无机和分析化学新省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

欢迎你，亲爱孩纸们！欢迎你，亲爱孩纸们！WELCOME MY BABY第1页/10/102第2页目目 录录性别性别 A:女女 B：男：男1 1年纪年纪 2 2姓名姓名 刘雪芹刘雪芹3 3教育经历教育经历 烟台大学；烟台大学；北京北京科技大学科技大学4 410/10/3第3页目目 录录工作经历工作经历 分析化学分析化学无机化学无机化学物理化学物理化学5 510/10/4第4页1学习与学习能力学习习学习学即复习巩固来提升个体能力，方便能够适应现实自然环境和社会环境。“习”偏重于行动实习实践方面。复习、练习经过观察、模仿、复制、内化来取得知识。“学”偏重于思想意识理论领域。仿效学习是一个既古老而又永恒现象。在古代，“学”与“习”总是分开讲。最早把“学”与“习”联络起来是孔子，论语：“学而时习之，不亦说乎”！学习就是取得知识，形成技能，取得适应环境改变环境能力过程。10/10/5第5页2为何需要学习为何需要学习你唯一持久竞争优势，就是具备比你竞争对手学习得更加快能力！彼得圣吉你能够拒绝学习，但你竞争对手不会！韦尔奇任何停顿学习人都已经进入老年，不论在20岁还是80岁；坚持学习则永葆青春。福特这个世界上最恐怖事，就是比我们聪明人在比我们更努力地在学习！学者 邱建卫10/10/6第6页1 1学习是为了追逐梦想我梦想是什么呢？为何要努力学习？10/10/7第7页1、敢不耻上问不会提问就不会思索，问，让老师Hold不住！考前经典问题：老师，这么多内容，你以为哪个是重点？10/10/8第8页2、可好为人师好为人师最大收获是总算把自己给讲明白了讲不清楚恰恰说明你没有学到家10/10/9第9页3、温故而知新方法很老套，不过总有效！别认为在大学，预习听讲复习小学这套就OUT！10/10/10第10页4、趣玩就是学在网游，交友，旅游，锻炼，社团中都能够学习试着让学习变得更有趣10/10/11第11页4该怎样学习 孔子说孔子说“知之者不如好之者，好之者不如乐之者知之者不如好之者，好之者不如乐之者”。说。说就是学习兴趣三重境界：就是学习兴趣三重境界：知道学习不如兴趣学习；兴趣知道学习不如兴趣学习；兴趣学习不如以学习为乐趣。学习不如以学习为乐趣。10/10/12第12页 第*页4该怎样学习“小嘛小儿郎，背小嘛小儿郎，背着那书包上学堂，着那书包上学堂，不怕太阳晒，也不不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕怕那风雨狂，只怕先生骂我懒，没有先生骂我懒，没有学问哪，无脸见爹学问哪，无脸见爹娘娘”你是否曾经沉醉在你是否曾经沉醉在读小说、玩游戏中读小说、玩游戏中而不能自拔？全神而不能自拔？全神贯注，心醉神迷，贯注，心醉神迷，废寝忘食，如痴如废寝忘食，如痴如醉，恨不能此生只醉，恨不能此生只做这一件事！做这一件事！坐在地铁和轻轨上，坐在地铁和轻轨上，捧着书在读、塞着捧着书在读、塞着耳机在听英语耳机在听英语“好好之者之者”。贾岛是这。贾岛是这个境界榜样。个境界榜样。“鸟鸟宿池边树，僧推月宿池边树，僧推月下门。下门。”10/10/13第13页哈佛有一个著名理论：哈佛有一个著名理论：人差异在于业人差异在于业余时间余时间，而一个人命运决定于晚上，而一个人命运决定于晚上8点到点到10点之间。点之间。每晚抽出每晚抽出2个小时时间个小时时间用来阅读、进修、思索或参加有意义用来阅读、进修、思索或参加有意义讨论，你会发觉，你人生正在发生改讨论，你会发觉，你人生正在发生改变，坚持多年之后，成功会向你招手。变，坚持多年之后，成功会向你招手。/10/1014第14页/10/1015第15页知识是学不完，也没有知识是学不完，也没有必要学完，只有在有意必要学完，只有在有意愿、有需求时候，真正愿、有需求时候，真正学习才会发生。同时，学习才会发生。同时，在一段时期内，学习内在一段时期内，学习内容必须聚焦，起码要在容必须聚焦，起码要在一个领域内成为教授。一个领域内成为教授。/10/1016第16页4 4采百家花，酿自己蜜学习要像蜜蜂，“采百家花，酿自己蜜”。而不要像蚂蚁，“只会获取现存东西。”或是蜘蛛“只满足于自己肚子里已经有东西”。采百家花，很主要一点就是要多读书。阅读成就伟大人生。读书与学习能力有着亲密关系，越是喜读书与学习能力有着亲密关系，越是喜欢读书人，掌握知识面越广，其学习能欢读书人，掌握知识面越广，其学习能力也越强。