福建农林大学普通化学电子教案.doc

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1、教 案学 院、 系 室 生命科学学院化学生物系课 程 名 称 普通化学福 建 农 林 大 学福 建 农 林 大 学 教 案 编号：1课时安排：6 学时教学课型：理论课 实验课 习题课 实践课 其它题目（教学章、节或主题）：绪论（0.5学时）1 气体和溶液 （5.5学时） 教学目的要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：1、了解：（1）气-液平衡、饱和蒸气压、沸点等概念。（2）溶液的基本知识和稀溶液通性的一些重要应用。（3）胶体溶液、表面活性物质和乳浊液的基本性质。2、理解：（1）理想气体状态方程和理想气体分压定律的应用条件。（2）溶液各种浓度之间的相互换算。（3）胶团组成、结构，胶体的稳定性，胶体

2、保护和破坏。3、掌握：（1）熟练进行溶液浓度的有关计算。（2）稀溶液的依数性及有关公式的使用条件，能熟练做有关计算。（3）根据具体条件正确书写胶团结构，判断电解质对溶胶的聚沉规律。教学内容（注明：* 重点 # 难点 ？疑点）：绪论（0.5学时）：重点了解两个概念1、化学反应方程式、化学计量数；2、反应进度1 气体和溶液（5.5学时）1.1气体（0.6学时）本节重点、难点： 理想气体状态方程式和理想气体分压定律的适用范围及其应用。1.1. 1理想气体状态方程式1.1. 2理想气体分压定律1.2液体（0.4学时）本节重点、难点： 掌握饱和蒸气压、沸点和凝固点等概念，理解蒸气压的影响因素和液体的蒸气

3、压曲线的意义。饱和蒸气压及其影响因素）液体的蒸气压曲线沸点和凝固点概念。1.3分散系（0.2学时）了解分散系按粒子大小的分类及各类的特点1.4 溶液的组成标度（0.8学时）本节重点、难点：溶液的浓度表示法及各种浓度之间的相互换算.1.4.1 B的物质的量浓度（*）1.4.2溶质B的质量摩尔浓度（*）1.4.3 B的摩尔分数（*）1.4.4 B的质量分数（*）1.4.5 B的质量浓度（*）1.4.6 几种溶液组成标度之间的关系（* 、# 、？） （1）物质的量浓度与质量分数 （2）物质的量浓度与质量摩尔浓度1.5稀溶液的依数性（1.6学时）本节重点、难点：主要讨论稀溶液的一些通性。即溶液的蒸气压

4、下降、沸点升高、凝固点降低及渗透压等。要求能定性掌握这些性质及其应用，并能定量计算溶液的四个通性。理解公式的应用条件及依数性与溶液浓度之间的定量关系并注意不同公式所用的浓度不同。1.5.1 稀溶液的蒸气压下降（*）1.5.2 稀溶液的沸点升高和凝固点下降（*）（# 应用）1.5.3 溶液的渗透压（*）（# 应用）1.6 两挥发组分的溶液、蒸馏和分馏原理（放在实验化学中讲授）1.7胶体溶液（1.5学时）本节重点、难点：掌握溶胶胶团结构与性质的关系以及胶体有相对稳定性的原因，在此基础上判断正、负溶胶胶团及其应用，知道如何保持胶体的稳定性和使溶胶聚沉的方法。1.7.1胶体溶液（0.2学时）1.7.2

5、表面吸附（0.2学时）1.7.3 胶体的制备与性质（0.2学时）（* 性质）1.7.4胶团结构（0.3时）（*）1.7.5溶胶的稳定性和聚沉（0.6学时）（* ，# ）1.8 表面活性物质和乳浊液（0.4学时） 了解表面活性物质的性质与结构特点及其重要应用1.8.1表面活性剂（0.2学时）1.8.2乳浊液（0.2学时）教学方式、手段、媒介：课堂讲授。教学媒介：教科书、板书。板书设计：绪论1、 化学反应方程式、化学计量数：aA + bB = pC + dD 领会：（1）计算时反应物计量数取负值，产物的计量数取正值。（2）化学计量数与化学反应方程式的写法有关。（3）化学计量数只表示当按计量反应式反

