1、#*退伍军人工业分析与质量检验专业化学讲义(学 时：90)第一部分：化学基本概念及理论第一章 原子结构与元素周期表第一节 原子结构 核外电子排布重点：原子的组成同位素核外电子的排布难点：核外电子的排布课时安排：4 课时一、原子的组成和同位素1. 原子的组成质子：一个质子带一个单位正电荷原子核中子：不带电荷 因此，原子显电中性原子核外电子：一个电子带一个单位负电荷2. 质量数（A）：原子核内的所有质子和中子的相对质量取整数值并相加所得到的数值。质子：Z原子核原子 AZX 中子：N=A-Z 核外电子：Z关系式： 核电荷数（Z）= 核内质子数 = 核外电子数 质量数（A）= 质子数（Z）+ 中子数（
2、N）3. 同位素：质子数相同而中子数不同的同一类元素的不同原子互称为同位素。二、核外电子排布的初歨认识1.电子层（1）定义：离核距离远近不等的电子运动区域（2）电子层的编号电子层序数 n：1 2 3 4 5 6 7 对应符号： K L M N O P Q 电子的能量： 电子离核由近到远，电子的能量同低到高2.原子核外电子的排布（1）能量最低原理电子总是先排在能量最低的电子层里，然后再由里向外，依次排布在能量逐步升高的电子层里。（2）各电子层最多能容纳的电子数为 2n2个。（3）最外层电子数不超过 8 个（K 层为最外层时不超过 2 个） ，次外层电子数不超过 18 个，#*倒数第三层电子数不超
3、过 32 个。（4）除第一层为 2 个电子外，其余各层电子数为 8 个、18 个或 32 个时都是稳定结构。3.原子结构示意图圆圈表示原子核， “+”表示原子核带正电，数字表示核内质子数，弧线表示电子层，弧线上的数字表示该层电子数。第二节 元素周期表和元素周期律重点：元素周期表的结构元素周期律难点：元素周期律课时安排：4 课时一、元素周期表的结构1. 周期：具有相同电子屋数的元素，按原子序数递增的顺序从左向右排列成一个横行，称为一个周期，即周期表中各“横行” 。 周期的序数 = 元素原子具有的电子层数 现已发现的元素中，核外最多有 7 个电子层，所以一共有 7 个周期。短周期：第一、二、三周期
4、，分别有 2、8、8 种元素长周期：第四、五、六周期，分别有 18、18、32 种元素不完全周期：第七周期，有 28 种元素2. 族：周期表中的纵行周期表中有 18 个纵列，除第 8、9、10 三个纵列合称为第 VIII 族外，其余 15个纵列，每一个纵列标作为一族。族又分为主族（7 个） 、副族（7 个）和零族（1 个） ，总共有 16 个族。其中，副族元素和第 VIII 族元素位于周期表的中部，处于 IA、IIA 与 IIIA-VIIA 两部分主族元素之间，又称为过渡元素，过渡元素都是金属元素。二、元素周期律1. 同周期元素性质的递变规律同周期元素，随着核电荷数的递增，最外层电子数从 1
5、变化到 7，原子半径逐渐减小，金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。2. 同主族元素性质的递变规律同一主族元素，随着核电荷数的递增，电子层数增加，原子半径增大，金属性增强，非金属性减弱。元素的金属性和非金属性，主要取决于原子的最外层电子数和原子的半径。3. 元素化合价的递变（1）价电子：能够决定化合价的电子称为价电子（2）主族元素：价电子 = 最外层电子数 = 族序数 = 最高正化合价（3）对于 IVA-VIIA 族的非金属元素（除 O、F 外）：最低负化合价+最高正化合价=8如 S 的最低价为-2 价，最高价为+6 价，则有：-2+6=8三、元素周期表和元素周期律的指导意义+17 2 8 7#*
6、第三节 化学键 分子的极性重点：化学键的定义及类型区分离子键和共价键难点：区分离子键和共价键分子的极性的理解课时安排：2 课时一、化学键1.定义：化学上，把分子或晶体内相邻的两个或多个原子（或离子）之间强烈的相互作用力，叫做化学键。2.类型：化学键包含离子键和共价键，其中共价键又分为极性共价键和非极性共价键。二、离子键1.电子式：在元素符号周围用小黑点（或）来表示原子最外层电子。如： 2.离子键：阴、阳离子间通过静电作用所形成的化学键叫做离子键。3.离子化合物：通过离子键形成的化合物叫做离子化合物。三、共价键1.共价键的形成及其属性（1）共价键：原子间通过共用电子对所形成的化学键，叫做共价键。
