。
状态1→状态2: ΔT ＝ 80℃－20℃ ＝ 60℃
1 ） H只是温度的函数，同一物质：H高温 > H低温 2 ） 同一物质的不同聚集态：Hg > Hl > Hs 3 ） 对化学反应而言： Qp =ΔH =ΣH(生成物)－ Σ H(反应物) 吸热反应，ΔH > 0 。放热反应，ΔH <0。 4）ΔH逆 =－ΔH正 5）焓与系统中物质的量有关。 （与方程式配平系数有关。）
思考
同样的物质，在相同的温度和压力下， 前者放在10000 m 高空、以400 m/s飞行 的飞机上，后者静止在地面上。 两者内能是否相同？ 相同。

化学的反应原理

化学的反应原理

化学的反应原理
化学反应是指化学物质在一定条件下发生物质或原子之间的转化过程。

在化学反应中，反应物经过一系列的化学变化，最终形成新的物质，即产物。

化学反应的原理主要包括以下几个方面：
1. 反应物的相互作用：反应物之间可以通过吸电子、给电子、共享电子或转移电子等方式进行相互作用。

这些相互作用决定了反应物之间的化学反应类型，如氧化还原反应、酸碱中和反应、还原反应等。

2. 反应物的能量变化：化学反应中，反应物的化学键会断裂，原子或分子重新组合生成新的化学键。

这个过程中涉及到能量的吸收或释放，即化学反应的能量变化。

若反应吸收能量，则为吸热反应；反之，则为放热反应。

3. 反应速率：化学反应的速率指的是反应物转化为产物的速度。

反应速率受多种因素影响，如反应物浓度、温度、压力、催化剂等。

其中，浓度和温度对于反应速率的影响最为显著。

4. 化学平衡：在一定条件下，反应物和产物浓度达到一定比例时，反应会趋于平衡。

化学平衡是指反应物和产物浓度之间保持稳定的相对比例，不再发生净反应，但反应物与产物之间仍在互相转化。

总之，化学反应是一种基于相互作用、能量变化、速率和平衡
的过程。

了解化学反应的原理有助于理解和预测化学反应的发生和结果。

大学化学14ok

大学化学14ok

• Antibiotics
• Penicillin and related compounds (cephalosporins, 头孢 霉素) kill bacteria by inactivating an enzyme responsible for strengthening the bacteria cell wall.
Another important method of drug discovery is the random screening of vast numbers of compounds.
H N
O
O
O OH
O O
O
OH
O
OH
O
O O
Taxol
Fig 14.4 originally isolated from the bark of the pacific yew tree, Taxol is a complex natural product useful in the treatment of various forms of cancer
Antirheumatic Antibiotic Hallucinogenic Antimalarial Contraceptive
Antidepressant Antihistamine Sedative-hypnotic Veterinary anesthetic analgesic
14.2 The Lock-and-Key Model guides chemists in synthesizing new drugs
Most new medicinal drugs are still
discovered instead of designed.

大学化学：第二章 化学反应的基本原理

大学化学：第二章 化学反应的基本原理
(1) 明显的自发变化： 中和反应、置换反应 铁在潮湿空气中自动生锈 (2) 经引发明显自发： 2H2(g) +O2(g) →H2O(g) H2(g) +Cl2(g) → 2HCl(g) (3) 难以觉察的自发： C(金刚石) → C(石墨) (动力学稳态) 2CO+2NO →2CO2+N2 (4) 非自发： C(石墨) → C(金刚石) 6CO2+6H2O →C6H12O6+6O2 放热反应 吸热反应
m
θ ∆r H θ (T ) � (T ) ≈ ∑ν B ∆ f H �
B
向、程度和速率）
§2-1 化学反应的方向和吉布斯函数 §2-2 化学反应进行的程度和化学平衡 §2-3 化学反应速率 §2-4 环境化学和绿色化学
2
2.1 化学反应的方向和吉布斯函数变
汤姆逊－贝洛特规则： 最低能量原理：自发的化学反 应趋向于使系统放出最多的能 量。即：反应总是向放热（或 焓减小）的方向进行。 汤姆逊
贝洛特
C(s) + O2(g) = CO2(g)
θ ∆r H m (298.15 K ) = −393.5kJ ⋅ mol −1
θ (298.15 K ) = −55.84kJ ⋅ mol −1 H+(aq) + OH-(aq) = H2O(l) ∆ r H m
1. 自发过程(反应)
水的流向 热的传递
气体的混合
自然界的一切变化都具有方向性，化学反应也是有方向性的
3
1. 自发反应（过程）
Zn(s) + Cu2+ (aq) ＝ Zn2+ (aq) + Cu(s)
铁在潮湿空气中生锈
置换反应
这种在给定条件下能自动进行（不需要外加功）的 反应(或过程)叫做自发反应(或自发过程）。
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= —(1—+ —1)×—0—.5—6—V－—1—×—0.—54—V = +0.58 V
1
式中n值是指半反应中转移的电子数, 在计算中统统采用 氧化数的变化。
拉蒂麦尔图的应用
● 计算不相邻物种之间电对的电极电势
推导计算公式的依据是: 1) Eθ(Ox/Red)与 Gθ 之间存在关系式 Gθ ＝ –n FEθ
哪些是关键性的问题呢？ 化学反应的性能问题;化学催化的问题;生命过程中的
化学问题。
1.2 亚原子粒子
人们将组成原子的微粒叫亚原子粒子。亚原子粒子曾 经也叫基本粒子, 近些年越来越多的文献就将其叫粒子 。迄今科学上发现的粒子已达数百种之多。
与化学相关的某些亚原子粒子的性质
名称 电子 质子 中子 正电子 α 粒子