6、应时，各物质转化的比例系数，并不是反应过程中各相应物质实际所转化的量。2、反应进度（）： 对于化学反应 0 = BB ，反应进度（）的定义：= B-1nB领会：（1）是以反应式为单元来表示反应进行的程度。使用时，必须指明相应的反应式。（2）使用反应进度的最大优点是在反应进行到任意时刻，可用任一反应物或产物来表示反应进行的程度，所得的值总是相同的。（3）= 1mol 的意义为每摩反应进度。（4）与该反应在一定条件下达平衡时的转化率没有关系。1 气体和溶液1.1气体 1.1.1理想气体状态方程式1、理想气体状态方程式： pV = nRT 式中R的取值受 P、V、n、T所定：R = 8.314 Jm

7、ol-1K-1 = 8.314 kPadm3mol-1K-1 = 8.314 Pam3mol-1K-1 2、适用条件：理想气体或高温低压的实际气体3、应用：如 测气态化合物的摩尔质量，确定其分子式。【例1.1】 某种碳氢化合物的蒸气，在100及101.325 kPa时，密度=2.55g/L；由化学分析结果知该化合物中碳原子数与氢原子数之比为1：1。试确定该化合物的分子式（ M = 78.08 g / mol ，C6H6 ）1.1.2理想气体分压定律 （* 适用条件，# 应用）1、 理想气体分压定义： T一定时， pi = xi P = ni p/n 2、 理想气体分压定律的内容： T一定时，

8、P =pi = p1 + p2 + p3+ 3、 适用条件：理想混合气体或高温低压下的实际混合气体4、 应用：求混合气体中某一组分的分压。【例1.2】在25，P = 99.43 kPa压力下，利用排水法收集氢气V = 0.4000 L。计算在同样温度、压力下，用分子筛除去水分后所得干燥氢气的体积V（H2）和氢气的物质的量n（H2）。（ 已知25时，水的饱和蒸气压p（H2O）= 3.17kPa ） （ 0.387 L ，1.55102 mol ）1.2液体（0.4学时）1、 蒸发：液体汽化的一种方式，是液体表面的汽化现象。2、饱和蒸气压是液体的重要性质。 （1）影响液体的蒸气压大小的因素：取决于

9、液体的本质和温度，而与液体的数量以及液面上空间的体积无关。（2）液体的蒸气压曲线（p T曲线）3、液体的沸点和凝固点：（1）液体的沸点随外压而变，在外压为101.3kPa时为液体的正常沸点。（2）液体的凝固点为固态物质与液态物质处于平衡时温度。当外压为101.3kPa时为液体的正常凝固点。1.3分散系（0.2学时）（*按粒子大小分类）1、分散质、分散剂、分散系2、分散系的分类： 分子、离子分散系（溶液）：（d 100 nm ） 多相系统，很不稳定。 溶胶 （1nm d100 nm）多相系统，较稳定。 胶体分散系 高分子溶液 单相系统，很稳定，但具有部分溶胶的性质。1.4 溶液的组成标度1.4.

10、1 B的物质的量浓度： c（B）= n（B）/ V （mol/L） 使用时必须注明物质的基本单元； 此浓度受温度影响明显，但配制较简单，一般实验中常用。1.4.2 溶质B的质量摩尔浓度： b（B） = n（B）/ m（A） 其单位为molkg-1. 此浓度不受温度影响，性质实验中常用； 配制较麻烦。1.4.3 B的摩尔分数（*） x（B） = n（B） / n（B）+ n（A） x（B）= 1 此组成标度不受温度影响； 量纲为1 。【例1.3】计算w（NaCl）= 10%的氯化钠水溶液中的x（NaCl）和x（H2O） 0.033 ，0.9671.4.4 B的质量分数（*）w（B） = m（B）

