高中化學(xué)講義知識(shí)點(diǎn)+筆記

1、科學(xué)與工程學(xué)院普通化學(xué)講義筆記第1頁(yè)共65頁(yè)專題一專題一化學(xué)，就是研究物質(zhì)化學(xué)運(yùn)動(dòng)和變化規(guī)律的科學(xué)，亦即研究那些具有一定質(zhì)量、占有一定空間的實(shí)物的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和變化規(guī)律，以及伴隨這些變化過(guò)程的能量關(guān)系的科學(xué)。物質(zhì)有4種不同的物理聚集狀態(tài)，即氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)和等離子態(tài)。氣體的基本特征是其具有無(wú)限的可膨脹性、無(wú)限的摻合性和外界條件（溫度、壓力）對(duì)其體積影響的敏感性。理想氣體狀態(tài)方程理想氣體狀態(tài)方程對(duì)含有物質(zhì)的量為ｎ的理想氣體，在密閉的容

2、器中其體積（V）、壓力（p）和熱力學(xué)溫度（T）之間服從以下關(guān)系式：PV=nRT此式稱為理想氣體狀態(tài)方程。式中R叫做摩爾氣體常數(shù)，其值等于1mol任何理想氣體的pVT值，其數(shù)值可根據(jù)阿伏加德羅定律來(lái)求得。R＝8.314J?mol1K1。在使用理想氣體狀態(tài)方程時(shí)，要注意各物理量的量綱與R數(shù)值及其單位的一致，即R＝8.314J?mol1K1時(shí)，式中n、p、V、T等物理量只能用它們的基本單位mol、Pa、m3和K。理想氣體狀態(tài)方程可表示為另外一

3、些形式，如：或RTMmpV?RTMp??二、混合氣體分壓定律（道爾頓分壓定律、阿馬格分容定律）二、混合氣體分壓定律（道爾頓分壓定律、阿馬格分容定律）在恒溫下，把混合氣體分離成各個(gè)單獨(dú)組分，并使其與混合氣體具有相同的壓力，此時(shí)該組分氣體所占有的體積稱為該組分的分體積。ninViVix)()()(????)()(iViV氣—液平衡液平衡在臨界溫度以下，氣體轉(zhuǎn)化為液體，但分子的熱運(yùn)動(dòng)并未停止，處于液體表面的少數(shù)分子能克服分子間力，重新飛逸出液

4、面變成氣體，此過(guò)程稱為液體的蒸發(fā)（或氣化）。如果把液體放置于密閉的容器中，蒸氣分子則不致逃走，已形成的蒸氣分子又可能重新撞到液面上而凝聚為液態(tài)。蒸發(fā)與凝聚兩個(gè)過(guò)程同時(shí)進(jìn)行，但開(kāi)始時(shí)前者居優(yōu)勢(shì)，所以氣相中分子逐漸增多，隨后分子返回液相的機(jī)會(huì)增大，到了一定程度，單位時(shí)間內(nèi)分子的出入數(shù)目相等，此時(shí)兩個(gè)過(guò)程達(dá)到平衡：，此時(shí)，液體的蒸發(fā)氣體凝聚蒸發(fā)液體和氣體的凝聚似乎已經(jīng)停止，但實(shí)際上這兩個(gè)過(guò)程仍在不斷進(jìn)行，只是它們的速度相等而已，因此，這是一種

5、動(dòng)態(tài)平衡。處于動(dòng)態(tài)平衡的氣體叫做飽和蒸氣，飽和蒸氣對(duì)密閉容器的器壁所施加的壓力稱為飽和蒸氣壓，簡(jiǎn)稱蒸氣壓。蒸氣壓蒸氣壓蒸氣壓是液體的重要特性之一，它是溫度的函數(shù)。液體蒸氣壓隨溫度有明顯的變化，當(dāng)溫度升高時(shí)，分子的動(dòng)能增加，表面層分子逸出液面的機(jī)會(huì)增加，隨之氣體分子返回液面的數(shù)目也逐漸增多，直到建立起一個(gè)新平衡狀態(tài)，這個(gè)過(guò)程的總結(jié)果是蒸氣壓增大。若將蒸氣壓對(duì)溫度作圖，則可得到一條曲線，叫做蒸氣壓曲線。液體的表面張力液體的表面張力液體內(nèi)部的

