項(xiàng)目一表面化學(xué)

1.表面張力表面張力表面張力一、表面張力表面層分子與體相內(nèi)分子所處環(huán)境不同表面張力表面張力是垂直作用于表面上單位長度線段上的表面收縮力，其作用的結(jié)果使液體表面積縮小表面張力，用表示，單位是N·m-1表面張力表面張力從能量的角度，我們可以認(rèn)為表面張力是一種表面能。把一些分子從液相內(nèi)部移到表面上，就必須克服液體內(nèi)部分子之間的吸引力而對(duì)系統(tǒng)做功。表面張力二、表面張力的影響因素1、表面張力與物質(zhì)的本性有關(guān)

不同的物質(zhì)分子之間的作用力不同，對(duì)界面上的分子影響不同2、溫度對(duì)表面張力的影響

界面張力一般隨溫度的升高而減小。3、壓力的影響

表面張力一般隨壓力增加而下降4、表面張力還和與它相接觸的另一相物質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)，隨另一相物質(zhì)種類的變化而變。第一相第二相/(J/m2)第二相液體/(J/m2)汞汞蒸氣0.4716水水蒸氣0.0728乙醇0.3643異戊烷0.0496苯0.3620苯0.0326水0.375丁醇0.00176293K時(shí)汞和水與一些物質(zhì)間的界面張力2.固體的表面吸附固體的表面吸附活性炭的吸附固體的表面吸附活性炭對(duì)溴氣的吸附固體的表面吸附一、固體表面的吸附一定條件下，相界面上物質(zhì)的濃度自動(dòng)發(fā)生變化的現(xiàn)象，稱為吸附。活性炭表面的凹凸不平，存在不對(duì)稱的立場(chǎng)固體的表面吸附具有吸附能力的固體物質(zhì)稱為吸附劑被吸附的物質(zhì)稱為吸附質(zhì)常見的吸附劑有：硅膠分子篩活性炭固體的表面吸附二、物理吸附與化學(xué)吸附物理吸附僅僅是一種物理作用，沒有電子轉(zhuǎn)移，沒有化學(xué)鍵的生成與破壞，也沒有原子重排等。物理吸附：物理吸附主要靠范德華力所表現(xiàn)的凝聚作用固體的表面吸附化學(xué)吸附：吸附劑與吸附質(zhì)分子之間靠化學(xué)鍵力產(chǎn)生的吸附?；瘜W(xué)吸附相當(dāng)與吸附劑表面分子與吸附質(zhì)分子發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，在紅外、紫外-可見光譜中會(huì)出現(xiàn)新的特征吸收帶。固體的表面吸附總之，物理吸附時(shí)，吸附劑與吸附質(zhì)之間以范德華引力相互作用；而化學(xué)吸附時(shí)，吸附劑與吸附質(zhì)分子間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，以化學(xué)鍵相結(jié)合。3.溶液的表面吸附溶液的表面吸附吸附現(xiàn)象：將洗衣粉、洗潔精、洗手液、衣物柔順劑等放入水中，它們會(huì)自動(dòng)的富集在水的表面。溶液的表面吸附一、溶液的表面吸附

溶液表面吸附是指溶質(zhì)在溶液表面層中的濃度與在溶液本體中濃度不同的現(xiàn)象，就成為溶液的表面吸附。

溶液的表面吸附在一定的溫度下，純液體的表面張力有一定值，且表面層的組成與內(nèi)部組成相同；但加入溶質(zhì)后，表面張力會(huì)發(fā)生變化，且溶液表面層的濃度不同于其內(nèi)部濃度。溶液的表面吸附表面活性物質(zhì)：能顯著降低水的表面張力的物質(zhì)。（如：肥皂、合成洗滌劑等）非表面活性物質(zhì)：能使水的表面張力明顯升高的物質(zhì)。（如：無機(jī)鹽和不揮發(fā)的酸、堿等。）二、表面活性物質(zhì)與非表面活性物質(zhì)溶液的表面吸附表面層的濃度高于本體濃度，這種現(xiàn)象稱為正吸附。三、正吸附與負(fù)吸附溶液的表面吸附表面層的濃度低于本體濃度，這種現(xiàn)象稱為負(fù)吸附。溶液的表面吸附四、吸附量當(dāng)濃度比較稀時(shí)吸附量的物理意義是：在單位面積的表面層中，所含溶質(zhì)的物質(zhì)的量與具有相同數(shù)量溶劑的本體溶液中所含溶質(zhì)的物質(zhì)的量之差值。溶液的表面吸附時(shí)，增加溶質(zhì)的濃度使表面張力下降，

