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1、大学化学概况与特色大学化学框架第一章 物质结构基础第二章第二章 化学反应的能量化学反应的能量第三章 化学平衡和化学反应速率化学平衡和化学反应速率第四章 溶液与胶体第五章 电化学基础本教材是在“厚基础、宽口径、重实践”的教学模式指导下,许多教师长期教学经验和反复探索而编成的。大学化学概况与特色全书有两大部分基础部分拓展部分各专业的必修内容则可根据专业的不同特点选择讲授或在教师指导下由学生自学,基础部分包括物质结构基础化学反应中的能量化学平衡和化学反应速率溶液和溶胶电化学基础这一部分注重基础性、系统性,完整性拓展部分 包括化学与能源化学与工程材料化学与生命化学与环境试图分析化学在上述的学科领域中的
2、渗透和应用,为学生提供独特的化学视角,内容上力求体现出常识性、趣味性和前沿性。编写中,注意了下述问题的正确处理:1 1、简化了理论要求,适当降低了计算的难度和复杂性。、简化了理论要求,适当降低了计算的难度和复杂性。化学热力学中删去了Gibbs函数的导出,着重强调了状态函数的应用。删去了分子轨道理论和与此相关的固体能带理论;如在物质结构简化了波函数的角度分布和径向分布及其图像,直接用量子数说明;2、努力做到基础性和应用性、系统性和前沿性的有机结合:即强化必要的基础,突出理论、规律的应用;适当反映当代化学的新发展和新成就等前沿性内容,如飞秒化学、绿色化学、人类基因计划、DNA指纹鉴定、等离子体、激
3、光材料和纳米材料,等等。3、本教材以现行的中学化学和物理教学大纲为起点,做好与其衔接的工作。如酸碱理论中简介了“质子理论”后,仍然以中学化学中的“水-离子理论”为基础进行讨论。4、教材中每章前都有“内容提要和基本要求”,学生学习时目标明确,大致内容清楚,便于预习和复习,也有利于自学能力的训练和培养。5、每章后设置“阅读材料”是同类教材中最早的,也是教材的一大特色。这些内容力争文字流畅、生动,目的是活跃思维、开拓视野、增加新的知识。6、编写了大学化学要点与题解,制作多媒体课件和网络可件等配套教学辅助资料,实现了多媒体教学手段。1.1原子结构的近代概念原子结构的近代概念1.2原子原子核外电子的排布
4、和元素周期律核外电子的排布和元素周期律1.3化学键和分子构型化学键和分子构型1.4共价分子的空间构型共价分子的空间构型1.5分子间力和氢键分子间力和氢键1.6晶体结构晶体结构第一章 物质结构基础1.1原子结构的近代概念原子结构的近代概念1.1.1、经典原子模型经典原子模型1.1.2、原子结构的近代概念原子结构的近代概念1.1.3原子轨道和电子云原子轨道和电子云1.1.4多电子原子中轨道的能级多电子原子中轨道的能级1.1.11.1.1、经典原子模型经典原子模型1J.Dalton原子模型原子模型2J.J.Thomson的的“浸入式浸入式”原子模原子模型型3E.Ruthorford的的“含核含核”原
5、子模原子模型型4 4BohrBohr原子模型原子模型1.1.2、原子结构的近代概念、原子结构的近代概念1 1波粒二相性波粒二相性2 2运动的统计性运动的统计性1.1.3 原子轨道和电子云1、波函数和原子轨道2、四个量子数3、波函数与电子云1.1.4多电子原子中轨道的能级多电子原子中轨道的能级能级排列能级排列屏蔽效应屏蔽效应钻穿效应钻穿效应能级交错能级交错1.2 1.2 原子核外电子的排布和元素周期律原子核外电子的排布和元素周期律1.2.1 核外电子排布的规则核外电子排布的规则Pauli(泡利)不相容原理泡利)不相容原理能量最低原理能量最低原理Hund(洪特洪特)规则规则1.2.2核外核外电子构