7、（2）键长：在分子中，两个成键的原子核间的平均距离叫做键长。（3）键能：由 1 mol A 和 1 mol B 的单个气态原子形成 1 mol 气态分子 A-B 化学键时所放出的能量，或者拆开 1 mol 气态分子 A-B 化学键时所吸收的能量，叫做化学键的键能。（4）键角：分子中键和键之间的夹角叫做夹角。小结：键长越短，键能越大，键越强，越稳定，键长越长，键能越小，键越弱，越不稳定。键长、键能、键角称为共价键的属性，或称为共价键的参数。2.非极性键和极性键（1）共价分子：通过共价键形成的分子称为共价分子，包括单质分子和化合物分子。（2）非极性共价键：在单质分子中，同种原子形成的共价键，两个原
8、子吸引电子的能力相同，共用电子对不会偏向任何一个原子，这两个电子在键的中央出现的机会最多，成键的原子都不显电性。这样的共价键称为非极性共价键，简称共价键。例如：H-H（3）极性共价键：在化合物中，不同种原子形成共价键，由于不同原子吸引电子的能力不同，共用电子对必然偏向吸引电子能力较强的原子一方，因而吸引电子较强的原子就带部分负电荷，吸引电子较弱的原子就带部分正电荷。这样的共价叫做极性共价键。例如：H-Cl（4）非极性分子和极性分子以非极性键结合成的双原子分子都是非极性分子，如：H 2、O 2、N 2等。以极性键结合的双原子分子可能是极性分子，如 HCl 等，但以极性键结合的多原子分子可能是极性
9、分子如 H2O，也可能是非极性分子如 CO2、CCl 4等。第四节 分子间的作用力 氢键H Cl Mg#*重点：影响分子间作用力的因素 难点：氢键及氢键的形成课时安排：1 课时一、分子间的作用力1.分子间存在作用力，又称为范德华力。2.分子间作用力的大小对物质的溶、沸点、溶解度等的影响如果分子间存在引力，那么，其引力越大，克服分子间的引力，使物质熔化或气化所需要的能量越大，熔、沸点也随着升高。3.影响分子间力的主要因素影响分子间力的因素很多，一般说来，由分子构成的组成和结构相似的物质，随着相对分子质量的增大，其分子间力也增大，熔、沸点也随着升高。但也有些例外，如 NH3和H20 的沸点都出现异
10、常，比同主族的氢化物沸点高，因为有氢键的形成。二、氢键1.氢键：氢键就是与吸引电子能力很强的元素结合的氢原子，与另一分子中的吸引电子能力很强的、带负电荷的原子（如氟、氧、氮元素的原子）之间所产生的吸引力。2.氢键的形成对物质溶、沸点的影响由于氢键的能量比分子间力的能量大，所以，分子间形成氢键的物质比只有分子间力的同类物质熔、沸点要高。第五节 晶体重点：晶体与非晶体的区别晶体的特征及其类型判断常见物质属于哪一种类型的晶体难点：理解晶格、晶格的结点、晶胞的概念判断常见物质属于何种类型的晶体课时安排：1 课时一、晶体1.固体可以分为晶体和非晶体2.非晶体的特征及常见物质非晶体没有固定不变的外形，其熔
11、点不固定，简称为无定形体。如：玻璃、石蜡、橡胶、沥青等3.晶体的特征晶体的特征是具有整齐的、有规则的几何外形和固定的熔点。4.晶格、晶格的结点及晶胞的概念（1）晶格：组成晶体的粒子（分子、原子、离子）以确定位置的点在空间作有规则的排列。这些点按一定规则排列所形成的几何图形称为晶格。（2）晶格的结点：每个料子在晶格中所占的位置称为晶格的结点。（3）晶胞：晶格内含有晶体结构中具有代表性的最小部分称为单元晶胞，简称晶胞。二、离子晶体1.离子晶体：在晶格结点上交替排列在阳离子和阴离子，阴、阳离子间通过离子键结合而形成的晶体叫做离子晶体。2.属于离子晶体的常见物质：活泼的金属盐、碱和氧化物等。三、原子晶
12、体#*1.原子晶体： 在晶格结点上排列着原子、原子间以共价键结合而形成空间网状结构的晶体，叫做原子晶体。2.属于原子晶体的常见物质单质：金刚石、硅和锗等；化合物：二氧化硅、碳化硅、砷化镓（GaAs）等。一、分子晶体1.分子晶体：在晶格结点上排列着分子（非极性分子式或极性分子） ，分子间以范德华力互相结合的晶体叫做分子晶体。2.属于分子晶体的常见物质许多非金属单质（如卤素、氧气等） ，以及许多无机共价化合物（如卤化氢、氨、二氧化碳等）和大多数有机物（如萘等）分子形成的晶体都是分子晶体，另外零族元素的单质虽都是单原子分子，但也是属于分子晶体而并非原子晶体。第二章 物质的量第一节 物质的量重点：物质