為正值，是正吸附。表面層中溶質(zhì)濃度大于本體濃度。表面活性物質(zhì)屬于這種情況。時(shí)，增加溶質(zhì)的濃度使表面張力升高，

為負(fù)值，是負(fù)吸附。表面層中溶質(zhì)濃度低于本體濃度。非表面活性物質(zhì)屬于這種情況。時(shí)，＝0，無吸附作用。4.潤濕潤濕潤濕潤濕

沾濕，是氣-固和氣-液界面消失，形成液-固界面的過程。

浸濕，是將固體浸入液體，氣-固界面完全被液-固界面取代的過程。潤濕是固體表面上的氣體被液體取代的過程。1.潤濕潤濕鋪展，是少量液體在固體表面上自動(dòng)展開，形成一層薄膜的過程。潤濕

稱為楊氏方程2.

楊氏方程潤濕3.潤濕角利用潤濕角的大小可以估計(jì)潤濕程度：

>90o，稱為不潤濕，如：汞在玻璃表面上；

<90o，稱為潤濕，如：水在玻璃表面上；潤濕＝180o，代表完全不潤濕，當(dāng)液滴很小時(shí),在固體表面上形成圓球狀的液滴。＝0o，代表完全潤濕，如：液體在固體表面的鋪展?jié)櫇裢ㄟ^加入表面活性劑，可以使農(nóng)藥噴灑后在植物葉片及蟲體上鋪展，明顯地提高殺蟲效果。4.潤濕的應(yīng)用脫脂棉易被水潤濕，但經(jīng)憎水劑處理后，可使固-液界面張力增大，使＞90°，這時(shí)水滴在布上呈球狀，而不易進(jìn)入紡織物的毛細(xì)孔中，可用來制作透氣防雨的衣物等。在礦物的浮選、機(jī)械設(shè)備的潤滑、注水采油、金屬焊接、印染及洗滌、眼鏡防霧、涂料、油墨等技術(shù)中都涉及潤濕理論。

沒有科學(xué)想象，就不可能有所創(chuàng)造?！短鼗舴蝽?xiàng)目二電化學(xué)

1.電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)和電導(dǎo)率

一、電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)導(dǎo)體導(dǎo)電能力的強(qiáng)弱可以用電阻R表示，導(dǎo)體的電阻越大則導(dǎo)電能力越弱。而電解質(zhì)溶液導(dǎo)電的難易程度通常用電導(dǎo)表示，電導(dǎo)是電阻的倒數(shù)，用符號(hào)G表示，定義式為式中——電導(dǎo)，S（西門子，簡稱西），1S=1Ω-1——電阻，Ω（歐姆）

電導(dǎo)越大，電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電能力越強(qiáng)。

二、電導(dǎo)率

1.電導(dǎo)率的定義:它與電阻率互為倒數(shù)，用表示。即

式中

——電導(dǎo)，單位S——電導(dǎo)池常數(shù)，m-1——電導(dǎo)率，S/m。2.的物理意義為:對(duì)于電子導(dǎo)體而言的物理意義為：單位長度（m）、單位橫截面積（m2）的導(dǎo)體所具有的電導(dǎo)值。而對(duì)于電解質(zhì)溶液而言，電導(dǎo)率就是單位距離（1m）的兩極間，單位體積（1m3）的溶液所具有的電導(dǎo)。5%的NH4Cl溶液的=9.180S/m，10%的NH4Cl溶液的=17.78S/m

3.電導(dǎo)率與濃度的關(guān)系:①強(qiáng)酸和強(qiáng)堿的電導(dǎo)率最大，鹽類次之，弱電解質(zhì)如HAc的電導(dǎo)率最小。②不論強(qiáng)、弱電解質(zhì)，它們的電導(dǎo)率隨濃度的變化都是先隨濃度增大而增大，越過極值后，又隨濃度的增大而減小。