6、型与元素周期律电子构型与元素周期律1.2.3原子结构与元素周期表的关系原子结构与元素周期表的关系1.2.4元素性质变化的周期性元素性质变化的周期性1.2.4 1.2.4 元素性质变化的周期性元素性质变化的周期性1原子半径原子半径共价半径共价半径金属半径金属半径范德华半径范德华半径2电离能电离能(I)3电子亲和能电子亲和能(EA)4电负性电负性()KaiKai5.氧化数氧化数1.3 1.3 化学键和分子构型化学键和分子构型化学上将原子(或离子)间相互结合的强烈作用力称为化学键。由于元素的电负性不同,相互形成的化学键有多种类型,通常有离子键、共价键、金属键等,也不能用一种理论解释。1.3.1 离子
7、键离子键1.3.2共价键共价键1 1 离子键离子键1 1)离子键的形成)离子键的形成2 2)离子键的特征)离子键的特征3 3)离子极化)离子极化2 2 共价键共价键(1 1)价键理论)价键理论(2 2)杂化轨道理论)杂化轨道理论(3 3)配位键)配位键(1 1)价键理论)价键理论1 1)形成)形成 2 2)共价键的特性)共价键的特性 3 3)共价键的类型)共价键的类型 4 4)价键理论存在的问题)价键理论存在的问题(2)杂化轨道理论1)Pauling提出了杂化轨道理论2)常见的杂化轨道及空间构型3)非等性杂化 (3 3)配位键)配位键1 1).配合物的组成配合物的组成2).配合物的命名配合物的
8、命名1.4 1.4 分子的空间构型分子的空间构型(共价键型简单分子,(共价键型简单分子,(共价键型简单分子,(共价键型简单分子,ABnABnABnABn)价层电子对互斥理价层电子对互斥理(VSEPR法)法)1.5 1.5 分子间力和氢键分子间力和氢键1.5.1 1.5.1 分子的极性分子的极性 1.5.2 1.5.2 分子间力分子间力Van der WaalsVan der Waals力力 1.5.3 1.5.3 氢键氢键4 4 氢键氢键(1)形成的条件形成的条件(2)氢键的类型氢键的类型(3)氢键的性质氢键的性质(4)氢键对物性的影响氢键对物性的影响1.6.1.6.1 1 晶体和非晶体晶体和
9、非晶体1.6.2 1.6.2 晶体的基本类型晶体的基本类型1.6.3 1.6.3 实际晶体实际晶体1.6.4 1.6.4 液晶液晶1.6 1.6 晶体结构晶体结构1.6.1 1.6.1 晶体和非晶体晶体和非晶体1 1、晶体与非晶体的特性比较晶体与非晶体的特性比较2 2、晶体的内部结构晶体的内部结构1 1、晶体与非晶体的特性比较、晶体与非晶体的特性比较单晶体单晶体多晶体多晶体微微 晶晶非晶体非晶体2.1 2.1 基本概念基本概念2.2 2.2 热力学第一定律热力学第一定律2.5 Gibbs2.5 Gibbs函数函数2.4 2.4 熵与熵变熵与熵变第二章第二章 化学反应的能量化学反应的能量2.3
10、2.3 焓与焓与 HessHess定律定律 2.1 2.1 基本概念基本概念1 1 系统与环境系统与环境2 2 状态与状态函数状态与状态函数3 3 过程与途径过程与途径2.2 2.2 热力学第一定理热力学第一定理数学表达式:U=Q+W内能 功和热功:功:体积功体积功W体体=-P外外 V非体积功(有用功)非体积功(有用功)W只作体积功,不做有用功时,第一定理可写为:只作体积功,不做有用功时,第一定理可写为:U=QP外外 VQP V可逆过程可逆过程 2.3 2.3 焓与焓与HessHess定律定律2.3.1 2.3.1 焓焓2.3.2 2.3.2 焓的性质焓的性质2.3.3 2.3.3 化学反应热