13、的量及其单位摩尔摩尔质量及其相关计算难点：物质的量的概念及其理解摩尔质量与相对原子质量、相对分子质量之间的关系课时安排：4 课时一、物质的量及其单位摩尔（一）物质的量1.七个基本的国际单位物理量 单位名称 单位符号 单位标准的规定长度 米 m 通过巴黎的地球子午线的四千万分 之一为 1 米 质量 千克 Kg 1 立方分米的纯水在 4时的质量为1 千克 时间 秒 s 略电流 安培 A 略热力学温度 开尔文 K 略物质的量 摩尔 mol 0.012Kg12C 中所含的碳原子数目发光强度 坎德拉 cd 略2.物质的量（1）定义：物质的量是表示组成物质的基本单元数目多少的物理量，有符号 n 表示。（2
14、）单位：摩尔，符号：mol（二）摩尔1.定义：计量原子、离子、分子或电子等微观粒子的“物质的量”的单位。2.摩尔基准：0.012Kg 12C 中所含的粒子数（即阿伏加德罗常）规定为 1 mol，约为6.02 * 1023个。3.使用时注意事项：#*A摩尔这个单位只适合用于分子、原子、离子、质子、中子等微观粒子B使用摩尔时要注明微观粒子的名称。（三）物质的量（n） 、微粒总个数（N） 、阿伏加德罗常（N A）三者之间的关系为：微粒总个数 N物质的量 = 即：n = 阿伏加德罗常数 N A二、摩尔质量1.定义：1 mol 任何物质所具有的质量称为该物质的摩尔质量，用符号 M 表示。2.单位：g/m
15、ol3.数值：等于物质或粒子的式量4.摩尔质量 g/mol=物质的质量（g）/物质的量（mol）用符号表示为：M = m/n 也即：n = m/M5.有关物质的量、摩尔质量的计算例如：71gNa 2SO4的物质的量为多少？其中有多少个 Na2+？多少个 SO42-?三、气体摩尔体积（选学内容）第二节 物质的量浓度重点：物质的量浓度的概念有关物质的量浓度概念的计算一定物质的量浓度溶液的配制方法难点：溶液的物质的量浓度与质量分数之间的换算正确配制一定物质的量浓度的溶液课时安排：4 课时一、物质的量浓度1.定义：以单位体积溶液中所含溶质 B 的物质的量来表示溶液组成的物理量，称为溶 质B 的物质的量
16、浓度。用符号 C（B）表示。2.单位：molL -13.表达式：C B=nB/V二、有关溶液的物质的量浓度的计算（要求学生熟记以下公式及各字母所代表的物理量）C = n/V n = m/M n = N/NA n = V/Vm 1.溶液的物质的量浓度例：20gNaOH 溶于水配制成 250mL 的溶液，所得溶液的物质的量浓度是多少？2.一定物质的量浓度的稀释稀释定律：稀释前后物质的质量、物质的量相等，即有：m 1 = m2、n 1 = n2、CV 1 = CV2例：配制 2 molL-1的 HCl 的溶液 500mL，需要 12 molL-1的浓盐酸的体积是多少？3.溶液中溶质的质量分数与溶质的
17、物质的量浓度的换算例：某市售浓盐酸中溶质的质量分数为 98%，密度为 1.84g/ml，计算该市售浓盐酸的物质的量浓度。三、物质的量在化学计算中的应用（补充内容）应用：在化学反应中，消耗的反应物与新生成的生成物的物质的量的比值与化学方程中各物质对应的系数比值相同。例 1：中和 2 molL-1的 H2SO4溶液 600 ml。需用到 3 molL-1的 NaOH 的体积是多少？例 2：在一定条件下，16.0g A 和 22.0 g B 恰好反应生成一定量的 C 和 4.5 g D。在相#*同条件下，8.0 g A 和 15.0 g B 反应可生成 0.125 molC 和一定量的 D。试求：（