另外，唯有阅读能培养形象力也越强。另外，唯有阅读能培养形象思维能力和逻辑思维能力相结合认知模思维能力和逻辑思维能力相结合认知模式。式。哈佛大学文理学院院长WCKirby：大凡有所成就人，在他们一生中，都有一个贪婪地阅读大量书籍时期。/10/1017第17页无 机 分 析 化 学第18页义务教育义务教育高中教育高中教育大学教育大学教育初中化学初中化学高中化学高中化学大学化学大学化学/10/1019第19页物质性质与其结构之间关系物质性质与其结构之间关系无机无机化学化学/10/1020第20页化学能、风能转化成电能化学能、风能转化成电能无机无机化学化学/10/1021第21页蜂蜜蜂蜜组组成成真蜂蜜真蜂蜜水分：18%22%1糖类：葡萄糖，果糖95%99%2酸类：有机酸3矿物质、酶类、维生素4真蜂蜜？真蜂蜜？/10/1022第22页/10/1023第23页安赛蜜第24页安赛蜜安赛蜜化学名称化学名称为：为：potassium salt of 6-methy1,2,3-oxathiazin-4(3H)-one-2.2-dioxide(6一甲基一一甲基一1，2，3一恶唾嗦一恶唾嗦 一一4(H)一酮一一酮一2，2一二氧化物钾盐）一二氧化物钾盐），分子式：，分子式：C4H4KNO4S；分子量：；分子量：201.24 英文名：英文名：Acesulfame-K 或或 Acesulfame Potassium。又称为又称为乙酰磺胺酸钾乙酰磺胺酸钾、A一一K糖、阿尔适尔芳钾。糖、阿尔适尔芳钾。/10/1025第25页安赛蜜为人工合成甜味剂，安赛蜜为人工合成甜味剂，经常食用合成甜味剂超标食品经常食用合成甜味剂超标食品会对人体肝脏和神经系统造成危害，会对人体肝脏和神经系统造成危害，尤其是对老人、孕妇尤其是对老人、孕妇、小孩危害更为严重。假如短时间内大量食用，会引发血小、小孩危害更为严重。假如短时间内大量食用，会引发血小板降低造成急性大出血。板降低造成急性大出血。/10/1026第26页19世纪初，俄国化学家、色世纪初，俄国化学家、色层分析法创始人层分析法创始人M.C.茨韦特茨韦特用吸附色层分析法证实高等用吸附色层分析法证实高等植物叶子中叶绿素有两种植物叶子中叶绿素有两种成份。德国成份。德国H.菲舍尔等经过菲舍尔等经过多年努力，搞清了叶绿素多年努力，搞清了叶绿素复杂化学结构。复杂化学结构。1960年年美国美国R.B.伍德沃德领导实伍德沃德领导实验室合成了叶绿素验室合成了叶绿素a。至此，。至此，叶绿素分子结构得到定论。叶绿素分子结构得到定论。/10/1027第27页答疑：网上答疑：答疑：网上答疑：答疑：课堂自课时间、课间、答疑：课堂自课时间、课间、试验课试验课预约预约:13156309816/10/1028第28页理论课考评方式：考试成绩占理论课考评方式：考试成绩占80%+平时成绩平时成绩占占20%平时成绩：平时随堂测试、出勤率、课堂提平时成绩：平时随堂测试、出勤率、课堂提问、学生讲课问、学生讲课试验课考评方式：原始数据占试验课考评方式：原始数据占80%+试验汇报试验汇报占占20%/10/1029第29页现现代代化化学学有机化学以研究碳氢化合物及其衍生物为以研究碳氢化合物及其衍生物为对象对象无机化学以研究全部元素及其化合物（除了碳氢以研究全部元素及其化合物（除了碳氢化合物及其衍生物）为对象化合物及其衍生物）为对象分析化学以研究物质化学组成判定方法及以研究物质化学组成判定方法及其原理为内容其原理为内容物理化学以应用物理测量方法和数学处理方法研以应用物理测量方法和数学处理方法研究物质及其反应，寻求化学性质跟物理究物质及其反应，寻求化学性质跟物理性质间本质联络普遍规律为内容性质间本质联络普遍规律为内容/10/1030第30页物质存在状态物质存在状态气气 体体液液 体体固固 体体等离子体等离子体流体流体/10/1031第31页第一节第一节:气体气体、理想气体、理想气体气体分子只占有位置而不占有体积气体分子只占有位置而不占有体积,是一个有质量是一个有质量几何点几何点;而且分子间没有相互吸引力而且分子间没有相互吸引力,分子间或分分子间或分子与器壁之间发生碰撞不造成动能损失子与器壁之间发生碰撞不造成动能损失2、理想气体状态方程式、理想气体状态方程式pV=nRT P-PaV-m3R-8.314Jmol-1K-1/10/1032第32页 假如我比我周围人取得更多成就话，假如我比我周围人取得更多成就话，那主要是因为不懈努力。