高中化學(xué)講義知識點+筆記

1、科學(xué)與工程學(xué)院普通化學(xué)講義筆記第1頁共65頁專題一專題一化學(xué)，就是研究物質(zhì)化學(xué)運動和變化規(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限的可膨脹性、無限的摻合性和外界條件（溫度、壓力）對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)阿伏加德羅定律來求得。R＝8.314J?mol1K1。在使用理想氣體狀態(tài)方程時，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，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單獨組分，并使其與混合氣體具有相同的壓力，此時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，但分子的熱運動并未停止，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)與凝聚兩個過程同時進行，但開始時前者居優(yōu)勢，所以氣相中分子逐漸增多，隨后分子返回液相的機會增大，到了一定程度，單位時間內(nèi)分子的出入數(shù)目相等，此時兩個過程達到平衡：，此時，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，但實際上這兩個過程仍在不斷進行，只是它們的速度相等而已，因此，這是一種

5、動態(tài)平衡。處于動態(tài)平衡的氣體叫做飽和蒸氣，飽和蒸氣對密閉容器的器壁所施加的壓力稱為飽和蒸氣壓，簡稱蒸氣壓。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，當溫度升高時，分子的動能增加，表面層分子逸出液面的機會增加，隨之氣體分子返回液面的數(shù)目也逐漸增多，直到建立起一個新平衡狀態(tài)，這個過程的總結(jié)果是蒸氣壓增大。若將蒸氣壓對溫度作圖，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稱的，而表層分子受周圍其它分子的吸引力是不對稱的。因為表面層分子是處在氣體與液體的界面上，氣相分子對它吸引力較小，而液體內(nèi)部分子對它的吸引力較大，因此，表層分子有朝液體內(nèi)部遷移的趨勢，所以液體表面常顯示出自動收縮的現(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l越長，則F就越大。F與l的關(guān)系為F=σlx2(由于膜有兩個表面

7、故乘以2)，式中比例系數(shù)σ相當于單位長度上與科學(xué)與工程學(xué)院普通化學(xué)講義筆記第3頁共65頁氣、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)。人們通常用相圖來表明溫度、壓力與各種相變之間的關(guān)系，這種表達方法比用數(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，這里以水為例對相圖作一些簡單介紹。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，溫度作橫坐標，可以畫

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O的3根線OA、OB、OC將全圖劃分成3個面（或區(qū)）AOB、BOC、AOC來組成的。3個單相區(qū)：個單相區(qū)：每個面代表只有1個相存在的區(qū)域，稱為單相區(qū)。AOB為氣相區(qū)，當溫度和壓力落在此面內(nèi)時，只能以氣相（水蒸氣）存在；BOC為液相區(qū)，當溫度、壓力落在此面內(nèi)時，只能以液相（水）存在；AOC為固相區(qū)，當溫度、壓力落在此面內(nèi)時，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兩相可以共存的壓力和溫度，稱之為兩相平衡線。OB為液—氣平衡線，當溫度和壓力處在OB線上時，液體水和它的蒸氣處于平衡狀態(tài)。B點的溫度是374℃，稱為臨界溫度（高于此溫度時，不論施加多大的壓力也不能使水蒸氣液化）；B點的壓力是2.21104kPa，稱臨界壓力（臨界溫度時，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稱為臨界點。OC為

10、固—液平衡線，當溫度和壓力落在此線上時，冰和水成平衡的兩相并存。這條線最好理解為凝固點隨壓力而變動的曲線，由于凝固點受壓力的影響很小，曲線陡峭上升，這種曲線向左傾斜的情況不常見，水是少數(shù)兒種隨壓力升高而凝固點降低的物質(zhì)之一。OA為固—氣平衡線，當溫度和壓力落在此線上時，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，另一個則隨已選定的一個而定，不能再自由變動，否則就不復(fù)有兩相并存。例如，在含有一個三相點：一個

11、三相點：圖中3條兩相平衡線的交點O代表有3個相，即冰、水與水蒸氣成平衡共存，此點稱為三相點。此時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。水的三相點的精確值由我國已故化學(xué)家黃子卿教授在1938年測定，其數(shù)值是0.009８℃（約為0.01℃），0.610kPa。水的三相點不同于水的正常凝固點(即冰點0℃），水的正常凝固點是指在101.325kPa空氣壓力下固、液兩相達平衡時的溫度。這時與冰成平衡狀態(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是分別位于三個單相區(qū)內(nèi)的點，以h點來說，它代表101.325kPa壓力下溫度處于超過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，必然會全部變成水蒸氣。h點位于氣相區(qū)正說明這一點。如果把處于h點的水蒸氣在恒壓下逐漸冷卻，當溫度達到373.15K時到達E點，此時出現(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E點繼續(xù)向左進入液相區(qū)，說明此時僅有水一個相能存在，而水蒸氣相就會消失。不是說水在101.325kPa壓力下和低于373.15K時也能蒸發(fā)嗎？為什么這時水蒸氣相又不能存在呢？因為在這里考慮的是與空氣隔開的封閉體系，它受到外壓的作用，但體系內(nèi)的物質(zhì)不會跑到環(huán)境中去?？稍O(shè)想此種體系處在一個有活塞將它與環(huán)境隔開的圓筒中，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，相當于線上E點稍向左移進入液相區(qū)，此時圓筒中水產(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，認識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