18、1）C 的摩尔质量；（2）20.1 g C 的物质的量。第三章 化学反应速率及化学平衡第一节 化学反应速率重点：化学反应速率的表达式化学反应速率的计算难点：化学反应速率的计算课时安排：4 课时一、化学反应速率的表示方法1.定义：单位时间内反应物的浓度的减小或生成物浓度的增大，用符号 （i）来表示。2.表达式：v（i） = c(i)/t(i)t 时间，s 、 min 或 h c(i) 浓度，mol/Lv (i) 反应速率，mol/Ls 、 mol/Lmin 或 mol/Lh3.注意：A.在同一反应体系中用不同的物质来表示反应速率时，其数值是可以不同的，但是这些数值都表示同一个反应速率。因此化学反
19、应速率的表示必须说明用哪种物质来做标准。B.用同一反应体系中不同物质表示同一速率时，其数值比一定等于化学方程式中相应的化学计量数之比。C.一般来说，化学反应的速率随着反应的进行可不断变化。因此某一时间段内的反应速率实际是指这一时间段内的平均速率，而不是指瞬时速率。二、影响反应速率的因素1.内因：参加反应的物质的性质2.外因：浓度、压强、温度、催化剂等（1）浓度：增大反应物浓度，反应速率加快；减小生成物的浓度，反应速率减慢。（2）温度：升高温度，反应速率加快；降低温度，反应速率减慢。（3）压强：在密闭容器中，压强增大，反应物的浓度增大，化学反应速率加快；压强减小，反应物的浓度减小，反应速度减慢。
20、（4）催化剂：催化剂可以改变化学反应的速率。正催化剂：能够加快反应速率的催化剂。负催化剂：能够减慢反应速率的催化剂。 如不特意说明，指正催化剂。（5）其他如光照、反应物固体的颗粒大小、电磁波、超声波、溶剂的性质等，也会对化学反应的速率产生影响。三、练习1. 在 25 时，向 100mL 含 HCl 14.6g 的盐酸中，放入 5.6g 铁粉，反应进行到 2s 时收集到氢气 1.12L(标况)，之后反应又进行了 4s，铁粉全溶解。若不考虑体积变化，则：(1)前 2s 内用 FeCl2 表示的平均反应速率为 ；(2)后 4s 内用 HCl 表示的平均反应速率为 。2.在 2L 的密闭容器中，加入
21、1mol N2 和 3mol H2，发生 N2 + 3H2 = 2NH3 ，在 2s 末时，测得容器中含有 0.4mol 的 NH3，求该反应的化学反应速率。A.观察并回答，分别用三种物质表示的反应速率之间有什么关系？小结：同一个反应，用不同的物质来表示反应速率，数值是不一样的，所以应注明是由哪种物质表示的。同一反应中，各物质的速率之比等于他们在化学方程式#*中的化学计量数之比。如在 N2 + 3H2 = 2NH3 中， v(N2):v(H2):v(NH3)=1:3:2B.我们得到的速率是指什么时候的速率？小结：我们所说的速率是指在整个过程中的平均速率。且均为正值第二节 化学平衡重点：可逆反应
22、化学平衡移动的影响因素难点：理解化学平衡的含义利用勒沙特列原理判断化学平衡的移动方向课时安排：4 课时一、可逆反应及化学平衡1.可逆反应（1）不可逆反应只能向一个方向进行“到底”的反应称为不可逆反应。（2）可逆反应在相同条件下，既能向一个方向进行，又能向相反方向进行的反应。 在相同条件下 由反应物得到生成物的反应，即从左向右进行的反应称为正反应；把由生成物得到反应物的反应，即从右向左进行的反应称为逆反应方向。 在可逆反应中，正、逆反应在同一个系统中同时发生。2.化学平衡（1）定义：在一定条件下可逆反应里，当正反应速率与逆反应速率相等时，反应混合物中各成分的百分含量保持不变的状态。（2）化学平衡
23、的特征：动、等、定、变动：动态平衡定：浓度与质量分数恒定等：正逆反应速率相等，即 v 正 = v 逆变：条件改变，平衡发生变化（3）化学平衡的建立对于一个可逆反应，无论从正反应开始或从逆反应开始，只要正反应的起始浓度与逆反应的起始浓度相当，在相同条件下，可达到同一平衡。所谓浓度相当，即在同在容器体积不变的条件下，无论从正逆任一方向开始反应，各方向物质的量之比都应对于方程式中的系数比。（4）化学平衡的标志正逆反应速率相等，即 v 正 = v 逆各万分的百分含量保持不变各物质的浓度保持不变各物质的转化率不变对于有气体系数和前后不相等的反应，压强保持不变3.平衡常数（1）定义：在一定温度下，任何可塑