一些人比另外一些那主要是因为不懈努力。一些人比另外一些人取得更多成就，主要是因为他们对放在他人取得更多成就，主要是因为他们对放在他们面前问题比起普通人能够愈加专注和坚持，们面前问题比起普通人能够愈加专注和坚持，而不是因为他天赋比他人高多少。这是道尔而不是因为他天赋比他人高多少。这是道尔顿切身体会，也是他成功经验总结顿切身体会，也是他成功经验总结 3、道尔顿分压定律、道尔顿分压定律/10/1033第33页(1)元素是由非常微小、不可再分微粒元素是由非常微小、不可再分微粒原子组成原子组成，原子在一切化学改变中不可再分，并保持自己独，原子在一切化学改变中不可再分，并保持自己独特征质。特征质。(2)同一元素全部原子质量、性质都完全相同。不一样同一元素全部原子质量、性质都完全相同。不一样元素原子质量和性质也各不相同，原子质量是每一元素原子质量和性质也各不相同，原子质量是每一种元素基本特征之一。种元素基本特征之一。(3)不一样元素化合时，原子以简单整数比结合。不一样元素化合时，原子以简单整数比结合。/10/1034第34页摩尔分数摩尔分数道尔顿分压定律适用条件道尔顿分压定律适用条件道尔顿分压定律对研究混合物非常主要道尔顿分压定律对研究混合物非常主要混合气体总压力等于各组成气体分压之和混合气体总压力等于各组成气体分压之和某组分分压是该组分在同一温度下单独占某组分分压是该组分在同一温度下单独占有混合气体容积时所产生压力有混合气体容积时所产生压力./10/1035第35页分散相与分散介质分散相与分散介质把一个或几个物质分散在另一个物质中组成份散系统把一个或几个物质分散在另一个物质中组成份散系统.其中被分散物质是分散相其中被分散物质是分散相(disperse phase),另一个物另一个物质是分散介质质是分散介质(disperse medium).系统中物理性质和化学性质完全相同一部分为一个系统中物理性质和化学性质完全相同一部分为一个相相/10/1036第36页单（均）相系统单（均）相系统多相系统多相系统/10/1037第37页分散相分散相 分散介质分散介质A 云云水水空气空气B 牛奶牛奶乳脂乳脂水水C 珍珠珍珠水水碳酸钙碳酸钙/10/1038第38页/10/1039第39页稀溶液依数性稀溶液依数性(colligative properties)、沸点升高原理、沸点升高原理、凝固点降低原理、凝固点降低原理、渗透压、渗透压、蒸气压降低原理、蒸气压降低原理/10/1040第40页Raoult定律定律(理想液态混合物或理想溶液理想液态混合物或理想溶液)在溶剂中加入在溶剂中加入非挥发性溶质非挥发性溶质后，溶剂蒸气压降低后，溶剂蒸气压降低定温下，在稀溶液中，溶剂蒸气压等于定温下，在稀溶液中，溶剂蒸气压等于纯溶剂纯溶剂蒸气压蒸气压乘以乘以溶液中溶液中溶剂摩尔分数溶剂摩尔分数/10/1041第41页质量摩尔浓度质量摩尔浓度:/10/1042第42页开心辞典问题开心辞典问题:盐水和清水相比，哪个烫伤更严重盐水和清水相比，哪个烫伤更严重?/10/1043第43页沸点升高原理沸点升高原理t/100101.325p/KPa纯水纯水溶液溶液溶液沸点上升溶液沸点上升沸点沸点/10/1044第44页T Tb b=K=Kb bbbkb:沸点升高常数沸点升高常数(ebullioscopic constant)单位单位:Kmol-1kgb:溶质溶质B质量摩尔浓度质量摩尔浓度单位位:molkg-1/10/1045第45页凝固点降低原理凝固点降低原理t/p/KPa0611纯水纯水溶液溶液冰冰溶液凝固点下降溶液凝固点下降/10/1046第46页T Tf f=K=Kf fbbkf:质量摩尔凝固点降低常数质量摩尔凝固点降低常数(cryoscopic constant)单位单位:Kmol-1kgb:溶质溶质B质量摩尔浓度质量摩尔浓度单位位:molkg-1/10/1047第47页汽车问题汽车问题:玻璃水、制冷剂能够用自来水吗？玻璃水、制冷剂能够用自来水吗？/10/1048第48页蔗糖溶液蔗糖溶液纯水纯水半透膜半透膜渗透压示意图渗透压示意图渗透压渗透压(osmotic pressure)/10/1049第49页V=nBRT渗透压渗透压体积体积摩尔气体常数摩尔气体常数热力学温度热力学温度n溶液中所含溶质物质量溶液中所含溶质物质量Vant Hoff 公式公式/10/1050第50页蔗糖溶液蔗糖溶液纯水纯水半透膜半透膜渗透压示意图渗透压示意图Reverse osmosis/10/1051第51页等渗溶液：临床注射应注意问题等渗溶液：临床注射应注意问题/10/1052第52页/10/1053第53页现有一气体，在现有一气体，在35101.3kPa水面上搜集，体积水面上搜集，体积为为500mL。