11、 / m（B）+ m（A） 此组成标度不受温度影响； 量纲为1 。1.4.5 B的质量浓度（*）（B）= m（B）/ V （ g / L ）1.4.6 几种溶液组成标度之间的关系（* 、# ）（1） 物质的量浓度与质量分数： c（B）= w（B）（B）/ M（B）【例1.4】已知浓硫酸的w = 96.0 ，= 1.84 g/mL 。计算c（H2SO4）、c（1/2 H2SO4）。 18.0 mol/L ，36.0 mol/L （2）物质的量浓度与质量摩尔浓度 对于稀溶液， c（B）=（B）b（B） 对于稀的水溶液， c（B） b（B） （数值上）【例1.5】4.64 的醋酸水溶液在20时= 1

12、005 g/mL。求算c（HAc）和b（HAc）。0.777 mol/L ，0.811 mol/kg1.5稀溶液的依数性（1.6学时）（*稀溶液定律的适用条件，# 应用、）1.5.1 稀溶液的蒸气压下降（*）1、现象：T一定时，p（糖水） p（水） 2、 拉乌尔定律： （1）T一定时， p = p0AxA （2）T一定时， p = pA0xB （3）T一定时，p = KbBp与溶液的浓度有关，而与溶质的本性无关。3、原因：溶质加入引起溶剂的摩尔分数减少。4、应用拉乌尔定律应注意点： 此定律只适用于难挥性、非电解质的稀溶液； 若溶剂是水，则 K = p0 1000 / 18.01若溶质与溶剂都

13、有挥发性，只要两者没有相互作用，能组成理想溶液，则 pA = p0A xA pB = p0B xB p = pA + pB 1.5.2 稀溶液的沸点升高和凝固点下降（*）（# 应用） 1、 现象： 常压下糖水的沸点高于100 海水比河水难结冰 且沸点升高值和凝固点降低值均与溶质的质量摩尔浓度成正比，而与溶质的本性无关 。 2、原因：溶液的蒸气压下降引起的。 3、稀溶液的沸点升高与溶液浓度的关系：Tb = Kbb （公式应用范围：难挥发、非电解质的稀溶液） 稀溶液的凝固点降低值与溶液浓度的关系 Tf = Kf b （公式应用范围：非电解质的稀溶液）4、应用： 测溶质的摩尔质量,高温热浴，作冷冻剂

14、和致冷剂。 解释植物的抗旱、抗寒性一些自然现象等。【例1.6】某一 w = 1.0 的水溶液，测得其凝固点为273.05K。计算该溶液中溶质的摩尔质量。 188 g /mol1.5.3 溶液的渗透压（*）（# 应用）1、渗透为溶剂分子自由地通过半透膜的现象。产生的静压强为渗透压。 2、渗透产生的条件：（1）有半透膜存在；（2）半透膜两侧溶液浓度不相等。3、溶液渗透压的影响因素：（1）浓度的影响：与溶液的浓度成正比。高渗溶液、低渗溶液、等渗溶液。（2）温度的影响：温度越高，溶液的渗透压越大. 范特荷甫从大量的实验结果总结出经验规律：V = nRT 或 = cRT （公式应用范围：非电解质的稀溶液

15、 即，在一定条件（温度）下，难挥发非电解质稀溶液的渗透压与溶液中溶质的浓度成正比，而与溶质的本性无关。4、应用 测定高分子化合物的摩尔质量 解释自然现象 反渗透技术在工业上的广泛应用【例1.7】有一蛋白质的饱和水溶液，每升含有蛋白质5.18g。已知在293.15K时，溶液的渗透压为0.413kPa。求算此蛋白质的摩尔质量。 3.06104 g / mol 小结：（1）稀溶液通性均与溶液的浓度成正比，而与溶质的本性无关。注意定量公式的应用范围；（2）公式中的K 、Kb 、Kf的值由溶剂而定；（3）对于浓溶液，公式的定量关系不再适用；（4）对于电解质溶液，一般可根据溶液中溶质的粒子总数来比较不同