24、反应 a A + b B m M + n N 达到化学平衡时，生成物浓度幂的乘积与反应物浓度幂的乘积的比值是常数，这个常数称为化学平衡常数，简称为平衡常数。（2）表达式：#*MmNnKc = AABB（3）注意事项Kc 越大，反应进行的程度越大，反之，Kc 越小，反应进行的程度越小。Kc 只与温度有关，而与浓度、压强、催化剂等无关。Kc 又称为实验平衡常数二、化学平衡的移动1.化学平衡的移动因外界条件的改变，化学反应由原来的平衡状态转变到新的平衡状态的过程，称为化学平衡的移动。2.影响化学平衡移动的因素浓度、压强、温度（1）浓度：当其它条件不变时，增大反应物浓度（或减小生成物浓度） ，平衡向增
25、大生成物浓度的方向移动；增大生成物浓度（或减小反应物浓度） ，平衡向增大反应物浓度的方向移动。 （2）压强：对于有气体参加的反应，当其它条件不变时，增大压强，会使平衡向着气体分子数减少的方向移动；若减小压强，平衡向气体分子数增加的方向移动。如果反应前后气体分子数目相等或没有气体参加的反应，则压强对平衡没有影响。（3）温度：当其它条件不变时，升高温度，会使平衡向着吸热反应的方向移动；降低温度，会使平衡向着放热反应的方向移动。3.勒沙特列原理勒沙特列原理：当可逆反应达到化学平衡后，如果改变平衡的条件之一，如浓度、压强、温度等，平衡将向减弱这种改变的方向移动，此规律也称为平衡移动原理。4.催化剂与化
26、学平衡 催化剂在反应中能够同等程度地增大正、逆反应的速率，使用催化剂可以缩短反应达到平衡的时间，但不能改变平衡状态，即化学平衡没有发生移动。三、化学反应速率和化学平衡移动原理在化工生产中的应用。例如：在合成氨工作中的应用等等。第四章 电解质溶液第一节 酸性的电离和溶液的 PH 值重点：电解质的概念弱电解质的电离平衡溶液的的酸碱性与 PH 值难点：强电解质的与弱电解质的区别与联系弱电质子的电离及其电离平衡课时安排：6 课时一、电解质的电离1.电解质（1）定义：指在水溶液中或熔融状态下能够导电的化合物，例如：酸、碱和盐等等。#*（2）注意事项：电解质一定要同时满足两个条件，一是能导电，二是化合物。
27、电解质有强弱电解质之分，电离方程式中，强电解质用“ ”，若电解质用“ ”。2.强电解质（1）定义：在水溶液中或熔融状态下能够完全电离成离子的电解质。（2）典型物质：强酸、强碱和大多数盐等。（3）典型电离子方程式：H 2SO4 2H+ + SO2- 4 NaOH Na+ + OH-Na2SO4 2Na+ + SO2- 4 3.弱电解质（1）定义：在水溶液中只能部分电离的电解质。（2）典型物质：弱酸和弱碱等。（3）典型电离方程式：CH 3COOH CH3COO- + H+NH3H2O NH+ 4 + OH-4.常见的强酸、强碱，弱酸和弱碱。（1）强酸：HClO 4、H 2SO4、HI、HBr、HC
28、l、HNO 3、HM 2O4等。（2）强碱：NaOH、KOH、Ca(OH) 2、Ba(OH) 2 等。（3）弱酸：H 2SO3、HF、HAc、H 2CO3、H 2S、H 2SiO3等。（4）弱碱：NH 3H2O、Fe(OH) 3、Ca(OH) 2、Mg(OH) 2、Al(OH) 3等。5.弱电解质的电离如醋酸的电离：CH 3COOH CH3COO- + H+电 离结 合（1）电离平衡：在一定的条件下，当弱电解质的分子电离成离子的速率等于离子结合成分子的速率时，未电离的分 （2）平衡常数（电离常数）K CH3COOH = CH3COOH（3）结论：对于相同浓度、相同类型的弱电解质，电离常数越大，
29、说明弱电解质的电离程度就越大，即相对电离能力较强，反之，相对电离能力较弱。二、溶液的 PH 值1水的电离及水的离子积 KW水是一种极弱的电解质，298K 时（25） ，纯水在H +=OH-=10-7mol/L，根据水的电离平衡：H 2O H+ + OH-，K W=H+OH-=10-710-7=10-142溶液的酸碱性和 PH 值（1）不论是酸还是碱，溶液中都同时存在 H+和 OH-。溶液的酸碱性取决于溶液中 H+和 OH-浓度的相对大小。一般情况下：酸性溶液中 H +OH- H+10-7mol/L中性溶液中 H +=OH- H+=10-7mol/L碱性溶液中 H +OH- H+10-7mol/LH+CH3COO-