假如在一样条件下将它压缩成。假如在一样条件下将它压缩成250mL,干干燥气体最终分压是多少？燥气体最终分压是多少？(课后习题课后习题5)20时将时将0.515g血红素溶于适量水中，配成血红素溶于适量水中，配成50.0mL 溶液溶液,测得此溶液渗透压为测得此溶液渗透压为375Pa.求求(1)溶液浓度溶液浓度C(2)血红素相对分子量血红素相对分子量(3)此溶液沸点升高值和凝固点下降值此溶液沸点升高值和凝固点下降值(4)用用(3)计算结果来说明能否用沸点升高和凝固点计算结果来说明能否用沸点升高和凝固点下降方法来测定血红素相对分子量下降方法来测定血红素相对分子量.(课后习题课后习题14)/10/1054第54页/10/1055第55页化学反应方向和程度问题化学反应方向和程度问题1 1室温下石墨转变为金刚石最低室温下石墨转变为金刚石最低压力压力为为1.6万大气万大气压压-但仍得不到金刚石但仍得不到金刚石温度升到温度升到200时，最低压力为时，最低压力为2万大气压，当温万大气压，当温度升到度升到850 时，最低压力为时，最低压力为4万大气压。万大气压。/10/1056第56页化学反应速率和机理问题化学反应速率和机理问题2 2/10/1057第57页相关概念相关概念、体系和环境、体系和环境(system&surroundings)、热力学状态和状态函数、热力学状态和状态函数 state function/10/1058第58页相关概念相关概念、体系和环境、体系和环境(system&surroundings)、热力学状态和状态函数、热力学状态和状态函数 state function状态函数状态函数体积，质量，热力学能，焓，熵，温度，压力，密度，粘体积，质量，热力学能，焓，熵，温度，压力，密度，粘度度/10/1059第59页体系状态确定之后，它每一个状态函数都有体系状态确定之后，它每一个状态函数都有一个确定值。体系状态发生改变时，状态函一个确定值。体系状态发生改变时，状态函数值数值可能可能发生改变，但其发生改变，但其改变值只与过程始改变值只与过程始终态相关，终态相关，而与体系改变路径无关。当体系复而与体系改变路径无关。当体系复原时，状态函数也恢复到原来数值，其改变量原时，状态函数也恢复到原来数值，其改变量为零。为零。/10/1060第60页3、过程与路径、过程与路径 process and path 等温过程等温过程改变过程、始态、终态和环境改变过程、始态、终态和环境等压过程等压过程始态、终态和环境始态、终态和环境等容过程等容过程绝热过程绝热过程环状过程环状过程/10/1061第61页298K,10KPa373K,10KPa298K,1KPa373K,1KPa等压过程等压过程等压过程等压过程等温过程等温过程等温过程等温过程/10/1062第62页热力学能（内能）热力学能（内能）体系内分子运动平动能、转动能、振动能、电子及核能量，体系内分子运动平动能、转动能、振动能、电子及核能量，以及分子与分子相互作用位能等能量总和以及分子与分子相互作用位能等能量总和热力学能是状态函数热力学能是状态函数热和功热和功热和功不是状态函数热和功不是状态函数/10/1063第63页 u=Q+W热力学第一定律及数学表态式热力学第一定律及数学表态式第一类永动机第一类永动机/10/1064第64页第四节：可逆过程与体积功第四节：可逆过程与体积功一、功与过程一、功与过程、自由膨胀、自由膨胀、外压一直维持恒定、外压一直维持恒定、外压总比内压小一个无限小膨胀、外压总比内压小一个无限小膨胀二二、可逆过程、可逆过程(reversible process)热源热源/10/1065第65页等压反应热等压反应热等容反应热等容反应热焓及焓数学表示式焓及焓数学表示式式中式中 是生成物与反应物气体物质物质量之差值，是生成物与反应物气体物质物质量之差值，并假定气体为理想气体。并假定气体为理想气体。或 /10/1066第66页反应进度反应进度(extent of reaction)设某反应在反应起始时和反应进行到设某反应在反应起始时和反应进行到 t 时刻时各时刻时各物质量为：物质量为：a A +d D =g G +h Ht=0 nA(0)nD(0)nG(0)nH(0)t=t nA nD nG nH 反应进度反应进度定义为定义为:/10/1067第67页 对上述反应：对上述反应：/10/1068第68页注意：注意：应用反应进度，必须与化学反应计量方程相应用反应进度，必须与化学反应计量方程相对应。