无 机 化 学无机化学（基本原理部分）第一章 化学反应中的质量关系和能量关系第二章 化学反应的方向速率和限度第三章 酸碱反应和沉淀反应第四章 氧化还原反应第五章 原子结构与元素周期性第六章 分子的结构与性质第七章 固体的结构与性质第八章 配位化合物（元素及其化合物部分）第十章 碱金属和碱土金属元素第十一章 卤素和氧族元素第十二章 氮族、碳族和硼族元素第十三章 过渡元素第一章 化学反应中的质量关系和能量关系 §1－1化学计量数和反应进度§1－2热力学状态函数及其特性状态函数及其特性 理想气体状态方程式 分压(pi)和分压定律：§1-3 反应焓变（ΔＨ）及其计算 热力学第一定律和焓的定义 恒压反应热Ｑp和恒容反应热Ｑv的关系赫斯定律 应用标准摩尔生成焓计算标准摩尔反应焓变化学计量数和反应进度化学计量数νi对于化学反应：aA + bB = mM + nN－ aA － bB + mM + nN ＝ 0反应中，反应物A和B不断减少，生成物M和N不断增多若化学计量数为 ν ，则νA＝－a, νB＝－b, νM ＝+m, νN＝+nνA A + νB B + νM M + νN N ＝ 0即化学计量式为：∑ νxX＝0反应进度ξ 反应进度ξ表示化学反应进行的程度:ξ ＝ Δni / νi例如：对于反应：N2 + 3H2 = 2NH3 ,初始： 1 3 0t时刻： 0.5 1.5 1.0Δni: －0.5 －1.5 1.0则反应进度ξ ＝ Δni / νi ＝0.5mol,若Δn(N2)＝1， Δn(H2)＝3， Δn(NH3)＝2，则反应进度ξ ＝ Δni / νi ＝1.0mol理想气体状态方程式如果忽略气体分子间力和气体分子的体积，就是理想 气体（例如高温低压下的气体）．理想气体的Ｐ，Ｖ，Ｔ关系可用气态方程式表示：ＰＶ＝ｎＲＴ式中，Ｐ：压力（压强）， PaＶ：体积， ｍ３ｎ：物质的量， molＴ：绝对温度， ＫＲ：气体常数 8.314J·mol·K-1分压(pi)和分压定律：分压(pi): 恒温下,混合气体中某一组分i单独占据混合气体所具有的体积时的压力.由ＰＶ＝ｎＲＴ, PiＶ＝ｎiＲＴｎiＲＴ Pi ＝———— ＶPi ｎi ———＝————＝Xi (摩尔分数)Ｐ ｎ则 Pi ＝ＰXi分体积(Vi)和分体积定律：分体积(Vi): 恒温下,混合气体中某一组分i单独存在并与混合气体总压力相等时所占据的体积.由ＰＶ＝ｎＲＴ, PＶi＝ｎiＲＴｎiＲＴ Ｖi ＝———— PVi ｎi ———＝———＝Xi (摩尔分数)V ｎ则 Vi ＝ V Xi状态函数：体系的状态可以用一系列物理量描述，如： ｍ，ｎ，T，Ｐ，Ｖ，Ｕ(内能)……它们均为状态的单值函数，称为状态函数．状态函数的特性：（1）状态函数的值和各个不同状态一一对应．状态变化，状态函数值随之变化；（2）其变化值只和始态和终态有关，而与变化的途径 无关．如:ΔU＝U２－U１ , ΔV = V2 －V1ΔＴ＝Ｔ2－Ｔ1, ΔＰ＝Ｐ2－Ｐ1 状态1 ΔU 状态2ΔU1 ΔU2 状态3则 ΔＵ＝ΔＵ1＋ΔＵ2 或ΔＵ1＝ΔＵ－Ｕ2， ΔＵ2＝ΔＵ－ΔＵ1功 和 热 与过程有关，不是状态函数．功 W 分为 体积功 和 非体积功，体积功 W＝Ｐ（Ｖ2－Ｖ1）＝ＰΔＶ，非体积功 W′与体积变化无关，如：电功．热 Q 分为 恒压热Ｑp 和 恒容热Ｑv． 