影響電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電能力兩個(gè)因素溶液中離子的數(shù)目☆離子間的相互作用☆影響電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電能力兩個(gè)相互制約的因素2.電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電機(jī)理一、電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電機(jī)理實(shí)現(xiàn)化學(xué)能和電能相互轉(zhuǎn)換的電化學(xué)裝置有兩種，一種是原電池，它是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能；一種是電解池，它是將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能。無論是原電池還是電解池，要實(shí)現(xiàn)其能量之間的相互轉(zhuǎn)化，都必須在電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)介質(zhì)中完成。1、原電池2、電解池CuCl2水溶液的電解當(dāng)電子從電源負(fù)極通過外電路流至陰極時(shí)，在陰極與溶液的界面就發(fā)生陽離子與電子結(jié)合的還原反應(yīng)，Cu2++2e-→Cu在陽極上發(fā)生陰離子給出電子的氧化反應(yīng)，2Cl–→Cl2+2e-二、法拉第定律法拉第定律：電流通過電解質(zhì)溶液時(shí)，在電極上發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的某物質(zhì)的物質(zhì)的量與通入的電量成正比，同一時(shí)間間隔內(nèi)通過任一截面的電量相等，析出物質(zhì)的質(zhì)量與其摩爾質(zhì)量成正比。法拉第定律數(shù)學(xué)表達(dá)式為：

——通過電解池的電量，單位C——電極反應(yīng)中得失電子數(shù)——發(fā)生電極反應(yīng)的物質(zhì)的量，單位molF——法拉第常數(shù)，是指1mol電子所帶電量，其數(shù)值為：F=Le=6.0221367×1023/mol×1.60217733×10-19C=96485.309C/mol≈96500C/mol又可以表示為

三.電流效率在實(shí)際電解過程中，由于電極上有副反應(yīng)發(fā)生，消耗了電能，使得實(shí)際消耗的電量比理論計(jì)算量要大些，兩者之比為電流效率：——實(shí)際生產(chǎn)所消耗的電量，C；——按法拉第定律計(jì)算的電量，C；——電極上實(shí)際所得產(chǎn)物的質(zhì)量，kg；——按法拉第定律計(jì)算的該產(chǎn)物的質(zhì)量，kg。在任何情況下，都應(yīng)該使我們的推理受到實(shí)踐的檢驗(yàn)。除了通過實(shí)驗(yàn)和觀察的自然道路去尋求真理之外，別無他圖，不要根據(jù)猜想，要根據(jù)事實(shí)?！餐腥f?洛朗?拉瓦錫

項(xiàng)目三化學(xué)動(dòng)力學(xué)

1.二級(jí)反應(yīng)二級(jí)反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度的平方（或兩種反應(yīng)物的濃度乘積）成正比的反應(yīng)稱為二級(jí)反應(yīng)。1.只有一種反應(yīng)物的二級(jí)化學(xué)反應(yīng)，例如反應(yīng)

aA

→G+H，反應(yīng)的速率方程為：vA＝

=

kAcA2

或二級(jí)反應(yīng)積分得：

t1/2＝當(dāng)cA=cA,0時(shí)，半衰期為

二級(jí)反應(yīng)2.有兩種反應(yīng)物的二級(jí)化學(xué)反應(yīng)例如反應(yīng)aA+bB

→D，其反應(yīng)速率方程為：=

kAcAcB若反應(yīng)物的起始濃度配比等于反應(yīng)計(jì)量系數(shù)比即有：cA/cB

=cA,0/

cB,0=a/b=

(b/a)kA

若反應(yīng)物的起始濃度配比不等于反應(yīng)計(jì)量系數(shù)比

（略）二級(jí)反應(yīng)3.二級(jí)反應(yīng)的特征如下1、二級(jí)反應(yīng)速率常數(shù)k的單位，[k]=1/[濃度×?xí)r間]。2、反應(yīng)物濃度的倒數(shù)[c]/c與時(shí)間t/[t]作圖為一直線，直線的斜率為k/[k]3、二級(jí)反應(yīng)的半衰期與反應(yīng)物A初始濃度成反比，