11、效应化学反应热效应2.3.4 2.3.4 化学反应化学反应热效应的计算热效应的计算2.3.5 Hess2.3.5 Hess定律定律2.3.6 Hess2.3.6 Hess定律的应用定律的应用恒压热效应恒压热效应 Qp恒容热效应恒容热效应 QvQv2.3.3 2.3.3 化学反应热效应化学反应热效应 2.3.4 化学反应热效应计算1、热力学标准态2、热化学方程式3、标准生成焓4、标准燃烧焓5、化学反应焓的计算2-4 2-4 熵与熵变熵与熵变1 1、自发过程、自发过程2 2、混乱度与熵混乱度与熵3 3、化学反应自发的判据、化学反应自发的判据2 2、混乱度与熵、混乱度与熵1 1)混乱度混乱度2 2)
12、熵的定义熵的定义3 3)熵的性质熵的性质4 4)标准摩尔熵标准摩尔熵5 5)标准态下反应的熵变标准态下反应的熵变2-5Gibbs函数函数1、Gibbs函数的定义函数的定义2、Gibbs函数的物理意义函数的物理意义3、Gibbs函数判据函数判据4、化学反应的化学反应的Gibbs函数变函数变5、Gibbs函数的应用函数的应用4 4 化学反应中化学反应中 r rG G的计算的计算(1 1)标准状态)标准状态下下,r rG G的计算的计算(2 2)非标准状态)非标准状态下下,r rG G的计算的计算1 1)利用)利用 fG 计算计算 rG=i fG(i)=(fG)生成生成-(fG)反应反应2)2)利用
13、等温方程式利用等温方程式 rGT =rHT -T rST 计算计算(1 1)标准状态下)标准状态下,rGrG的计算的计算2 2.非标准状态下,化学反应的自由焓变计算非标准状态下,化学反应的自由焓变计算 rG T=rGT +2.303RTlgQ 式中式中 R=8.314J/mol K,Q为反应商。为反应商。对于反应对于反应 aA(aq)+dD(l)eE(g)+zZ(s)Q=(PE/P )e(CA/C )-a 5 Gibbs 5 Gibbs函数的应用函数的应用1.1.判断反应的方向和限度判断反应的方向和限度2.2.判断物质的稳定性判断物质的稳定性3.3.估计反应进行的温度估计反应进行的温度4.4.
14、设计耦合反应设计耦合反应第三章 化学平衡和化学化学平衡和化学 反应速率反应速率3.1 化学平衡3.2 化学平衡系统的计算3.3 化学反应速率3.4 几种特殊的化学反应3.1 化学平衡3.1.1 3.1.1 分压定律分压定律3.1.2 3.1.2 非标准态反应非标准态反应GibbsGibbs函数变函数变3.1.3 3.1.3 化学平衡化学平衡3.1.4 3.1.4 多重平衡法则多重平衡法则3.2化学平衡系统的计算3.2.13.2.1标准平衡常数的计算标准平衡常数的计算3.2.23.2.2平衡系统中系统各物质的量及转化率的计算平衡系统中系统各物质的量及转化率的计算3.2.33.2.3化学平衡的移动
15、化学平衡的移动3.2.3化学平衡的移动浓度对化学平衡的影响 压力对化学平衡的影响 温度对化学平衡的影响 Le Chatelier 原理:如果改变平衡体系的条件之一(如浓度、压力或温度等),平衡就会向减弱这个改变的方向移动。3.3 化学反应速率3.3.1 化学反应速率的表示3.3.2 浓度对化学反应速率的影响浓度对化学反应速率的影响3.3.3 温度对化学反应速率的影响温度对化学反应速率的影响3.3.4 催化剂对化学反应速率的影响催化剂对化学反应速率的影响3.3.5 几类特殊的化学反应3.3.2、浓度对化学反应速率的影响(1 1)基元反应)基元反应(2 2)质量作用定律)质量作用定律(3 3)反应