对应。比如比如：当当 都等于都等于1 mol 时，两个方程所发生反应物质时，两个方程所发生反应物质量显然不一样。量显然不一样。/10/1069第69页 表示化学反应与热效应关系方程式称为热化学表示化学反应与热效应关系方程式称为热化学方程式。方程式中应该注明物态、温度、压力、组方程式。方程式中应该注明物态、温度、压力、组成等。成等。比如：比如：298.15 K时：时：热化学方程式热化学方程式/10/1070第70页焓改变及正负焓改变及正负反应物和生成物都处于标准态反应物和生成物都处于标准态反应进度为反应进度为1 mol反应（反应（reaction）反应温度反应温度/10/1071第71页 即必须与所给反应计量方程相对应。若反应用下即必须与所给反应计量方程相对应。若反应用下式表示，显然焓变值会不一样。式表示，显然焓变值会不一样。当物质状态，反应方程式进行方向和化学计量数当物质状态，反应方程式进行方向和化学计量数等不一样时，热效应数值和符号也不相同。等不一样时，热效应数值和符号也不相同。/10/1072第72页1840年，赫斯提出了一个定律：年，赫斯提出了一个定律：反应热效应只与起始和终了状态相关，与改变反应热效应只与起始和终了状态相关，与改变路径无关。不论反应是一步完成，还是分几步完成，路径无关。不论反应是一步完成，还是分几步完成，其热效应相同。其热效应相同。应用：对于无法直接测定反应热化学反应，能够应用：对于无法直接测定反应热化学反应，能够用赫斯定律，利用轻易测定反应热来用赫斯定律，利用轻易测定反应热来计算不轻易测定反应热。计算不轻易测定反应热。盖斯定律盖斯定律(HESS)/10/1073第73页比如：求比如：求C(s)和和 生成生成CO(g)反应热反应热。已知已知：（：（1）（2）则则（1）-（2）得得（3）（3）/10/1074第74页 等温等压下化学反应热效应等于生成物焓总和等温等压下化学反应热效应等于生成物焓总和减去反应物焓总和：减去反应物焓总和：若若能能知知道道各各个个物物质质焓焓值值，利利用用上上式式可可求求得得等等温温等等压压下下任任意意化化学学反反应应热热效效应应。但但如如前前所所述述，物物质质焓焓绝绝对对值值无无法法求求得得。为为此此，人人们们采采取取了了以以下下相相对对标标准准来进行计算。来进行计算。生成焓生成焓/10/1075第75页 普通普通298.15 K时数据有表可查。时数据有表可查。生成焓是个相对值，相对于稳定单质焓值等于零。生成焓是个相对值，相对于稳定单质焓值等于零。在标准压力下，反应温度时，由最稳定单质合成在标准压力下，反应温度时，由最稳定单质合成标准状态下一摩尔物质焓变，称为该物质标准摩尔生标准状态下一摩尔物质焓变，称为该物质标准摩尔生成焓，用下述符号表示：成焓，用下述符号表示：（物质，相态，温度）/10/1076第76页比如：在比如：在298.15 K时时这就是这就是HCl(g)标准摩尔生成焓：标准摩尔生成焓：反应焓变为：反应焓变为：/10/1077第77页比如用各物质摩尔生成焓求化学反应焓变：比如用各物质摩尔生成焓求化学反应焓变：在标准压力 p 和反应温度时（通常298.15 K）/10/1078第78页 从从标标准准上上讲讲，只只要要能能知知道道化化学学键键能能和和反反应应中中化化学学键键改改变变情情况况，就就能能够够算算出出化化学学反反应应热热效效应应。但但到到当当前前为为止止，化化学学键键键键能能数数据据既既不不完完善善，也也不不够够准准确确。通常采取键焓方法来处理这一问题。通常采取键焓方法来处理这一问题。某个键键焓是诸种化合物中该键键能平均值。某个键键焓是诸种化合物中该键键能平均值。由键能计算反应焓由键能计算反应焓/10/1079第79页则则O-H（g）键焓等于这两个键能平均值）键焓等于这两个键能平均值 比如：在比如：在298.15 K时，自光谱数据测得气相水分时，自光谱数据测得气相水分子分解成气相原子两个键能分别为：子分解成气相原子两个键能分别为：/10/1080第80页 等于反应物总键焓减去产物总键焓。等于反应物总键焓减去产物总键焓。显然显然,一个化学反应热效应一个化学反应热效应:应该指出，用键焓估算是不够准确，只是作出初步估算方法。