热和功的符号：体系从环境吸热为正, 即 Q > 0体系对环境放热为负, 即 Q 0体系对环境作功为负, 即 W HCl> HBr> HI气态氢化物稳定性: HF> HCl> HBr> HI物 质HFHClHBrHIΔfＨm° (ｋＪ·ｍｏｌ－ １)-271.1-92.3-36.426.5应用标准摩尔生成焓(ΔfＨm°)计算标准摩尔反应焓变:赫斯定律:状态1 ΔH 状态2ΔH1 ΔH2 状态3则 ΔH = ΔH1 + ΔH2 ΔH1 = ΔH -ΔH2 ΔH2= ΔH - ΔH1 求反应２ＣＯ(ｇ）＋Ｏ2（ｇ）＝２ＣＯ2（ｇ）的标准焓变ΔrＨm° ΔＨ２ＣＯ（ｇ）＋Ｏ2（ｇ） ２ＣＯ2（ｇ） ΔH1 ΔH2稳定单质 C(s)+ O2(g)∵ ΔＨ2＝ΔＨ＋ΔＨ1 ∴ ΔＨ＝ΔＨ2－ΔＨ1ΔＨ＝ΔrＨm° ΔＨ2＝２×ΔfＨm°(CO２)ΔＨ1＝[2×ΔfＨm°(CO)＋1×ΔfＨm°(O２)]根据各反应物和生成物的标准生成焓ΔfＨm°求反应的标准焓变ΔrＨm°计算公式为:ΔrＨm°＝ΣνΔfHm°(生成物) + ΣνΔfHmo(反应物)ΔrＨm°＝[２×ΔfＨm°(CO２)]-[2×ΔfＨm°(CO)＋ 1×ΔfＨm°(O２)]＝[２×ΔfＨm°(CO２)]+[（－2）×ΔfＨm°(CO) ＋ （－1）×ΔfＨm°(O２)]即求标准反应焓变的计算公式为:ΔrHm°＝ΣνΔfHm°(生成物)+ΣνΔfHmo(反应物)例：求乙炔完全燃烧反应的ΔＨ°，298Ｃ2Ｈ2(g)＋2.5Ｏ2(g)＝２ＣＯ2(g)＋Ｈ2Ｏ(L) ΔfＨm °（kJ·mol-1）２26.75 ０ －393.5 －285.9ΔrＨm°＝２×(－393.5)＋(-285.9)－226.75＝-1299.65（ｋＪ·ｍｏｌ－１）若反应为： Ｃ2Ｈ2（g）＋2.5Ｏ2(ｇ)＝２ＣＯ2(ｇ)＋Ｈ2Ｏ（g） ΔfＨm ° （kJ·mol-1） : －241.8 ΔrＨm°298＝2×(－393.5)＋(－241.8)－226.75＝－1255.55（ｋＪ·ｍｏｌ－１）若反应为： 2Ｃ2Ｈ2（g）＋5Ｏ2(ｇ)＝4ＣＯ2(ｇ)＋2Ｈ2Ｏ（g） ΔrＨm°＝4×(－393.5)＋2×(－241.8)－2×226.75＝－2511.10（ｋＪ·ｍｏｌ－１）阅读：按照P20—22 本章要点看书、复习；自学：P22—23 思考题；作业：P24—25 6,13,15;下次上课前各班按学号顺序排好交来；答疑时间：每周一中午12：30～1：20答疑地点：实验楼211室。
第二章 化学反应的方向、限度和速率§2－1 吉布斯自由能变化ΔＧ对反应方向的判断吉布斯自由能Ｇ和吉布斯公式吉布斯自由能变判据（ΔＧ判据）标准摩尔吉布斯自由能变ΔrＧ°m及其计算§2－2 化学反应的限度——化学平衡化学平衡状态和平衡常数化学平衡的计算化学平衡的移动§2－3 化学反应速率反应速率的表示方法反应速率和反应的活化能（Ｅa）影响反应速率的因素§2－1 吉布斯自由能变化ΔＧ对反应方向的判断定义：状态函数吉布斯自由能 GG = H － TS恒温恒压条件下 ΔＧ＝ΔＨ－ＴΔＳ称为吉布斯公式ΔＧ 由 （ΔＨ） 和 （ＴΔＳ）二项组成可知： ΔG 由反应焓变(ΔH)和反应熵变(ΔS)决定状态函数熵（Ｓ）熵(S)是量度体系内微观状态数Ω（混乱度）的一种物理量，是状态函数；从微观上看，体系中的粒子总是有一定的排列组合方式数Ω（混乱度），粒子数越多，Ω越多，而且均匀分布的几率最大．