16、级数)反应级数 3.3.3、温度对化学反应速率的影响(1)温度对化学反应速率的影响规律 阿仑尼乌斯(Arrhenius)公式(2)碰撞理论(3)过渡态理论3.3.4、催化剂对化学反应速率的影响催化剂与催化作用单相催化与多相催化3.4几种特殊的化学反应多相反应链反应光化学反应4.1 分散系 4.2 溶液 4.3 水溶液中的平衡 第四章 溶液与胶体4.1分散系1、溶液 2、溶胶 3、浊液4.2.1 4.2.1 稀溶液的通性稀溶液的通性4.2.2 4.2.2 水的解离和水溶液的水的解离和水溶液的 pHpH4.2 4.2 溶液溶液4.2.1稀溶液通性稀溶液通性难挥发非电解质稀溶液难挥发非电解质稀溶液的
17、通性的通性其它类型其它类型溶液的通性溶液的通性(依数性)(依数性)难挥发非电解质稀溶液的通性1 1、溶液的蒸气压下降、溶液的蒸气压下降2 2、溶液的沸点升高和凝固点下降、溶液的沸点升高和凝固点下降3 3、具有一定的渗透压、具有一定的渗透压3 3、具有一定的渗透压、具有一定的渗透压1 1)渗透现象2)渗透压3)渗透现象及应用其它类型其它类型溶液的通性溶液的通性(依数性(依数性)(1 1 1 1)难挥发非电解质难挥发非电解质难挥发非电解质难挥发非电解质浓浓浓浓溶液溶液溶液溶液 (2 2 2 2)电解质溶液的依数性电解质溶液的依数性电解质溶液的依数性电解质溶液的依数性4.2.24.2.2、水的解离和
18、溶液、水的解离和溶液pHpH值值1 1、水的离解、水的离解2 2、pHpH函数函数3 3、水溶液的酸碱性、水溶液的酸碱性4.3、水溶液中的平衡4.3.1.4.3.1.酸碱理论酸碱理论4.3.2.4.3.2.单相离子平衡单相离子平衡4.3.3.4.3.3.多相离子平衡多相离子平衡4.3.4.4.3.4.配位平衡配位平衡 4.3.1.4.3.1.酸碱理论酸碱理论 1、阿累尼乌斯(Arrhenius)酸碱电离理论2、布朗斯特酸碱质子理论3、路易斯(Lewis)酸碱电子理论 1.1.弱电解质溶液中的解离平衡弱电解质溶液中的解离平衡 2.2.同离子效应同离子效应 3.3.缓冲溶液缓冲溶液4.3.2.单相
19、离子平衡单相离子平衡4.3.3 4.3.3 多相离子平衡多相离子平衡1 1溶度积与溶解度溶度积与溶解度2 2溶度积规则溶度积规则3 3溶度积的应用溶度积的应用1 1溶度积与溶解度溶度积与溶解度1)1)多项离子平衡多项离子平衡2)2)K KSPSP与与S S 的关系的关系3 3溶度积的应用溶度积的应用1)沉淀的生成2)沉淀的溶解3)沉淀的转化.3.4 .3.4 配位平衡配位平衡1 1配离子的离解平衡配离子的离解平衡2 2配合物的应用配合物的应用5.1氧化还原反应氧化还原反应1.1.氧化还原反应氧化还原反应 2.2.氧化还原电对氧化还原电对 3.3.氧化还原反应式的配平氧化还原反应式的配平5.2
20、原电池5.2.1 原电池5.2.2 电极及其分类5.2.1 原电池1.原电池及其构成2.原电池的符号表示5.3 电极电势5.3.1.电极电势的产生5.3.2.标准电极电势5.3.3.NernstNernst方程式方程式5.3.3.Nernst5.3.3.Nernst方程式方程式1.NernstNernst方程式方程式2.2.应用应用NernstNernst方程式注意事项方程式注意事项3.3.NernstNernst方程式说明方程式说明5.4 原电池热力学一、可逆电池 二、电池电动势与反应Gibbs函数变 三、氧化还原反应中的化学平衡四、电极电势的应用一、可逆电池1.可逆电池2.不可逆电池二、电