t1/2=2.化學(xué)反應(yīng)速率導(dǎo)論化學(xué)反應(yīng)速率導(dǎo)論

化學(xué)動(dòng)力學(xué)是研究化學(xué)反應(yīng)的推動(dòng)力問題的一門科學(xué)，研究化學(xué)反應(yīng)的的速率和影響反應(yīng)速率的因素比如研究濃度、壓力、溫度、催化劑等各種因素對(duì)反應(yīng)速率的影響，我們還會(huì)研究反應(yīng)的具體步驟，即反應(yīng)機(jī)理?；瘜W(xué)反應(yīng)速率導(dǎo)論我們研究熱力學(xué)，主要能知道一個(gè)反應(yīng)是不是能夠發(fā)生，研究化學(xué)反應(yīng)的可能性問題。然而實(shí)際經(jīng)驗(yàn)告訴我們，在熱力學(xué)上判斷有可能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，實(shí)際上卻不一定發(fā)生?；瘜W(xué)反應(yīng)速率導(dǎo)論化學(xué)動(dòng)力學(xué)研究化學(xué)反應(yīng)的速率和反應(yīng)機(jī)理以及溫度壓力催化劑，溶劑，光照等外界因素對(duì)反應(yīng)速率的影響，把熱力學(xué)可能性發(fā)生的反應(yīng)變成了現(xiàn)實(shí)性。生活中的動(dòng)力學(xué)化學(xué)反應(yīng)速率導(dǎo)論一、反應(yīng)速率的定義

對(duì)于任意反應(yīng)aA+bB==yY+zZ可簡寫成隨著反應(yīng)進(jìn)行，反應(yīng)進(jìn)度ξ不斷增大。我們用單位體積內(nèi)反應(yīng)進(jìn)度隨時(shí)間的變化率來表示反應(yīng)進(jìn)行的快慢，稱為反應(yīng)速率，用符號(hào)υ表示，即化學(xué)反應(yīng)速率導(dǎo)論由反應(yīng)進(jìn)度定義可知，dξ=dnB/νB，所以反應(yīng)速率υ的定義式也可寫成對(duì)于恒容反應(yīng)，dnB/V=dcB，所以上式可簡化為反應(yīng)速率υ永遠(yuǎn)為正值。恒容反應(yīng)速率可具體表示為反應(yīng)速率υ與物質(zhì)B的選擇無關(guān)，但與化學(xué)計(jì)量方程時(shí)的寫法有關(guān)用指定反應(yīng)物的消耗速率或某指定產(chǎn)物的生成速率來表示反應(yīng)進(jìn)行的快慢。反應(yīng)物的消耗速率為產(chǎn)物的生成速率為

任意反應(yīng)，反應(yīng)速率與反應(yīng)物消耗速率、產(chǎn)物生成速率的關(guān)系為cAcDt/stc/(mol/L)反應(yīng)物和產(chǎn)物的濃度與時(shí)間的關(guān)系cA-t曲線上各點(diǎn)切線斜率的絕對(duì)值，即為相應(yīng)時(shí)刻反應(yīng)物A的消耗速率，υA=-dcA/dt。cD-t曲線上各點(diǎn)切線斜率的絕對(duì)值，即為相應(yīng)時(shí)刻產(chǎn)物D的生成速率，υD=dcD/dt。3.一級(jí)反應(yīng)一級(jí)反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度的一次方成正比的反應(yīng)稱為一級(jí)反應(yīng)。如：或積分一級(jí)反應(yīng)得或如果用χA表示t時(shí)刻反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率，則一級(jí)反應(yīng)的特征：1、㏑{cA/[c]

}與t/[t]作圖成為直線關(guān)系。直線的斜率-k，2、一級(jí)反應(yīng)速率常數(shù)k的單位，[k]=[時(shí)間]－13、當(dāng)反應(yīng)物A消耗一半時(shí)，即濃度由cA,0變?yōu)?或χA=0.5時(shí)，所需要的時(shí)間稱為半衰期。用t1/2表示，t1/2＝