6、分子與表層分子所受的作用力是不相同的。在液休內(nèi)部，分子受周圍其它分子的吸引力是對(duì)稱的，而表層分子受周圍其它分子的吸引力是不對(duì)稱的。因?yàn)楸砻鎸臃肿邮翘幵跉怏w與液體的界面上，氣相分子對(duì)它吸引力較小，而液體內(nèi)部分子對(duì)它的吸引力較大，因此，表層分子有朝液體內(nèi)部遷移的趨勢(shì)，所以液體表面常顯示出自動(dòng)收縮的現(xiàn)象。若在一金屬環(huán)中有一液膜，如欲保持液膜不收縮，就必須加一與液膜相切的力F，邊長(zhǎng)l越長(zhǎng)，則F就越大。F與l的關(guān)系為F=σlx2(由于膜有兩個(gè)表面

7、故乘以2)，式中比例系數(shù)σ相當(dāng)于單位長(zhǎng)度上與科學(xué)與工程學(xué)院普通化學(xué)講義筆記第3頁(yè)共65頁(yè)氣、液、固三者之間的物態(tài)變化不是原物質(zhì)轉(zhuǎn)變成新物質(zhì)，而是相變化。物質(zhì)存在的狀態(tài)一方面由物質(zhì)的本性決定，另一方面與溫度和壓力有關(guān)。人們通常用相圖來(lái)表明溫度、壓力與各種相變之間的關(guān)系，這種表達(dá)方法比用數(shù)據(jù)列表解釋更加一目了然。各種物質(zhì)都有一定的相圖，這里以水為例對(duì)相圖作一些簡(jiǎn)單介紹。為了表示水的三種狀態(tài)之間的平衡關(guān)系，以壓力作縱坐標(biāo)，溫度作橫坐標(biāo)，可以畫(huà)

8、出體系的狀態(tài)與溫度、壓力之間關(guān)系的平面圖，這種圖稱為相圖（或狀態(tài)圖）?？梢钥闯觯南鄨D是由相交于一點(diǎn)O的3根線OA、OB、OC將全圖劃分成3個(gè)面（或區(qū)）AOB、BOC、AOC來(lái)組成的。3個(gè)單相區(qū)：個(gè)單相區(qū)：每個(gè)面代表只有1個(gè)相存在的區(qū)域，稱為單相區(qū)。AOB為氣相區(qū)，當(dāng)溫度和壓力落在此面內(nèi)時(shí)，只能以氣相（水蒸氣）存在；BOC為液相區(qū)，當(dāng)溫度、壓力落在此面內(nèi)時(shí)，只能以液相（水）存在；AOC為固相區(qū)，當(dāng)溫度、壓力落在此面內(nèi)時(shí)，只能以固相（冰

9、）存在。面內(nèi)溫度、壓力均可自由變化。3條兩相平衡線：條兩相平衡線：圖中每一條線表示在平衡時(shí)兩相可以共存的壓力和溫度，稱之為兩相平衡線。OB為液—?dú)馄胶饩€，當(dāng)溫度和壓力處在OB線上時(shí)，液體水和它的蒸氣處于平衡狀態(tài)。B點(diǎn)的溫度是374℃，稱為臨界溫度（高于此溫度時(shí)，不論施加多大的壓力也不能使水蒸氣液化）；B點(diǎn)的壓力是2.21104kPa，稱臨界壓力（臨界溫度時(shí)，使水蒸氣液化所需要的壓力）；物質(zhì)處于臨界溫度和臨界壓力的這一點(diǎn)稱為臨界點(diǎn)。OC為