21、池电动势与反应Gibbs函数变对于电池反应:-Gm=We=nFE 可得出:Gm=-nFEGm=-nFE上式 对于电极反应也适应:三、氧化还原反应中的化学平衡当T=298K时由Gm=-nFE得四、电极电势的应用电极电势的应用1装置原电池并计算电池的电动势2.确定氧化剂,还原剂的相对强弱3判断氧化还原反应进行的方向4判断氧化还原反应进行的限度5.5 电解与电化学技术一、电解装置与原理二、电解产物的判断三、电化学技术二、电解产物的判断1、分解电压与超电压2、影响电解产物的因素及规律 A.因素 B.规律三、电化学技术1电镀2.电抛光3电解加工4.铝阳极氧化5.6 金属的腐蚀与防护一、化学腐蚀 二、电化
22、学腐蚀 三、金属的防蚀二、电化学腐蚀1.电化学腐蚀2.腐蚀电池分类 a.宏观电池宏观电池 b.微观电池微观电池b.微观电池 微观电池无明显分立的两极,肉眼不能分辨。特点:1、形成的微电池数目,电极多,两极间的距离近;2、腐蚀速率很快,腐蚀程度严重 分类:根据在阴极上获得电子的物质的不同又可分成 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 差异充气腐蚀。三、金属的防蚀1改善金属的本质2形成保护层3改善腐蚀环境4电化学保护法 5.腐蚀 的应用4电化学保护法牺牲阳极保护法外加电流法学习目标学习目标1、复述故事,深入理解文章内容,初步把握人物形象。2、学会利用文中关键词句分析人物形象。3、体会文章所揭示的深刻道理。故事发生的
23、时间、地点、人物、事件的起因、经过和结果要复述清楚。看图复述课文内容自学指导自学指导(一一)1、作者运用哪几种方法去刻画人物的形象?从文、作者运用哪几种方法去刻画人物的形象?从文中找出具体句子进行分析。并说说你是如何看待这中找出具体句子进行分析。并说说你是如何看待这两个人物的。两个人物的。2、从这个故事中你懂得了什么道理?、从这个故事中你懂得了什么道理?自学指导(二)陈尧咨(善射)陈尧咨(善射)卖油翁(善酌)卖油翁(善酌)动作动作神态神态语言语言睨之无他,但手熟尔以我酌油知之我亦无他,惟手熟尔汝亦知射乎吾射不亦精乎尔安敢轻吾射释担而立释担而立但微颔之但微颔之取取置置覆覆酌酌沥沥性格性格:自矜(
24、骄傲)自矜(骄傲)谦虚谦虚对比对比道理道理:熟能生巧,即使有什么长处也不必骄傲自满。忿然忿然笑而遣之笑而遣之笑而遣之笑而遣之1、联系生活、学习,说说熟能生巧的、联系生活、学习,说说熟能生巧的事例。事例。2、你认为一个人应该如何看待自己、你认为一个人应该如何看待自己的长处?又如何看待他人的长处?的长处?又如何看待他人的长处?课外延伸人外有人,天外有天。取人之长,补己之短。自满人十事九空,虚心人万事可成。谦受益,满招损。三人行,必有我师焉。择其善者而从之,其不善者而改之。骄傲自满是我们的一座可怕的陷阱;而且,这个陷骄傲自满是我们的一座可怕的陷阱;而且,这个陷阱是我们自己亲手挖掘的。阱是我们自己亲手
25、挖掘的。老舍老舍尺有所短;寸有所长。物有所不足;智有所不明。屈原1、正视自己的长处,扬长避短,、正视自己的长处,扬长避短,2、正视自己的缺点,知错能改,、正视自己的缺点,知错能改,3谦虚使人进步,谦虚使人进步,4、人应有一技之长,、人应有一技之长,5、自信是走向成功的第一步,、自信是走向成功的第一步,6强中更有强中手,一山还比一山高,强中更有强中手,一山还比一山高,7艺无止境艺无止境8、宝剑锋从磨砺出,梅花香自苦寒来,刻苦、宝剑锋从磨砺出,梅花香自苦寒来,刻苦训练才能有所收获,取得成效。训练才能有所收获,取得成效。9、骄傲自大、不可一世者往往遭人轻视;、骄傲自大、不可一世者往往遭人轻视;10、智者超然物外、智者超然物外