/10/1081第81页一、自发改变一、自发改变渗透渗透扩散扩散/10/1082第82页在任何过程在任何过程,总有一个混乱度增加倾向总有一个混乱度增加倾向,因为粒子混乱分布比有序分布含有更大统因为粒子混乱分布比有序分布含有更大统计概率计概率.两种原因影响着过程自发性两种原因影响着过程自发性,一个是能量一个是能量变低变低;一个是混乱度增加一个是混乱度增加./10/1083第83页熵熵(entropy)Reversible process1865,Clausius创造创造.1923年年Planck来南京第四中山大学来南京第四中山大学(中央大学前身中央大学前身)讲学讲学,著名物理学家胡刚复教授任翻译著名物理学家胡刚复教授任翻译,首次首次创造在中国字典上前所未有新字创造在中国字典上前所未有新字“熵熵”，表示热温之商之，表示热温之商之意，沿用至今。意，沿用至今。/10/1084第84页三、热力学第二定律数学表示式三、热力学第二定律数学表示式孤立体系孤立体系任何自发过程中，系统熵总是增加任何自发过程中，系统熵总是增加熵是描述系统混乱度函数。在熵是描述系统混乱度函数。在0K时，任何纯时，任何纯物质完整晶体熵值为物质完整晶体熵值为0./10/1085第85页在标准态下在标准态下1mol物质熵值称为该物质标准摩物质熵值称为该物质标准摩尔熵。符号：尔熵。符号：规律：规律：气态气态液态液态固态固态聚集态相同，复杂分子比简单分子大聚集态相同，复杂分子比简单分子大结构相同，相对分子量大熵值大结构相同，相对分子量大熵值大相对分子量相同，分子结构复杂熵值大相对分子量相同，分子结构复杂熵值大熵与温度和压力关系熵与温度和压力关系/10/1086第86页四、吉布斯自由能四、吉布斯自由能1839-1903 吉布斯吉布斯(Gibbs Josiah Willard)/10/1087第87页在等温等压且在等温等压且无其它功情况下无其它功情况下自发过程自发过程非自发过程非自发过程平衡平衡/10/1088第88页2、G0改变方向和平衡条件改变方向和平衡条件1、S0等温等压封闭系统等温等压封闭系统孤立体系孤立体系/10/1089第89页 在标准压力下在标准压力下,在进行反应温度时在进行反应温度时,由最稳定单质由最稳定单质合成标准态下一摩尔物质吉布斯自由能变称为该物质合成标准态下一摩尔物质吉布斯自由能变称为该物质标准生成吉布斯自由能标准生成吉布斯自由能G与温度关系与温度关系转转向向温温度度/10/1090第90页范托夫等温方程范托夫等温方程四、吉布斯自由能四、吉布斯自由能 a A +d D =g G +h H/10/1091第91页aA(aq)+bB(aq)gG(aq)+hH(aq)aA(g)+bB(g)gG(g)+hH(g)/10/1092第92页aA(aq)+bB(g)gG(g)+hH(aq)/10/1093第93页/10/1094第94页 Chemical Equilibrium in gaseous state Describing Chemical Equilibrium Under proper conditions many chemical reactions can be made to go in either direction orother.At first both the concentrations of reactants and products change with time.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)Ag+(aq)+Cl-(aq)AgCl(s)O2(g)+2H2(g)2H2O(g)/10/1095第95页However some times later,the change of the concentrations can be no longer detected over a long period of time.This observation is a clear indication that the reaction has stopped short of completion.In fact,the system has reached chemical equilibrium,/10/1096第96页the state where the concentrations of all reactants and product remain constant