10、固—液平衡線，當(dāng)溫度和壓力落在此線上時(shí)，冰和水成平衡的兩相并存。這條線最好理解為凝固點(diǎn)隨壓力而變動(dòng)的曲線，由于凝固點(diǎn)受壓力的影響很小，曲線陡峭上升，這種曲線向左傾斜的情況不常見(jiàn)，水是少數(shù)兒種隨壓力升高而凝固點(diǎn)降低的物質(zhì)之一。OA為固—?dú)馄胶饩€，當(dāng)溫度和壓力落在此線上時(shí)，則有冰和水蒸氣成平衡的兩相并存。每一根線上溫度和壓力只能自由選定其中的一個(gè)，另一個(gè)則隨已選定的一個(gè)而定，不能再自由變動(dòng)，否則就不復(fù)有兩相并存。例如，在含有一個(gè)三相點(diǎn)：一個(gè)

11、三相點(diǎn)：圖中3條兩相平衡線的交點(diǎn)O代表有3個(gè)相，即冰、水與水蒸氣成平衡共存，此點(diǎn)稱為三相點(diǎn)。此時(shí)溫度和壓力二者都不能自由選定，否則就不能有三相共存了。水的三相點(diǎn)的精確值由我國(guó)已故化學(xué)家黃子卿教授在1938年測(cè)定，其數(shù)值是0.009８℃（約為0.01℃），0.610kPa。水的三相點(diǎn)不同于水的正常凝固點(diǎn)(即冰點(diǎn)0℃），水的正常凝固點(diǎn)是指在101.325kPa空氣壓力下固、液兩相達(dá)平衡時(shí)的溫度。這時(shí)與冰成平衡狀態(tài)的水不是純水，而是溶有空氣的

12、水溶液。利用相圖可以判斷出在任一溫度和壓力下可能有哪個(gè)相存在，怎樣的變化條件可以使某相消失或出現(xiàn)。例如，圖中的f、g、h是分別位于三個(gè)單相區(qū)內(nèi)的點(diǎn)，以h點(diǎn)來(lái)說(shuō)，它代表101.325kPa壓力下溫度處于超過(guò)373.15K處。在這種條件下放置冰或水，它們是不能穩(wěn)定存在的，必然會(huì)全部變成水蒸氣。h點(diǎn)位于氣相區(qū)正說(shuō)明這一點(diǎn)。如果把處于h點(diǎn)的水蒸氣在恒壓下逐漸冷卻，當(dāng)溫度達(dá)到373.15K時(shí)到達(dá)E點(diǎn)，此時(shí)出現(xiàn)水和水蒸氣的兩相并存、互成平衡的情況；

13、再冷卻下去，則體系離開(kāi)E點(diǎn)繼續(xù)向左進(jìn)入液相區(qū)，說(shuō)明此時(shí)僅有水一個(gè)相能存在，而水蒸氣相就會(huì)消失。不是說(shuō)水在101.325kPa壓力下和低于373.15K時(shí)也能蒸發(fā)嗎？為什么這時(shí)水蒸氣相又不能存在呢？因?yàn)樵谶@里考慮的是與空氣隔開(kāi)的封閉體系，它受到外壓的作用，但體系內(nèi)的物質(zhì)不會(huì)跑到環(huán)境中去?？稍O(shè)想此種體系處在一個(gè)有活塞將它與環(huán)境隔開(kāi)的圓筒中，活塞可以白由上下，活塞連同上面的大氣壓加在一起共同構(gòu)成101.325kPa的壓力，此時(shí)如果體系溫度為3

14、73.15K，水的蒸氣壓恰為101.325kPa，正好與活塞及其以上壓力相抗衡，所以，體系中允許有水、氣兩相共存。如果溫度略低于373.15K，相當(dāng)于線上E點(diǎn)稍向左移進(jìn)入液相區(qū)，此時(shí)圓筒中水產(chǎn)生的蒸氣壓低101.325kPa，頂不住活塞上的壓力，活塞將壓縮氣相使它全部凝結(jié)成水，結(jié)果消滅了氣相。相變和相平衡是自然界和生產(chǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)的現(xiàn)象。物質(zhì)都有各自的相圖，認(rèn)識(shí)相圖有助于觀察和了解物質(zhì)狀態(tài)的變化規(guī)律。專題二專題二分散系及其分類分散系及其分