項(xiàng)目四化學(xué)平衡

化學(xué)平衡化學(xué)平衡6.1化學(xué)反應(yīng)的平衡條件——反應(yīng)進(jìn)度6.2化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)和等溫方程式6.3平衡常數(shù)的表示式6.5標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成Gibbs自由能6.6溫度、壓力及惰性氣體對(duì)化學(xué)平衡的影響一、化學(xué)反應(yīng)的方向?qū)τ谝话愕幕瘜W(xué)反應(yīng)反應(yīng)正向自發(fā)進(jìn)行反應(yīng)逆向自發(fā)進(jìn)行二、化學(xué)反應(yīng)的等溫方程式化學(xué)反應(yīng)的等溫方程式對(duì)理想氣體令三、化學(xué)反應(yīng)的方向則化學(xué)反應(yīng)等溫式變形為：反應(yīng)向右自發(fā)進(jìn)行反應(yīng)向左自發(fā)進(jìn)行反應(yīng)達(dá)平衡五、分解壓力例如，有下述反應(yīng)，并設(shè)氣體為理想氣體。稱為的解離壓力。某固體物質(zhì)發(fā)生解離反應(yīng)時(shí)，所產(chǎn)生氣體的壓力，稱為解離壓力，顯然這壓力在定溫下有定值。該反應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)平衡常數(shù)為：五、分解壓力例如，有下述反應(yīng)，并設(shè)氣體為理想氣體。稱為的解離壓力。某固體物質(zhì)發(fā)生解離反應(yīng)時(shí)，所產(chǎn)生氣體的壓力，稱為解離壓力，顯然這壓力在定溫下有定值。該反應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)平衡常數(shù)為：五、分解壓力如果產(chǎn)生的氣體不止一種，則所有氣體壓力的總和稱為解離壓。熱力學(xué)平衡常數(shù)為：例如：解離壓力1.計(jì)算熱力學(xué)平衡常數(shù)六、標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下反應(yīng)的Gibbs自由能變化值在溫度T時(shí)，當(dāng)反應(yīng)物和生成物都處于標(biāo)準(zhǔn)態(tài)，發(fā)生反應(yīng)進(jìn)度為1mol的化學(xué)反應(yīng)的Gibbs自由能變化值，稱為標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)Gibbs自由能變化值，用 表示。的用途：(1)-(2)得（3）六、標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下反應(yīng)的Gibbs自由能變化值2.計(jì)算實(shí)驗(yàn)不易測(cè)定的和平衡常數(shù)例如，求的平衡常數(shù)六、標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下反應(yīng)的Gibbs自由能變化值3．近似估計(jì)反應(yīng)的可能性只能用 判斷反應(yīng)的方向

只能反映反應(yīng)的限度

當(dāng)?shù)慕^對(duì)值很大時(shí)，基本上決定了的

值，所以可以用來近似地估計(jì)反應(yīng)的可能性。六、標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下反應(yīng)的Gibbs自由能變化值3．近似估計(jì)反應(yīng)的可能性反應(yīng)基本不能進(jìn)行改變反應(yīng)外界條件，使反應(yīng)能進(jìn)行存在反應(yīng)進(jìn)行的可能性反應(yīng)有可能進(jìn)行，平衡位置對(duì)產(chǎn)物有利六、標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下反應(yīng)的Gibbs自由能變化值的幾種計(jì)算方法（1）熱化學(xué)的方法利用熱力學(xué)數(shù)據(jù)表或測(cè)定反應(yīng)熱效應(yīng)，先計(jì)算反應(yīng)的焓變和熵變（2）用易于測(cè)定的平衡常數(shù)，計(jì)算（3）測(cè)定可逆電池的標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)勢(shì)（4）從標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成Gibbs自由能計(jì)算六、標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下反應(yīng)的Gibbs自由能變化值數(shù)值的用處

的值在定義時(shí)沒有規(guī)定溫度，通常在298.15K時(shí)的數(shù)值有表可查，利用這些表值，我們可以：計(jì)算任意反應(yīng)在298.15K時(shí)的(1)六、標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下反應(yīng)的Gibbs自由能變化值數(shù)值的用處(2)判斷反應(yīng)的可能性在有機(jī)合成中，可能有若干條路線，用計(jì)算的方法，看那條路線的值最小，則可能性最大。若

的值是一個(gè)很大的正數(shù)，則該反應(yīng)基本上不能進(jìn)行。(3)用值求出熱力學(xué)平衡常數(shù)值根據(jù)與溫度的關(guān)系，可以決定用升溫還是降溫的辦法使反應(yīng)順利進(jìn)行。七、溫度、壓力及惰性氣體對(duì)化學(xué)平衡的影響溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響壓力對(duì)化學(xué)平衡的影響惰性氣體對(duì)化學(xué)平衡的影響七、溫度、壓力及惰性氣體對(duì)化學(xué)平衡的影響1.溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響對(duì)吸熱反應(yīng)升高溫度， 增加，對(duì)正反應(yīng)有利對(duì)放熱反應(yīng)升高溫度， 下降，對(duì)正反應(yīng)不利七、溫度、壓力及惰性氣體對(duì)化學(xué)平衡的影響1.溫度對(duì)化