例如：Ａ，Ｂ两个粒子在Ⅰ，Ⅱ两个盒子中的排列方式数：混乱度 Ω＝２２＝４Ａ，Ｂ，Ｃ三个粒子在Ⅰ，Ⅱ两个盒子中排列方式数：混乱度 Ω＝２３＝８Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ四个粒子在Ⅰ，Ⅱ两个盒子中排列方式数：混乱度 Ω＝２４＝１６Ω可以用一个物理量——状态函数熵（Ｓ）来量度．Ｓ和Ω的函数关系是什麽？例如：气体分子Ａ和Ｂ互相混合，Ａ（ｇ）＋Ｂ（ｇ） ─────→ Ａ（ｇ）Ｂ（ｇ）ＳA ＳB ＳA＋ＳBΩA ΩB ΩA·ΩB满足Ｓ和Ω之间关系的只有对数：ＳA＋ＳB＝lnΩA·ΩBＳ和Ω的关系是：Ｓ＝ｋlnΩ当绝对温度Ｔ＝０Ｋ时，任何纯净的完美晶体物质Ω＝１，Ｓ0 ＝０（零熵）在其它温度下，各种不同状态的纯净物质均具有其确定的熵值．在标准态，各种不同状态的纯净物质均具有其确定的标准摩尔熵（Ｓ°m，298）值．（见P503附录4）同一种物质的熵值，气态 > 液态 > 固态, 即：Ｓ°m，（ｇ）>Ｓ°m，（ｌ）>Ｓ°m，（ｓ）物 质 Ｈ2Ｏ(g) Ｈ2Ｏ(l) Ｈ2Ｏ(s) Ｓ°m，298(J·K－１·mol－１) 188.73 69.65 44.6 因此，相变中存在ΔS ：（以水的相变为例）蒸发：水 水蒸气（ ΔS > 0 ）凝结：水蒸气 水（ ΔS 0 ）同一类型的物质，原子数目多或原子量大的熵值大，物 质 C2H2(g) C2H4(g) C2H6(g ) MgCl2 PbCl2Ｓ°m，298(J·K－１·mol－１) 200.8 219.5 229.5 89.5 136同分异构体中，对称性越高，熵值越小；混合物或溶液的熵值大于纯净物；温度升高，熵值增大。
化学反应体系中熵的变化ΔS：反应的熵变(ΔS)是由于反应前后分子数目发生变化引起的能量变化.如:反应: 2H2 (g) +O2 (g) = 2H2O (l) , 分子数减少, ΔS 0 (熵增)标准摩尔反应熵变ΔrＳ°m，298的计算：ΔrS°m,298＝ΣνS°m，298(生成物)+ΣνS°m,298(反应物 )例：求下列反应的ΔrＳ°m，2982H2 (g) + O2 (g) ＝ 2H2O (l) , Ｓ°m，298 130.6 205.03 69.96(J·K-1·mol-1)ΔrＳo,298＝ 69.96 ×２－ 130.6 ×２－ 205.03 ＝－326.31Ｊ·Ｋ－１·ｍｏｌ－１ （熵减）CaCO3 (s) ＝ CaO(s) + CO2 (g), Ｓ°m，298 92.9 40 213.6(J·K-1·mol-1)ΔrＳ°,298 ＝213.6＋40－92.9＝160.7Ｊ.K-1.ｍｏｌ－１ （熵增）仅凭ΔＨ或ΔＳ不能判断反应的自发性：例：反应: 2H2 (g) +O2 (g) = 2H2O (l) , ΔＨ０（吸热） ，ΔS > 0 (熵增)均为向右进行（正向）自发反应。
吉布斯自由能变（ΔＧ）判断反应的自发性:1878年，美国化学家Gibbs提出，恒温，恒压下化学反应中存在状态函数ＧＧ在反应中不断降低（ 即ΔＧ ０ (Ｗ′> ０) 反应反向自发进行 标准摩尔吉布斯自由能变ΔrＧ°m及其计算（１）．ΔrＧ°m，298的计算：方法１：根据标准摩尔生成吉布斯自由能求解:ｉ物质的标准摩尔生成吉布斯自由能ΔfＧ°m，298，ｉ 定义：标准状态（100 kｐａ）和２９８Ｋ下，由稳定单质生成单位物质的量的ｉ物质时反。