n2
FE
θ 2
蒂
+） C n3e D E3θ rGmθ (3) n3FE3θ
麦
A nxe D
E
θ x
rGmθ (
x)

nx
FE
θ x
尔
nx n1 n2 n3
图
的 rGmθ ( x) rGmθ (1) rGmθ (2) rGmθ (3)
nx FE θ n1FE1θ n2 FE2θ
电极电势的应用
（1） 确定金属的活动性顺序 （2） 计算原电池的电动势 （3） 判断氧化剂和还原剂的相对强弱 （4） 判断氧化还原反应进行的方向 （5） 选择合适的氧化剂和还原剂 （6） 判断氧化还原反应进行的次序 （7） 求平衡常数 （8） 求溶度积常数 （9） 估计反应进行的程度 （10）求溶液的pH （11）配平氧化还原反应方程式
H2 +
Pb2+反应能发生吗？
若在H+溶液中加入NaAc，且使平衡后HAc 及Ac-浓度均为1mol·L-1，H2的分压为100kPa反 应方向将发生变化吗？
解 (1) 正极：2H+ + 2e- H2，
q(H+/H2) = 0.0000V
负极：Pb2++ 2e- Pb，
q(Pb2+/Pb)=-0.1262V

n3
FE
θ 3
应
nx
E
θ x

n1 E1θ
n2 E2θ
n3 E3θ
用
E
θ x

n1 E1θ
n2 E2θ nx
n3 E3θ
● 判断歧化反应能否发生
2Cu Cu Cu2 Eθ /V Cu2 0.159V Cu 0.515V Cu
0.337V
Eθ (Cu/ Cu) Eθ (Cu2 / Cu ) 0.515V 0.159V 0.356 V 0
β 粒子 γ 光子
符号 e– p
n e+ α
β γ
质量/u 5.486×10–4
1.0073
1.0087 5.486×10–4 (氦原子的核) (原子核射出的e-) (原子核射出的电磁波 )
电荷/e –1 ＋1 0 ＋1 ＋2
–1
0
2 波粒二象性 — 赖以建立现代 模型的量子力学概念 Waveparticle duality — a fundamental concept of quantum mechanics
表示标准电极电势数据的拉蒂麦尔图
拉蒂麦尔图(Latimer diagram) 是用图形表示标准电 极电势数据中最简单的一种，是将同一元素不同氧化态 物种的标准电极电势相互关联起来的一种表达系统, 因 而又叫元素电势图。如氧的元素电势图：
EθA /V
O2
0.682V n 1
H 2O2
1.77V n 1
(Ox/Red);
2) Gθ 具有加合性,即连续多步的总Gθ 等于各分步
Gθ 之和。 假定元素的
A E1θ B E2θ C E3θ D
(n1 )
(n2 )
(n3 )
拉蒂麦尔图为
Exθ
(nx)
则 A n1e B E1θ rGmθ (1) n1FE1θ
拉
B n2e C
E2θ
rGmθ (2)
1
2
{c(H 3O )/mol dm -3 }2
E θ (Ox/Red) 0.059V pH
即, pH每增加一个单位, 电极电势减少0.059 V。
● 沉淀的生成对电极电势的影响 ● 配合物的生成对电极电势的影响 ● 弱电解质的生成对电极电势的影响
沉淀的生成对电极电势的影响
电对