with time.Some reactions proceed rapidly;others are much slower.But in all cases a reacting system eventually reaches equilibrium.When the system reaches its equilibrium,it may appear that everything has stopped.However this is not the case.On the molecular level there is frenetic activity.Equilibrium is not static;it is a highly dynamic situation./10/1097第97页That is to say both forward and reverse reactions occur at the same rate,or speed.Equilibrium ConstantScience is based on experiments.From obser-vations of many chemical reactions,two Norw-egian chemists,Cato Maximilian Guldberg(1836 1902)and Peter Waage(1833 1900)proposed the law of mass action in 1864 as a general description of the equilibrium condition./10/1098第98页 For a reaction,we can write a general equation as follows aA+bB+cC+.pP+qQ+rR+.Where A,B,C,and so on are the reactants;and P,Q,R,and so on are the products.The letter a,b,c,.p,q,r,.represent the number of moles of each substance involved in the balanced equation for the reaction.The law of mass action is repr-esented by the following equilibrium expression/10/1099第99页The square brackets indicate the concentrations of the chemical species at equilibrium and K is a constant called equilibrium constant.For reactions involving gases,we often find it convenient to express the concentrations in terms of the partial pressures of the gases.That is,in this case we may write Kp to represent the equilibrium constant in which the concen-trations of gases are expressed in partial/10/10100第100页pressures in atmospheres.Similarly,we may write Kc with a subscript c to denote that the equilibrium constant is expressed by concentrations.The law of mass action is widely applicable.It correctly describes the equilibrium behavior of all chemical systems whether they occur in solution or in the gas phase./10/10101第101页The equilibrium concentration is called an