16、溶液的蒸气压、沸点、凝固点及渗透压的大小。1.6 两挥发组分的溶液、蒸馏和分馏原理（放在实验化学中讲授）1.7胶体溶液（1.5学时） 胶体并非是一类特殊的物质，而是一种物质以一定的分散度存在的状态。1.7.1胶体溶液（0.2学时）1、 胶体溶液： 溶胶（1nm d 0 ，吸热；rUm 0 ，吸热；rHm Sm（l） Sm（s）； 同类物质，M越大，Sm值越大； 状态相同的，结构越复杂，Sm值越大； 同一物质，温度越高，Sm值越大。3、反应的摩尔熵变的计算 rSm =BSm（B） rSm或rHm一般受温度的影响不很大。在实际应用中，在温度变化范围不是很大并作为一般估算时，可忽略温度对两者的影响。

17、即， rSm（T） rSm（298 K） rHm（T） rHm（298 K） 结论：系统的自发过程同时受两个因素的共同制约：熵增和焓减。综合考虑，才能对过程的自发性做出正确的判断。例： （1）F2（g）+ H2（g）= 2HF（g） rHm 0 ，T为任何值，标准状态下反应均自发。（2）CO（g）= C（石墨）+1/2 O2（g）rHm 0 ，rSm 0 ，T为任何值，标准状态下反应均不自发。（3）HCl（g）+ NH3（g）= NH4Cl（s） rHm 0 ，rSm 0 ，rSm 0 ，高温自发，低温不自发。2.5吉布斯自由能*2.5.1吉布斯自由能和吉布斯-亥姆霍兹方程1、吉布斯自由能的概

18、念 吉布斯自由能定义： G = H TS 吉布斯自由能的特点： 状态函数，具有加和性； 量纲为kJ； 绝对值不可知； G和 G均随温度而变； G是反应的推动力，体现系统对外作最大非体积功的能力。2、 吉布斯-亥姆霍兹方程 （1）对于等温过程： G = H TS（2）反应在标准状态下： rGm= rHm TrSm（3）反应在非标准状态下 rGm = rHm TrSm rGm与rGm 均与反应式的写法有关，且量纲均为kJ/mol 。3、反应自发性的自由能判据 适用的条件：封闭系统、等温定压且不做非体积功的变化过程或反应 自由能判据内容 ： rGm 0 ，反应正向不自发（系统需环境对它做功）； rG

19、m = 0 ，反应处于平衡状态（反应失去了推动力，达到最大限度）。 说明：所有在等温、定压且不做非体积功条件下的自发过程，系统均有对环境作非体积功的能力。而且系统在变化过程中实际所作的非体积功永远小于最大非体积功。2.5.2物质的标准摩尔生成吉布斯自由能（变）fGm1、物质的标准摩尔生成吉布斯自由能（变）fGm定义 注意：fGm（参考状态元素）在任何温度下均定为零。2、反应的rGm（298K）的计算：rGm = B fGm（B）【例2.8】计算判断在298K，标准状态下，尿素能否由CO2和氨自发反应而来？CO2（g）+ 2NH3（g）= H2NCONH2（s） H2O （l） （ rGm = - 6.98kJ/mol 0 ，尿素能由CO2和氨自发反应而来 ）3、rGm与rGm 的比较： rGm只能判断标准状态下反应的方向，但可用来定性估计一个新设计反应的可能性（有名规则） rGm可用来判断反应在给定条件下能否自发或是否已达平衡。2.6 吉布斯-亥姆霍兹方程的应用#2.6.1 吉布斯-亥姆霍兹方程的两种表达形式1、 吉布斯-亥姆霍兹方程 rGm（T）= rHm（T） TrSm（T）2、 吉布斯-亥姆霍兹方程近似式rGm（T） rHm（298K） TrSm（298K）2.6.2 温度对反应自发性的影响 r Gm（T）与T呈线性关系 rGm