RT zF
ln
cOpx cq
Red
这就是电极电位的Nernst方程
(3) 电极电势与溶液 pH 的关系
严格讲，溶液 pH 对电极电势的影响，实质上还是 浓度对电极电势的影响。
从氢电极的半反应出发, 可以导出电极电势与溶液 pH关系的通式:
E(Ox/Red)
E θ (Ox/Red) 0.059V lg
2Na(l) + Cl2(g)
船坞上铁的腐蚀
该腐蚀是一电化学过程， 对经济的影响很大。单美国 每年金属腐蚀就会造成大约 700亿美元的损失。
作业
P 233 8,17
原子结构和 元素周期律
本章教学要求
1．初步了解原子核外电子运动的近代概念、原子能级、 波粒二象性、原子轨道和电子云概念。
2．了解四个量子数对核外电子运动状态的描述，掌握 四个量子数的物理意义、取值范围。
4 原子结构的波动力学模型 The wave mechanical model of the atomic structure
5 多电子原子轨道的能级 Energy level in polyelectronic atoms
6 基态原子的核外电子排布 Ground-state electron configuration
应用电化学简介
Introduction to application chemistry
electro
1 实用电池 Utility cells
2 电解 Electrolysis
当今商用电池的三种类型
Utility cells Utility cells
① 原电池(Primary batteries), 其主要特征是电池反应 不可逆, 电池耗尽后只能进入垃圾箱;
3．熟悉 s、p、d 原子轨道的形状和方向。 4．理解原子结构近似能级图，掌握原子核外电子排布
的一般规则和s、p、d、f 区元素的原子结构特点。 5．会从原子的电子层结构了解元素性质，熟悉原子半
径、电离能、电子亲和能和电负性的周期性变化。
1 亚原子粒子 Subatomic particles 2 波粒二象性 — 赖以建立现代模型的量子力学
电流通过熔融状态电解质或电解质溶液导致其发生 分解的过程叫电解(Electrolysis)，它通过电解池完成。 不像原电池是将自发氧化还原反应的化学能转化为电能, 电解池(Electrolytic cell)是利用外部电源提供的电能引 发非自发氧化还原反应。
有人说, 如果没有电解反应, 现代工业(因而也是现代 社会)就不能正常运转。这种说法也许有点过分, 但不是 没有一点道理。例如, 铝和镁这两个重要的金属都只能 通过电解法生产,同样重要的铜和镍也经由电解法精练。 很难想象, 没有这些金属的社会会是怎样的状态。
E(Ox/Red) Eθ(Ox/Red) 2.303RT lgQ nF
T = 298 K时,
E(Ox/Red) Eθ (Ox/Red) 0.0592V lgQ n
式中反应商Q中的浓度项是半反应式两端相关物种的
浓度。
一般地： p Ox + ze- q Red
φOx/Red

φθ Ox/Red
1.229V
n=2
H 2O
Question
从碘在碱性溶液(pH＝14)中的拉蒂 麦尔图的已知标准电极电势求Eθ(IO-
Solution
/I2)。 IO- —————— I2 ——+—0—.54—— I-
+0.56
E
θ
(IO-/I2)
=
——(n1—+—n2—)E—θ(—IO—-/I—-) －——n2—E —θ(I—2/I—-) n1
氧化还原反 应与电化学
Oxidation-reduction reaction and electrochemistry
(2) 浓度对电极电势的影响
表示浓度对电极电势影响的能斯特方程具有类似于浓度 对电池电动势影响的能斯特方程式的形式。对半反应通式为:
氧化型 + n e -
还原型
的电极而言, 电极电势与标准电极电势之间的关系式为
2.1 经典物理学概念面临的窘境 An embarrassment of the concepts of the classical physics
KHAc=1.76×10-5，[H+]=1.76×10-5 mol·L-1
θ

θ (H/H2 )
0.05916Vlg 2
pH2 /pθ c2 (H )
0.281V
Eθ (H /H2 ) θ (Pb 2/Pb)
= -0.281V- (-0.126 2V) = -0.155V<0 反应逆向自发，电池的正负极也要改变。
② 蓄电池(Storage batteries), 又叫二次电池 (Secondary batteries), 可以反复充电和放电;
③ 流动电池(Flow batteries), 包括反应物、产物和电解 质在内的物质流经电池装置，装置本身实际上是 一种将化学能转化为电能的转化器。