equilibrim position.It is essential to distinguish between the equilibrium constant and the equilibrium positions for a given reaction system.There is only one equilibrium constant for a given reaction system at a particular temperature,but there are an infinite number of equilibrium positions./10/10102第102页在一定温度下在一定温度下,正逆反应达平衡时正逆反应达平衡时,生成物浓度生成物浓度以反应方程式中计量数为指数幂乘积与反应以反应方程式中计量数为指数幂乘积与反应物浓度以反应方程式中计量数为指数幂乘物浓度以反应方程式中计量数为指数幂乘积之比是一个常数积之比是一个常数/10/10103第103页当反应到达平衡时，当反应到达平衡时，G四、标准平衡常数四、标准平衡常数活度商活度商Q与标准平衡常数与标准平衡常数K关系关系/10/10104第104页aA(aq)+bB(aq)gG(aq)+hH(aq)aA(g)+bB(g)gG(g)+hH(g)/10/10105第105页aA(aq)+bB(g)gG(g)+hH(aq)/10/10106第106页/10/10107第107页3H2(g)+N2(g)2NH3(g)3H2(g)+N2(g)2NH3(g)3/2H2(g)+1/2N2(g)NH3(g)/10/10108第108页2NO(g)+O2(g)2NO2(g)2NO2(g)N2O4(g)K1K2+2NO(g)+O2(g)N2O4(g)K3=K1K2多重平衡规则多重平衡规则/10/10109第109页反应（）反应（）反应（）反应（）反应（）反应（）反应（）反应（）k(4)=k(1)k(2)/k(3)/10/10110第110页假如改变平衡体系条件之一，如温度、压力、假如改变平衡体系条件之一，如温度、压力、浓度或体积等，平衡就向减弱这个改变方向移动浓度或体积等，平衡就向减弱这个改变方向移动3H2(g)+N2(g)2NH3(g)、增加氢气浓度或分压、增加氢气浓度或分压、减小氨气浓度或分压、减小氨气浓度或分压、增加体系总压力、增加体系总压力、增加体系体积、增加体系体积、增加体系温度、增加体系温度放热反应放热反应化学平衡移动化学平衡移动/10/10111第111页化学平衡移动化学平衡移动G0，Q0，QK，反应逆向移动反应逆向移动G=0，Q=K，反应到达平衡反应到达平衡/10/10112第112页/10/10113第113页/10/10第114页速度速度 Velocity 是矢量，有方向性。是矢量，有方向性。速率速率 Rate 是标量是标量 ，无方向性，都是正值。，无方向性，都是正值。(1)(1)反应速度和速率反应速度和速率比如比如:速度速度，速率速率/10/10115第115页 它不能确切反应速率改它不能确切反应速率改变情况，只提供了一个平均变情况，只提供了一个平均值，用处不大。值，用处不大。(2)(2)平均速率平均速率/10/10116第116页 在浓度随时间改变图上，在时间在浓度随时间改变图上，在时间t t 时，作交点切线，就时，作交点切线，就得到得到t t时刻瞬时速率。显然，反应刚开始，速率大，然后不时刻瞬时速率。显然，反应刚开始，速率大，然后不停减小，表达了反应速率改变实际情况。停减小，表达了反应速率改变实际情况。(3)(3)瞬时速率瞬时速率54/10/10117第117页对任何反应：对任何反应：/10/10118第118页1.计量方程与反应机理计量方程与反应机理 普通写化学反应方程，只依据始态与终态写出反应普通写化学反应方程，只依据始态与终态写出反应结果，这种方程只表示反应前后物料平衡关系，称为计结果，这种方程只表示反应前后物料平衡关系，称为计量方程。比如：量方程。比如：/10/10119第119页 基元反应简称元反应，假如一个化学反应，反应物分子基元反应简称元反应，假如一个化学反应，反应物分子在碰撞中相互作用直接转化为生成物分子，这种反应称为在碰撞中相互作用直接转化为生成物分子，这种反应称为基元反应。基元反应。比如：比如：基元反应基元反应20/10/10120第120页 我们通常所写化学方程式只代表反应化学计量式，而我们通常所写